Diesle z SCR. Czy będą sprawiały problemy?

BlueHDI, BlueTEC, SCR Blue Motion Technology, - to tylko niektóre oznaczenia, które pojawiły się ostatnio na samochodach z silnikami wysokoprężnymi. Informują, że auta wyposażone są w system selektywnej redukcji katalitycznej SCR (Selective Catalytic Reduction), czyli dysponują specjalną instalacją do eliminowania tlenków azotu z gazów spalinowych, w której katalizatorem jest amoniak podawany w formie płynu będącego wodnym roztworem mocznika (AdBlue). System pozostaje poza silnikiem, jest zabudowany częściowo w nadwoziu (sterownik elektroniczny, czujniki, zbiornik, pompa, instalacja wlewowa AdBlue, przewody dostarczające płyn do wtryskiwacza) a częściowo w układzie wydechowym (wtryskiwacz płynu, moduł katalityczny, czujnik tlenków azotu). Dane z systemu trafiają do układu diagnostycznego samochodu, co umożliwia przekazywanie kierowcy informacji o konieczności uzupełnienia płynu i ewentualnych awariach systemu SCR.

Działanie SCR jest stosunkowo proste. Wtryskiwacz wprowadza roztwór mocznika do układu wydechowego przed katalizatorem SCR. Pod wpływem wysokiej temperatury płyn rozpada się na amoniak i dwutlenek węgla. W katalizatorze amoniak reaguje z tlenkami azotu, dzięki czemu powstaje lotny azot i para wodna. Nie wykorzystana w reakcji część amoniaku również zamienia się w lotny azot i parę wodną. Bezpośrednie zastosowanie amoniaku jest niemożliwe ze względu na jego wysoką toksyczność i odrażający zapach. Stąd wodny roztwór mocznika, bezpieczny i praktycznie bezwonny, z którego amoniak odzyskuje się dopiero w układzie wydechowym bezpośrednio przed reakcją katalityczną.

Nowe systemy redukujące tlenki azotu w spalinach wyparły stosowane wcześniej układy recyrkulacji spalin EGR, zbyt mało wydajne dla wymagań normy Euro 6 wprowadzonej w 2014 r. Jednak nie wszystkie silniki spełniające normę Euro 6 muszą mieć system SCR. Jest on praktycznie niezbędny w większych jednostkach napędowych, tym mniejszym wystarcza tak zwana „pułapka NOx”, czyli katalizator zasobnikowy. Jest on wmontowany w układ wydechowy i wyłapuje tlenki azotu. Gdy czujnik stwierdzi zapełnienie katalizatora wysyła sygnał do elektroniki sterującej silnikiem. Ta z kolei zleca wtryskiwaczom zwiększanie dawki paliwa w kilkunastosekundowych odstępach, by dopalić wyłapane tlenki. Produkty końcowe to azot i dwutlenek węgla. Katalizator zasobnikowy działa zatem podobnie jak filtr cząstek stałych, nie jest jednak tak wydajny jak katalizator SCR, który potrafi eliminować do 90 % tlenków azotu ze spalin. Ale „Pułapka NOx” nie wymaga dodatkowej obsługi i stosowania płynu AdBlue, który potrafi sprawić sporo kłopotów.

Płyn AdBlue w sprzedaży hurtowej jest bardzo tani (2 zł za litr), ale w litrowych opakowaniach na stacji benzynowej kosztuje 10-15 zł. Ale i tak jest to cena korzystniejsza niż w autoryzowanych stacjach obsługi, gdzie zazwyczaj trzeba za niego zapłacić 2-3 razy więcej. Trzeba pamiętać, że AdBlu kupuje się na bieżąco, zapas do wożenia w bagażniku nie wchodzi w rachubę. Płyn musi być przechowywany w odpowiednich warunkach i niezbyt długo. Ale zapas nie jest konieczny, bo zużycie roztworu mocznika jest niewielkie. Wynosi ono ok. 5% zużycia paliwa, czyli dla samochodu zużywającego 8 l/100 km oleju napędowego ok. 0,4 l/100 km. Na dystansie 1000 km będzie to ok. 4 l, co oznacza wydatek rzędu 40-60 zł.

Łatwo zauważyć, że już sam zakup AdBlue podnosi koszty użytkowania samochodu, choć mogą być one pomniejszone dzięki niższemu zużyciu paliwa w silnikach z katalizatorem SCR. Pojawiają się też pierwsze problemy, bo nie mając zapasu AdBlue w samochodzie musimy znaleźć punkt sprzedaży roztworu mocznika zaraz po komunikacie, że konieczna jest jego dolewka. Gdy zabraknie płynu silnik przejdzie w tryb awaryjny. Ale tak naprawdę problemy, i to znacznie poważniejsze, czają się gdzie indziej. Także wydatki związane z systemem SCR mogą być znacząco większe. Oto lista grzechów głównych systemu SCR:

Niska temperatura – AdBlue zamarza przy -11 ºC. Gdy silnik pracuje instalacja grzewcza przy zbiorniku AdBlue dba cały czas, by płyn nie zamarzł i problem nie istnieje. Ale gdy uruchamia się samochód po mroźnej nocy AdBlue jest zamrożony. Jego podawanie do uruchomionego, zimnego silnika nie jest możliwe, dopóki instalacja grzewcza nie doprowadzi AdBlue do postaci płynnej i sterownik nie zdecyduje, że można rozpocząć dozowanie. Roztwór mocznika zaczyna być w końcu wtryskiwany, ale w zbiorniku są jeszcze kryształki mocznika, które potrafią zablokować wtryskiwacz AdBlue i przewody pompy. Gdy tak się stanie, silnik przejdzie w stan awaryjny. Sytuacja nie wróci do normy, póki całość mocznika nie rozpuści się. Ale kryształy mocznika nie rozpuszczają się łatwo, zanim przestaną mieć postać krystaliczną mogą uszkodzić wtryskiwacz AdBlue i pompę. Nowy wtryskiwacz AdBlue to wydatek przynajmniej kilkuset złotych, a nowa pompa (zintegrowana ze zbiornikiem) kosztuje od 1700 do nawet kilku tysięcy złotych. Trzeba dodać, że niskie temperatury nie służą AdBlue. Zamarzając i rozmrażając się płyn ulega degradacji. Po kilku takich przemianach lepiej wymienić go na nowy.

Wysoka temperatura – przy temperaturze powyżej 30 ºC mocznik w płynie AdBlue ulega kondensacji i rozpadowi, stając się organicznym związkiem chemicznym o nazwie biuret. Przy zbiorniku AdBlue można poczuć wówczas nieprzyjemny zapach amoniaku. Zbyt ubogi w mocznik roztwór nie może wywołać odpowiedniej reakcji w katalizatorze SCR i przy braku reakcji na sygnalizację problemu przez diagnostykę pojazdu silnik przejdzie w tryb awaryjny. Prostym sposobem na schłodzenie zbiornika AdBlue jest polewanie go zimną wodą.

Awarie elementów mechaniczno-elektrycznych – przy prawidłowej eksploatacji uszkodzenia pompy czy awarie wtryskiwacza płynu AdBlue należą do rzadkości. Stosunkowo często psują się za to czujniki tlenków azotu. Niestety, czujniki są często droższe od wtryskiwaczy. Kosztują od kilkuset do nawet blisko 2000 zł.

Zanieczyszczenia – układ zasilania płynem AdBlue nie toleruje żadnych zanieczyszczeń, a przede wszystkim tłuszczu. Nawet jego niewielka dawka doprowadzi do uszkodzenia instalacji. Lejki i inne akcesoria niezbędne do uzupełniania roztworu mocznika nie mogą być stosowane do żadnych innych czynności. Nie wolno rozcieńczać AdBlue wodą, może to doprowadzić do uszkodzenia katalizatora. Płyn AdBlue to 32,5-procentowy, wodny roztwór mocznika, tych proporcji nie można zaburzyć.

Systemy SCR montowane są w ciężarówkach od 2006 r., a w samochodach osobowych od 2012 r. Nikt nie neguje konieczności ich stosowania, bo eliminowanie szkodliwych substancji w spalinach to działanie pozytywne dla nas wszystkich. Ale podczas wielu lat użytkowania SCR dał się poznać od jak najgorszej strony, napędzając warsztatom klientów i doprowadzając do łez użytkowników. Jest równie kłopotliwy co filtr cząstek stałych i potrafi narazić właścicieli aut na rozstrój nerwowy i spore wydatki. Nic dziwnego, że rynek zareagował w identyczny sposób, jak w przypadku filtrów cząstek stałych. Pojawiły się warsztaty, które usuwają instalację wtrysku AdBlue i wprowadzają specjalny emulator, informujący system diagnostyczny samochodu że filtr wciąż jest i działa prawidłowo. Także w tym przypadku moralna strona takiego działania jest mocno wątpliwa, ale trudno też dziwić się kierowcom, którym SCR głęboko zalazł za skórę i spenetrował portfel. Strona prawna nie pozostawia żadnych wątpliwości – usunięcie filtra SCR jest nielegalne, narusza bowiem warunki homologacji pojazdu. Prawdopodobnie jednak nikt nie będzie się silił na wykrywanie takiego procederu, tak jak w przypadku usuwania filtrów cząstek stałych.