Urée dans les moteurs diesel: pourquoi, composition, consommation, prix, arrêt

La plupart des automobilistes modernes, définissant la voiture la plus pratique, ne prêtent pas seulement attention à la puissance de l'unité motrice et au confort offert à l'intérieur. Pour beaucoup, l'économie des transports est d'une grande importance. Cependant, en créant des voitures avec une consommation de carburant réduite, les constructeurs sont davantage guidés par les normes environnementales (un ICE plus petit émet moins de substances nocives).

Le resserrement des éco-normes a contraint les ingénieurs à développer de nouveaux systèmes d'alimentation en carburant, à modifier les groupes motopropulseurs existants et à les équiper d'équipements supplémentaires. Tout le monde sait que si vous réduisez la taille du moteur, il perdra de la puissance. Pour cette raison, dans les moteurs à combustion interne modernes de petite cylindrée, les turbocompresseurs, les compresseurs, toutes sortes de systèmes d'injection, etc. sont de plus en plus courants. Grâce à cela, même une unité de 1.0 litre est tout à fait capable de rivaliser avec le moteur de 3.0 litres d'une voiture de sport rare.

Si nous comparons les moteurs à essence et diesel (la différence entre ces moteurs est décrite dans un autre avis), alors les modifications avec un volume identique fonctionnant au carburant lourd consommeront certainement moins de carburant. Cela est dû au fait que tout moteur diesel est équipé par défaut d'un système d'injection directe. Plus de détails sur le dispositif de ce type de moteurs sont décrits ici.

Cependant, les moteurs diesel ne sont pas si simples. Lorsque le carburant diesel brûle, plus de substances nocives sont émises, c'est pourquoi les véhicules équipés d'un moteur similaire polluent davantage l'environnement qu'un analogue de l'essence. Pour rendre la voiture plus sûre à cet égard, le système d'échappement comprend filtre à particules и catalyseur... Ces éléments éliminent et neutralisent les hydrocarbures, les oxydes de carbone, la suie, le dioxyde de soufre et d'autres substances nocives.

Au fil des ans, les normes environnementales, en particulier pour les moteurs diesel, se sont resserrées. À l'heure actuelle, dans de nombreux pays, il existe une interdiction de conduire des véhicules qui ne respectent pas les paramètres Euro-4, et parfois même plus. Pour que le moteur diesel ne perde pas sa pertinence, les ingénieurs ont équipé les unités (à commencer par les modifications de l'éco-norme Euro4) d'un système supplémentaire d'épuration des gaz d'échappement. Cela s'appelle SCR.

Avec lui, l'urée est utilisée pour le carburant diesel. Considérez pourquoi cette solution est nécessaire dans la voiture, quel est le principe de fonctionnement d'un tel système de nettoyage, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Qu'est-ce que l'urée pour un moteur diesel

Le mot urée lui-même signifie une substance qui contient des sels d'acide urique - le produit final du métabolisme des mammifères. Il est activement utilisé dans l'agriculture, mais il n'est pas utilisé sous sa forme pure dans l'industrie automobile.

Pour les moteurs diesel, une solution spéciale est utilisée, constituée à 40% d'une solution aqueuse d'urée et à 60% d'eau distillée. Cette substance est un neutralisant chimique qui réagit avec les gaz d'échappement et convertit les oxydes de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote nocifs en un gaz inerte (inoffensif). La réaction convertit les gaz d'échappement nocifs en dioxyde de carbone, en azote et en eau. Ce fluide est également appelé AdBlue pour une utilisation dans le système de traitement des gaz d'échappement.

Le plus souvent, un tel système est utilisé dans les véhicules utilitaires. Le camion aura un réservoir supplémentaire, dont le goulot de remplissage est situé près du trou de remplissage de carburant. Le camion est alimenté non seulement en carburant diesel, mais une solution d'urée doit également être versée dans un réservoir séparé (un liquide prêt à l'emploi vendu dans des bidons). La consommation de la substance dépend du type de système d'alimentation en carburant et de l'efficacité du moteur.

Habituellement, une voiture moderne (soit dit en passant, un grand nombre de modèles de passagers utilisant du carburant lourd reçoivent également un tel système de neutralisation) est capable de calculer de deux à six pour cent d'urée à partir de la quantité totale de carburant consommée. En raison du fait que l'injection est contrôlée par une électronique de haute précision et que le fonctionnement du système lui-même est nivelé par des capteurs AUCUN, vous devez ajouter du réactif dans le réservoir beaucoup moins souvent que de faire le plein de la voiture elle-même. En règle générale, le ravitaillement est nécessaire après environ 8 XNUMX kilomètres (selon le volume du réservoir).

Le fluide pour le fonctionnement du système d'échappement ne doit pas être mélangé avec du carburant diesel, car il n'est pas inflammable par lui-même. De plus, une grande quantité d'eau et de produits chimiques désactivera rapidement la pompe à carburant haute pression (son fonctionnement est décrit ici) et d'autres composants importants du système d'alimentation en carburant.

À quoi ça sert dans un moteur diesel

Dans les voitures modernes, des catalyseurs sont utilisés pour neutraliser les produits de combustion. Leur nid d'abeille est en métal ou en céramique. Les modifications les plus courantes sont plaquées en interne avec trois types de métaux: le rhodium, le palladium et le platine. Chacun de ces métaux réagit avec les gaz d'échappement et neutralise les hydrocarbures et le monoxyde de carbone dans des conditions de température élevée.

La sortie est un mélange de dioxyde de carbone, d'azote et d'eau. Cependant, les gaz d'échappement diesel contiennent également des niveaux élevés de suie et d'oxyde d'azote. De plus, si le système d'échappement est modernisé pour éliminer une substance nocive, cela a un effet secondaire: le contenu de l'autre composant augmente proportionnellement. Ce processus est observé dans différents modes de fonctionnement de l'unité de puissance.

Pour éliminer la suie de l'échappement, un piège ou un filtre à particules est utilisé. Le flux traverse les petites cellules de la pièce et la suie se dépose sur leurs bords. Au fil du temps, cet écran se colmate et le moteur active la combustion de la plaque, prolongeant ainsi la durée de vie du filtre.

Malgré la présence d'éléments supplémentaires dans le système d'échappement de la voiture, toutes les substances nocives ne sont pas complètement neutralisées. Pour cette raison, la nocivité du moteur de la voiture n'est pas réduite. Pour améliorer le respect de l'environnement des transports, un autre système supplémentaire de nettoyage ou de neutralisation des gaz d'échappement diesel a été développé.

La neutralisation SCR est conçue pour lutter contre l'oxyde nitrique. Il est installé par défaut dans tous les véhicules diesel conformes aux normes Euro 4 et supérieures. En plus d'un échappement propre, grâce à l'utilisation d'urée, le système d'échappement souffre moins des dépôts de carbone.

Comment fonctionne le système

La présence d'un système de neutralisation permet d'adapter l'ancien moteur à combustion interne aux éco-normes modernes. L'utilisation du SCR est possible dans certaines voitures comme équipement supplémentaire, mais pour cela, le système d'échappement de la voiture doit être modernisé. Le système lui-même fonctionne en trois étapes.

Étapes de l'épuration des gaz résiduaires

Lorsque le carburant brûle dans le cylindre, à la course d'échappement mécanisme de distribution de gaz ouvre les soupapes d'échappement. Le piston pousse les produits de combustion dans un collecteur d'échappement... Ensuite, le flux de gaz pénètre dans le filtre à particules, dans lequel la suie est retenue. Il s'agit de la première étape du nettoyage des gaz d'échappement.

Le flux, déjà nettoyé de la suie, sort du filtre et est dirigé vers le catalyseur (certains modèles de suie sont compatibles avec un catalyseur dans le même boîtier), où les gaz d'échappement seront neutralisés. A ce stade, jusqu'à ce que le gaz chaud pénètre dans le neutralisant, une solution d'urée est pulvérisée dans le tuyau.

1. ICE; 2. Unité de contrôle; 3. Réservoir de réactif; 4. filtre DPF; 5. Échappement partiellement nettoyé; 6. Injection d'urée; 7. Catalyseur SCR.

Comme le courant est encore très chaud, le liquide s'évapore immédiatement et de l'ammoniac est libéré de la substance. L'action de la température élevée forme également de l'acide isocyanique. À ce stade, l'ammoniac réagit avec l'oxyde nitrique. Ce processus neutralise ce gaz nocif et forme de l'azote et de l'eau.

La troisième étape a lieu dans le catalyseur lui-même. Il neutralise les autres substances toxiques. Ensuite, le flux se dirige vers le silencieux et est évacué dans l'environnement.

Selon le type de moteur et de système d'échappement, la neutralisation suivra un principe similaire, mais l'installation elle-même peut sembler différente.

Composition liquide

Certains automobilistes se posent une question: si l'urée est le produit de l'activité vitale du monde animal, est-il possible de fabriquer soi-même un tel liquide? En théorie, c'est possible, mais les fabricants ne recommandent pas de le faire. Une solution d'urée maison ne répondra pas aux exigences de qualité pour une utilisation dans les machines.

Et il y a plusieurs raisons à cela:

1. L'urée, qui est souvent incluse dans de nombreux engrais minéraux, peut être considérée comme une alternative pour créer une solution. Mais vous ne pouvez pas vous rendre au magasin agricole le plus proche pour l'acheter. La raison en est que les granulés d'engrais sont traités avec une substance spéciale qui empêche le matériau en vrac de s'agglutiner. Ce réactif chimique est nocif pour les éléments du système de purification des produits de combustion. Si vous préparez une solution à base de cet engrais minéral, l'installation échouera très rapidement. Aucun système de filtration n'est capable de filtrer cette substance nocive.
2. La production d'engrais minéraux est associée à l'utilisation de biuret (la masse finale de ce réactif peut contenir environ 1.6 pour cent). La présence de cette substance réduira considérablement la durée de vie du convertisseur catalytique. Pour cette raison, dans la fabrication d'AdBlue, seule une petite fraction de biuret (pas plus de 0.3 pour cent du volume total) peut être incluse dans sa composition.
3. La solution elle-même est créée à base d'eau déminéralisée (les sels minéraux obstruent le nid d'abeilles du catalyseur, ce qui le met rapidement hors service). Bien que le prix de ce liquide soit bas, si vous ajoutez le prix de l'engrais minéral et le temps passé à faire la solution à son coût, le coût du produit fini ne différera pas beaucoup de l'analogue industriel. De plus, un réactif préparé à la maison est nocif pour la voiture.

Une autre question courante concernant l'utilisation de l'urée pour les moteurs diesel - peut-elle être diluée avec de l'eau pour des raisons d'économie? Personne n'interdira de faire cela, mais des économies ne peuvent pas être réalisées de cette manière. La raison en est que le système de post-traitement des gaz d'échappement est équipé de deux capteurs configurés pour déterminer la concentration de NO dans les produits de combustion.

Un capteur est placé devant le catalyseur et l'autre à sa sortie. Le premier détermine la quantité de dioxyde d'azote dans les gaz d'échappement et active le système de neutralisation. Le deuxième capteur détermine l'efficacité du processus. Si la concentration d'une substance nocive dans les gaz d'échappement dépasse le niveau autorisé (32.5%), cela indique que la quantité d'urée est insuffisante et le système augmente le volume de fluide. À la suite de la solution diluée, plus d'eau disparaîtra et plus d'eau s'accumulera dans le système d'échappement (comment y faire face, il est décrit séparément).

En elle-même, l'urée ressemble à des cristaux de sel inodores. Ils peuvent être dissous dans un solvant polaire tel que l'ammoniaque, le méthanol, le chloroforme, etc. La méthode la plus sûre pour la santé humaine est la dissolution dans l'eau distillée (les minéraux qui font partie de l'eau ordinaire formeront des dépôts sur le nid d'abeilles du catalyseur).

En raison de l'utilisation de produits chimiques dans la préparation de la solution, le développement de l'urée est effectué sous la supervision ou avec l'approbation de l'Association de l'industrie automobile (VDA).

Avantages et inconvénients

L'avantage le plus important de l'utilisation de l'urée dans les moteurs diesel est une élimination plus complète des substances toxiques qui sont libérées lors de la combustion du carburant diesel. Ce fluide permet au véhicule de se conformer à la norme environnementale jusqu'à Euro6 (ceci est influencé par les caractéristiques de l'unité elle-même et son état technique).

Aucun des composants techniques du moteur ne change, de sorte que tous les avantages de l'utilisation de l'urée ne sont associés qu'à la nocivité des émissions et aux conséquences qui en découlent. Par exemple, lors du franchissement de la frontière européenne, le propriétaire du véhicule n'aura pas à payer une lourde taxe ou une amende si le système dans ce pays cesse de fonctionner.

Le ravitaillement est peu fréquent. La consommation moyenne est d'environ 100 ml. sur 100 kilomètres. Cependant, il s'agit d'un indicateur pour une voiture particulière. Un bidon de 20 litres suffit généralement pour 20 1.5 km. Quant au camion, la consommation moyenne d'urée qu'il contient est d'environ 100 litre aux XNUMX km. Cela dépend de la volume du moteur.

La substance peut être versée soit directement dans le réservoir situé dans le compartiment moteur, soit dans un goulot spécial situé près du trou de remplissage du réservoir de carburant.

Malgré les avantages évidents du système d'innovation, il présente un grand nombre d'inconvénients. Considérons-les pour faciliter la détermination d'utiliser ou non cette neutralisation:

• Si un composant du système tombe en panne, sa réparation coûtera cher;
• Pour une neutralisation efficace, il est nécessaire d'utiliser un carburant de haute qualité (carburant diesel à faible teneur en soufre);
• Le plus gros inconvénient n'est pas lié au système lui-même, mais à un grand nombre de liquides contrefaits sur le marché de la CEI (près de la moitié des produits vendus sont des contrefaçons);
• La présence d'un système de neutralisation rend le véhicule plus cher;
• En plus de faire le plein de carburant diesel, vous devez surveiller l'approvisionnement en AdBlue;
• Le fonctionnement de l'urée est compliqué par le fait qu'en cas de gel sévère (-11 degrés), il gèle. Pour cette raison, le chauffage par liquide est utilisé dans de nombreuses modifications;
• Le liquide est réactif et peut provoquer des brûlures ou des irritations s'il entre en contact avec les mains. Si la main non protégée est en contact avec la substance, ce qui est souvent le cas lors du ravitaillement à partir d'un grand bidon, le liquide doit être soigneusement lavé;
• Sur le territoire de la CEI, il y a très peu de stations-service où, si nécessaire, vous pouvez reconstituer une quantité supplémentaire d'urée de haute qualité. Pour cette raison, vous devez acheter du liquide avec une marge et l'emporter avec vous si vous prévoyez un long voyage;
• Le liquide contient de l'ammoniac qui, une fois évaporé, nuit aux voies respiratoires humaines.

Compte tenu d'un tel nombre d'inconvénients, de nombreux automobilistes décident de désactiver ce système.

Comment désactiver

Il existe plusieurs façons de désactiver la neutralisation des gaz d'échappement diesel:

1. Gelez le système. Avant d'utiliser cette méthode, vous devez vous assurer que le SCR ne présente aucune erreur dans l'électronique. La ligne est repensée pour que l'électronique l'interprète comme si l'urée était gelée. Dans ce cas, l'unité de contrôle n'active la pompe que lorsque le système "gèle". Cette méthode convient aux appareils qui ne permettent pas de chauffer les réactifs.
2. Arrêt du logiciel. Dans ce cas, l'unité de commande clignote ou certains ajustements sont apportés au fonctionnement du système électronique.
3. Installation de l'émulateur. Dans ce cas, le SCR est déconnecté du circuit électrique, et pour que l'unité de contrôle ne corrige pas une erreur, un émulateur numérique spécial est connecté à la place, qui envoie un signal que le système fonctionne correctement. Cela ne modifie pas la puissance du moteur.

Avant de procéder à la déconnexion de la neutralisation, il est important de consulter un spécialiste, car chaque cas individuel peut avoir ses propres nuances. Cependant, selon l'auteur de cette revue, pourquoi acheter une voiture chère pour éteindre quelque chose à l'intérieur, puis payer de l'argent pour des réparations coûteuses en raison d'une telle intervention?

De plus, nous proposons une courte revue vidéo du fonctionnement de l'une des variétés du système SCR:

Système SCR, comment fonctionne l'AdBlue

Questions et réponses

A quoi sert l'urée pour un moteur diesel ? C'est une substance qui est ajoutée pour éliminer les gaz nocifs dans les gaz d'échappement d'un moteur diesel. Ce système doit être conforme à la norme éco Euro4 - Euro6.

Comment l'urée agit-elle sur le diesel? Au cours du processus de chauffage et de réaction chimique, l'urée ammoniacale réagit avec l'oxyde d'azote (le gaz le plus nocif du carburant diesel brûlé), entraînant la formation d'azote et d'eau.