Με ποιο τρόπο μείωσε η VW τα μονοξείδια του αζώτου…

Οι πετρελαιοκινητήρες έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Στα πρώτα κατατάσσεται η οικονομία που επιτυγχάνεται στην κατανάλωση και κατά συνέπεια στο κόστος χρήσης (ειδικά στην Ελλάδα), όπως και η μεγάλη ροπή που παράγεται από τις χαμηλές στροφές.

Βέβαια, οι πιο σύγχρονοι κινητήρες βενζίνης μικρού κυβισμού, τα τρικύλινδρα σύνολα του ενός λίτρου, επιτυγχάνουν περίπου τις παραπάνω επιδόσεις, γι’ αυτό και έχουν μειωθεί οι πωλήσεις πετρελαιοκίνητων οχημάτων, όμως εξακολουθούν να υπάρχουν πολλοί υποστηρικτές τους ακόμα.

Στα μειονεκτήματα των κινητήρων πετρελαίου, συγκαταλέγεται το γεγονός των υψηλών εκπομπών μονοξειδίων του αζώτου, ενώ η παρακράτηση μικροσωματιδίων επιτυγχάνεται με τους ειδικούς καταλύτες SCR που έχουν εφαρμοστεί.

Μάλιστα, η VW από το 2018 εφαρμόζει τη συγκεκριμένη τεχνολογία, Selective Catalytic Reduction ή επιλεκτική καταλυτική μείωση και τώρα έχει προχωρήσει ένα βήμα παραπάνω.

Εφαρμόζει το επόμενο στάδιο του συστήματος SCR – τη λεγόμενη διπλή δόση ή δίδυμη παροχή. Χρησιμοποιείται και πάλι Adblue, το οποίο όμως ψεκάζεται πριν από δύο καταλύτες SCR (διπλός ψεκασμός), οι οποίοι είναι διαταγμένοι σε σειρά και σε σχετική απόσταση μεταξύ τους. Το σύστημα είναι τόσο εντυπωσιακά αποτελεσματικό, που τα μοντέλα εξοπλισμένα με αυτό υπερκαλύπτουν ήδη τις μελλοντικές αυστηρές προδιαγραφές εκπομπής ρύπων Euro 6d.

Με αυτόν τον τρόπο, η Volkswagen πετυχαίνει μείωση εκπομπής ρύπων μονοξειδίου του άνθρακα (NOx) σε ποσοστό περίπου 80%, κάτι που επιβεβαίωσαν σχετικές μετρήσεις σε πραγματικές συνθήκες στο νέο Passat, αλλά και στο νέο Golf 2.0 TDI SCR 150 PS DSG.

Η τεχνολογική υλοποίηση της ιδέας είναι απλή και θεαματικά αποτελεσματική. Η διαδικασία της διπλής δόσης απαιτεί ένα δεύτερο καταλυτικό μετατροπέα SCR, ο οποίος βρίσκεται στο κάτω μέρος του οχήματος. Δεδομένης της μεγαλύτερης απόστασης από τον κινητήρα, η διαφορά θερμοκρασίας των καυσαερίων ανάμεσα στους δύο καταλύτες μπορεί να είναι και 100° C. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να διευρύνεται το εύρος θερμοκρασίας στο οποίο γίνεται επεξεργασία των καυσαερίων.

Η καινοτόμος διαδικασία της διπλής παροχής, αντισταθμίζει ένα μειονέκτημα των κινητήρων πετρελαίου, τη δημιουργία οξειδίων του αζώτου, κάτι που οφείλεται στον τρόπο λειτουργίας τους.

Οι σύγχρονοι κινητήρες πετρελαίου εκπέμπουν μεν λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) από τους βενζινοκινητήρες, διότι το πετρέλαιο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση και η διαδικασία καύσης είναι πιο αποτελεσματική, έχουν ωστόσο ειδικές απαιτήσεις, καθώς η καύση πραγματοποιείται με περισσότερο αέρα. Το κύριο συστατικό του αέρα είναι το άζωτο και αυτό αντιδρά με το οξυγόνο κατά την καύση, σχηματίζοντας οξείδια του αζώτου. Για τη μείωση των οξειδίων του αζώτου απαιτείται αμμωνία, η οποία ψεκάζεται ως διάλυμα (AdBlue) στα καυσαέρια και σε συγκεκριμένη δοσολογία πριν από τον καταλυτικό μετατροπέα SCR. Το διάλυμα εξατμίζεται, δημιουργείται χημική ένωση με τον ατμό και σχηματίζεται αμμωνία. Στη συνέχεια η αμμωνία (NH3), αντιδρά με τα οξείδια του αζώτου (NOx) πάνω στην ειδική επίστρωση του καταλυτικού μετατροπέα SCR και ως προϊόντα προκύπτουν νερό και αβλαβές άζωτο (N2), το κύριο συστατικό του αέρα που αναπνέουμε.

Στα υφιστάμενα συστήματα επεξεργασίας καυσαερίων, ο καταλύτης SCR, τοποθετημένος  κοντά στον κινητήρα μεταξύ του υπερσυμπιεστή και του καταλυτικού μετατροπέα οξείδωσης πετρελαίου, είναι αποδοτικός ακόμα και σε  κρύο ξεκίνημα, με ιδανικό εύρος λειτουργίας 220°C – 350°C, με τις συνθήκες αυτές να πληρούνται σε πολλές καταστάσεις λειτουργίας.

Η υιοθέτηση του συστήματος διπλής δόσης, με τη χρήση ενός επιπλέον καταλύτη SCR, εξασφαλίζει ότι η διάσπαση των NOx θα συνεχιστεί σε μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασιών, ακόμα και όταν ο κινητήρας λειτουργεί με μεγάλο φορτίο και πολλές στροφές για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Για παράδειγμα, η οδήγηση με μεγάλες ταχύτητες στον αυτοκινητόδρομο καθώς και όταν το αυτοκίνητο κινείται σε ανηφόρα, ειδικά αν είναι πλήρως φορτωμένο ή ρυμουλκεί τρέιλερ.