Katalüsaator, EGR, DPF, AdBlue, mis need on, milleks nad on ja kuidas töötavad.

Siia kogunevad õpetused/juhised omegate kohta. Nii ka võõrkeelsed
Vasta
Kasutaja avatar
Martink91
Klubiliige
Postitusi: 2287
Liitunud: 24 Dets 2012 14:00
Auto: 3.0DTI 3.5 Bi-turbo
Asukoht: Keila/Tallinn
Tänanud: 5 korda
Tänatud: 22 korda

Katalüsaator, EGR, DPF, AdBlue, mis need on, milleks nad on ja kuidas töötavad.

Postitus Postitas Martink91 » 11 Mär 2019 20:04

Hakkame ajalises järjestuses, nii nagu nad sisepõlemismootoritega sõidukitele ilmusid.
Katalüsaator, rahvakeeli ka lihtsaltt „KATT“.
Katalüsaatoriks nimetatakse keemilist ainet (nii orgaaniline, kui anorgaaniline), mis muudab mistahes keemilise reaktsiooni kiirust, ise reaktsioonis osalemata. Sõidukite katalüsaatorites kasutatakse katalüsimuundurina tihtipeale väärismetalle, nagu näiteks plaatina, mis teeb elemendi kokkuostjate jaoks hinnaliseks. Odavamates katalüsaatorites, aga kasutatakse erinevaid polümeere, mille kokkuostu hind võib nulli lähedane olla. Katalüsaatori lõplik hind sõltub sellest, mis materjale ja milliste kogustega on katalüsaatori valmistamisel kasutatud, ning palju sellest jääkproduktina alles on. Üldine reegel on, et mida kallim ja suurema mootoriga sõiduk, seda kallim on ka katalüsaatori jäätme hind.

Esimesed laiatarbe sõidukid said katalüsaatori omale 70nendatel Ameerikas. Katalüsaatori ülesanne on muuta mürgised heitgaasid vähemmürgisteks. Teadupärast kütuste põlemisel tekkib CO(vingugaas) ja HC(põletamata süsivesinikud) gaasid. Kuna mootori põlemiskambris ei tarbita ära kogu seal leiduvat hapniku(O2), siis jõuab koos muude gaasidega väljalaskesse ka puhast hapniku, mis katalüsaatori abil ühendatakse CO ja HC gaasidega. Keemilise raktsiooni tulemusena on meil olemas vähemkahjulikud gaasid, milleks on CO2 (inimesele ohutu süsihappegaas) ja H2O(Vesi.)

EGR-(exhaust gas recirculation)
EGR on mootori küljes asuv seade, mis saadab uuesti ringlusesse osa väljalaske gaase. Algelised seadmed olid lihtsalt toru, mis ühendas väljalakse kollektorit sisselaske kollektoriga, ja nende vahel siis oli klapp, mis väljalaske tee sulges, kui selleks oli vajadus.
EGRi torustik on ühendatud üldiselt nõnda, et ainul ühe silindri või ainult osa mootori gaase jõuab tagasi ringlusesse. Meie foorumis laialt kasutusel olev R6 BMW diisel mootori puhul jõuavad tagasi ringlusesse ainult esimese silindri väljalaske gaasid. EGR töötab vastavalt tema seadistusele. EGR klapp lülitatakse kinni, kui sõidukit kiirendatakse või kui mootor töötab täisjõudlusel. EGR klapp iseenesest töötab pulseerivalt tühipöördel ja ühtlasel sõidul, kui mootori pöörded on vastavad.
Enamjaolt on EGR klapp läbi vaakumi elektrooniliselt kontrollitav.
Tänapäeva sõidukitel on kasutusel ka EGR jahuti, mis omab kahte ülessannet-
1) jahutab väljalaske gaase madalamale temperatuurile
2) soojendab mootori veesärgi kiiremini ülesse, mille tulemusel mootor soojeneb kiiremini töötemperatuurini, ning mille läbi suureneb mootori ökonoomsus.
Väljalaske gaaside uuesti ringlusesse suunamise üldine eesmärk on suurendada mootori ökonoomsust ja vähendada heitmetes leiduvaid ohtlike ühendeid. Tema esmane protsess on tõsta väljalaske gaaside temperatuure. Nimelt tühipööretel töötades on väljalaske gaaside temperatuurid kuskil 150 kraadi ringis, kuid katalüsaatori kasulik efektiivsus saavutatakse alles 200 kraadi ringis. EGRi abil saavutatakse vajalik 200 kraadine temperatuur, sest ilma EGRita pole katalüsaator täielikult katalüüsiv.

Ökonoomsuse suurendamine- Kuna sisselaske takti ajal imetakse silindrisse koos puhta õhuga ka osa väljalaske gaase(mis on eelnevalt jahtunud/jahutatud), siis töötakti aeg ei tõuse põlemiskambris mootori temperatuurid nii kõrgele, kui nad seda teeksid puhta hapniku puhul(sarnane vesimeta süsteemile).
Madalam temperatuur hoiab ära põlemiskambri surema jahutusvajaduse, madaldab temperatuurist tuleneva võimaliku detanatsiooni ohtu ning vähendab NOx (ohtlike)ühendite tekkimist. EGR gaaside doseerimisega on võimalik muuta põlemiskambris toimuvat gaaside põlemise kiirust, muutes sellega põlemisfrondi kiirust silindri liikumisele vastavaks, ning parandada seeläbi ökonoomsust.
Lisaks vähendab EGR silindris survetaktirõhku, ning seeläbi väheneb mootori terav tiksumine.

Siinkohal tekkib mõnel lugejal kindlasti küsimus, et kuidas siis ühel juhul tõstab ja teisel juhul langeb temperatuur?
Nimelt silindris põlemise ajal aset leidev temperatuur langeb(hetkeline maksimaalne temperatuur), kuid väljalaske gaasides olev temperatuur tõuseb väljalaske taktis aset leidva järelpõlemise abil(põlemistsükkel on hapnikuvaeguse tõttu piisavalt pikaks venitatud, et ka väljalaske klapi avanemise hetkel toimub veel põlemine).

DPF- Diesel particulate filter
DPF on põhimõtteliselt katalüsaatori sarnane tihe filter, mis asub summuti süsteemis. Tema ülessandeks on väljalaske gaasidest välja korjata kõik põlemata lenduvad osakesed. Enamik filtreid saab hakkama 85% puhastamisega. Väga head filtrid saavad hakkama 100% ulatuses.
Filter korjab lenduvad osakesed filtri elemendi pinnale, sellhetkel kui osake on filtri pinnast möödumas. Sisuliselt settib lenduv tahm filtri pinnale. Olenevalt sõidustiilist ja mootori korrasolekust saab filter aeg-ajalt täis. Selle teada saamiseks on filtril küljes andur, mis tunnetab summutisüsteemis olevat survet. Kui filter on täis, suureneb surve enne filtrit. Andur saab signaali ning kui mootori on saavutanud vajaliku temperatuuri(lisaks ka muid eeldusi, mis on tehases ette määratud), alustab „põletus protsessiga“.
Põletusprotsess on protsess, mis vallandatakse mootori juhtmooduli käsul. Põletusprotsessil suunatakse summutisse kütust, et toimuks filtri puhtaks põlemine.
Minule teadaolevalt ühelgil autol selleks eraldi pihustit ei ole, vaid kasutatakse sõiduki enda kütuse süsteemi. Nimelt väljalaske takti aeg pihustatakse silindrisse kütust, mis silindris põlemise asemel põleb hoopis summuti süsteemis ja seda kõrgel temperatuuril.
Põlemise käigus muutuvad tahked söestunud jäätmed ohutuks süsinihappegaasiks. Kui gaasid on summutisüsteemist väljunud on filter jälle puhas, vasturõhk on normi piirides ning mõnda aega on ruumi filtris uute jäätmete tarvis.
Kahjuks pole see protsess aga lõpmatu. DPF filter saab lõplikult „täis“ ca 300 000 läbitud km juures. Põhjuseks on mootori kulumisest tingitud probleemid, kus dpf filtrisse sattub ka muud, kui ainult selleks ettenähtud gaasid(näiteks mootori kulumisest tekkiv metalli puru). Ning ka DPF filter ise vananeb- näiteks kukub sisse, läheb kortsu vms. DPF filtri täitumisel tuleb see sõidukilt eemaldada ning kas läbi põletada pika aja jooksul selleks vajaliku aparatuuriga, mis hoiab 24h 1500kraadi, või läbipesemis meetodil.
Hävinenud DPF filtrit pole võimalik taastada.

NOx ühendid- Nimetatakse sellise kokkuvõtva lühendiga, kuna NOx ühendite alla kuuluvad NO ja NO2 ühendid. NO puhul on tegemist inimese tervisele kahjuliku gaasiga.
NOx ühendid tekkivad normaalrõhul ca 1350 kraadi celsiuse juures. Kuna sisepõlemismootorite puhul on olemas surve põlemistaktil, siis sellevõrra langeb NOx ühendite tekkimiseks vajalik temperatuur.
Bensiini mootorite puhul on surveaste kordaja kuskil 10 juures, diislitel aga kuskil 20ne juures, mistõttu diiselmootorite puhul on NOx gaaside formuleerumine oluliselt lihtsam.
NOx gaasid tekkivad mõlemite kütuste ja surveastmete juures, diisli puhul on sama temperatuuri juures formuleeruvat produkti 2x rohkem, kuna juba puhtalt kompresiooni rõhk on 2x suurem. Suurendades kompresiooni veelgi erinevate seadmetega, näiteks turbo, kompressor või tõstes kütuse rõhk pihustamise hetkel, saab tuua sama koguse NOx formuleerimise veelgi madalamale temperatuurile.
Kuna mingist temperatuuripunktist allapoole pole võimalik mootoris olevaid temperatuure viia, algab rõhkude suurenedes suurenema ka NOx gaaside kogus.

Ja siin tuleb mängu AdBlue.

AdBlue on vesilahuseline keskkonnale ohutu vedelik, mis töötati välja spetsiaalselt diiselmootorite heitmete vähendamiseks. AdBlue pihustatakse diiselmootori katalüüsmuunduris heitgaasidesse kahjulike lämmastikoksiidide (NOX) heitkoguste vähendamiseks. See võimaldab saavutada vastavus heitgaasinormidele Euro 4, Euro 5 ja Euro 6. Heitgaasidesse AdBlue pihustamisel tekivad ammoniaagilahuses (NH3) sisalduv uurea ja süsinikdioksiid (CO2). Kõik see toimub kõrgel temperatuuril. Järgnevalt reageerib ammoniaak (NH3) lämmastikoksiididega (NOX), mis tekivad diisli põlemisel. Väljalasketorust väljuvad keemilise reaktsiooni tulemusena kahjutu lämmastik (N2) ja veeaur (H2O). Seda protsessi nimetatakse valikuliseks katalüütiliseks redutseerimiseks (SCR).
AdBlued kasutatakse peamiselt suure jõudlusega diiselmootorite puhul- Veoautod. Harvem ka sõiduautodel.

Probleemid:
Peamiselt saab jaotada probleeme kahte alagruppi:
1) Kulumisest tulenevad probleemid
2) Puudulikust või halvast hooldusest tulenevad probleemid
„Kõik mis liigub see ka kulub“
Iga sõiduk vajab remonti mingil ajahetkel. Remont ei küsi seejuures läbisõidu suurust või seda, kas ta on oodatud.
Kulumisest tingitud probleemid kimbutavad kõiki sõlmi, mis mootoris sees on liikuvad- on need siis kas pihustiotsad, turbod, klapid jms. Kui miski ei tööta enam õigesti, on terve protsesside ahel häiritud ning ükski teine protsess ei saa toimida enam õigesti, kui temale eelnenud protsess on planeeritust mööda.
Võtame ühe kõige lihtsama näite- Diislite pihustiotsad. Suurte läbisõitude juures on pihustite otsad erosiooni toimel ära kulunud. Sisuliselt on suure surve juures pihustatav kütus pihusti otsa ava juures oleva materjali pika peale ära uhtunud. See võib tekitada mitmeid probleeme. Üks on see et pihustuslehvik pole enam korrektne, kütust ei pihustata enam piisavalt peeneks tolmuks, ning põlemise tagajärjel tekkib palju tahma. Teine võimalus on see, et pihusti ots ei hoia enam survet üldse kinni ning „pissib“ pidevalt läbi. Mõlemal juhul toimub silindris tugev tahmamine.
Tahm sattub aga EGRi kaudu sisselaskesse, ning selle tulemusel „pasandab“ kogu sisselaske täis, saates tahma ka teistesse silindritesse, mille tõttu ka teised silindrid ei suuda enam töötada nii, nagu nad peaksid seda tegema.
Liiga suur kogus tahma kipub ka katalüsaatoreid ja DPF filtreid ummistama, tulemuseks on jõuetu mootor, mis tihtilugu ka haiseb. Meie ühiskonnas kiputakse probleeme aga valest otsast lahendama. Selle asemel, et pihusti korda teha, lõigatakse dpf ja katalüsaator filtrid välja ning suletakse egr gaaside teekond. Sama lugu on ka näiteks kulunud turboga. Mootori juhtmoodulisse on kirjutatud kindlad „kaardid“ kuidas ja millistel hetkedel turbo peab toimima ja kui suurt rõhku andma. Kui turbo on kulunud ei suuda kas õigeaegselt või üldse anda piisavalt tootlikust. Kütuse segu läheb paigast ära, ning tulemuseks on jällegi ebaõige põlemine silindris, mis viib üldjuhul tahmamiseni.

Puudulikud või kehvad hooldused tähendavad seda, et kas midagi täitsa tegemata jäänud või pole seda tehtud õigeaegselt. Liiga vanal õlil pole enam jahutus ja määrmisomadused samad. Näiteks õlivälpade möödalaskmise puhul hakkab liiga vana õli ladestuma mootori sees, või see sama tahma täis õli ennast karteri tuulutuse kaudu sisselaskesse pressima. Tulemuseks on õli ja selle jäätmete põlemine mootoris, mis põhjustab tugevat tahmamist, sinakat vine ning ülejäänud süsteemide ummistumist.
Paljudel autodel on karteri tuulutuse puhul olemas filter, mis püüab tuulutusest kinni sinna kogunenud õli, et õli ei satuks sisselaskesse. Meie foorumis levinud BMW R6 mootori puhul tuleb karterituulutusfiltrit vahetada minimaalselt igal teisel õlivahetus välbal, sest rohkem ei suuda ta õlijäätmeid endasse mahutada. Vortex filtri puhul tuleks seda aga pesta. Vanema mootori puhul tuleks filtreid vahetada tihemini, kui ametlik juhend seda ette näeb, sest ametlik juhend on mõeldud mitte kulunud mootorite tarvis, mis ei leki ega ole muudmoodi keskkonnaohtlikud, kui väga vanad ja kulunud mootorid.
Lisaks puudutab hooldus ka muid filtreid- näiteks ummistunud õhufilter takistab õhu lisamist mootorisse. Ühest küljest teeb umbes filter mootoril hingamise lihtsalt raskemaks, mille all kannatab ökonoomsus. Kui põlemisel on hapnikutase madal, siis toimub ka mootoris tahmav põlemine, ning ka see tahm jällegi ummistab ülejäänud süsteeme.

Kokkuvõteks.
Ükski nimetatud süsteemidest ei ole halb sinu sõiduki mootorile. Kõiges rohelisi süüdistada on vale suhtumine. Paljus on meie enda tervise huvides.
Kui vana diisemootori tahma puhul oskame me oma pead ära pöörata(suured osised, nähtav tahma pilv) ja seeläbi enda hingamisteid sinna sattuva tahma eest kaitsta, siis peenemad tolmuosakesed(need mida dpf filter kinni püüab), mida me ei näe ega taju ka muul moel, sattuvad kopsudesse ka meie teadamata, põhjustes terviseriske. Näiteks diisli heitgaasid põhjustavat kanserogeenseid riske, ehk vähi teket.
Nende kaitse süsteemide eemaldamine on vähese teadlikuse, informeerituse või valede eelduste või seosete loomise tõttu levinud, ning mina isiklikult olen enese harimise läbi jõudnud järeldusele, et ilmselt panen ka egri suvel oma autole tagasi.

Kui kellegil midagi lisada, täiendada või vastupidist väita, siis anda julgelt teada. Teeme parandused.
Antud artikli kopeerimine on lubatud lõiguti, viidates originaal artiklile, ehk sellele siin. Lisaks tuleb ära miainida minu kasutaja.
Antud artikkel on kirjutatud kümnetele erinevatele allikatele toetudes, sh. ka wikipeedia ja seletav sõnaraamat.
53917831 Diagnost
võtmed viewtopic.php?f=23&t=13081
kasutatud varuosad viewtopic.php?f=23&t=10487
tööriistad viewtopic.php?f=49&t=13534

Vasta