VW Twin Dosing μια νέα καινοτομία για πιο καθαρούς ντίζελ κινητήρες

17

H Γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία της Volkswagen εισάγει μια νέα τεχνολογία SCR με διπλή δοσολογία σε όλη τη σειρά των 2.0 λίτρων EVO που φέρει την ονομασία Twin Dosing για πιο καθαρούς ντίζελ κινητήρες.

Σύμφωνα με την εταιρεία αυτό το καινοτόμο σύστημα υπόσχεται μειωμένες εκπομπές οξειδίων του αζώτου ( NOx) στους πετρελαιοκινητήρες της φίρμας κατά 80%.

Από το 2018, η Volkswagen χρησιμοποίησε μόνο τα συστήματα επεξεργασίας καυσαερίων SCR (Selective Catalytic Reduction ). Στα ελληνικά την εκλεκτική καταλυτική αναγωγή και το διάλυμα AdBlue που μειώνουν τα οξείδια του αζώτου (ΝΟx), είναι τα μόνα που έχουν χρησιμοποιηθεί στα πετρελαιοκίνητα μοντέλα της VW. To AdBlue εγχέεται στον σωλήνα εξάτμισης, που βρίσκεται πριν από τον καταλύτη SCR και μετά τον κινητήρα. Όταν θερμανθεί μέσα στο σωλήνα της εξατμισης το AdBlue αποσυντίθεται σε αμμωνία (ΝΗ3) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Όταν τα οξείδια του αζώτου NOx αντιδρούν με την αμμωνία μέσα στον καταλύτη, τα επιβλαβή Νοχ μετατρέπονται σε αβλαβές άζωτο (Ν2) και νερό (Η2Ο)  

Σήμερα, το γερμανικό εργοστάσιο έρχεται να παρουσιάσει το επόμενο στάδιο εξέλιξης του εν λόγω συστήματος, που επισήμως φέρει την ονομασία Twin Dosing, αναγκαστικά καθώς τα πρότυπα των κινητήρψν δεν αστειεύονται. Με τη νέα τεχνολογία “twin dosing” η οποία κάνει αυτό ακριβώς που υπόσχεται το όνομα της ψεκάζει διπλή ποσότητα  AdBlue, ώστενα  κατεβάσει τις εκπομπές οξεισίψν του αζώτου κατά 80%..

Για την εφαρμογή της τεχνολογίας Twin Dosing απαιτείται η ύπαρξη ενός δεύτερου καταλυτικού μετατροπέα SCR που τοποθετείται σε σειρά και ο οποίος βρίσκεται στο κάτω μέρος του οχήματος. Δεδομένου ότι η απόσταση από τον κινητήρα είναι μεγαλύτερη, η θερμοκρασία πριν από τον δεύτερο καταλύτη μπορεί να είναι χαμηλότερη κατά 100 °C. Αυτό επεκτείνει το “παράθυρο” για την εκ των υστέρων επεξεργασία των καυσαερίων. Έτσι, ακόμα και σε θερμοκρασίες καυσαερίων κοντά στον κινητήρα της τάξης των +500 °C, το σύστημα εξακολουθεί να είναι σε θέση να επιτύχει πολύ υψηλές τιμές απόδοσης. 

Το σύστημα Twin Dosing αντισταθμίζει ένα βασικό μειονέκτημα των κινητήρων ντίζελ. Πιο συγκεκριμένα, μπορεί οι κινητήρες του είδους να εκπέμπουν λιγότερο CO2 από τους βενζινοκινητήρες – καθώς το πετρέλαιο έχει υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και η διαδικασία καύσης του είναι πιο αποτελεσματική – ωστόσο οι ντίζελ υπόκεινται σε ειδικές απαιτήσεις, καθώς η καύση πραγματοποιείται με μεγάλες ποσότητες αέρα. Το κύριο συστατικό του αέρα είναι το άζωτο, και αυτό αντιδρά με το οξυγόνο κατά την καύση, σχηματίζοντας έτσι οξείδια του αζώτου.

Όπως προαναφέραμε και πιο πάνω η αμμωνία είναι αυτή που για την περίσταση αναλαμβάνει δράση μειώνοντας τα NOx που παράγονται από τους κινητήρες ντίζελ. Η τελευταία εγχέεται ως υδατικός αναγωγικός παράγοντας (AdBlue) στο καυσαέριο πριν από τον καταλυτικό μετατροπέα SCR. Εδώ, το διάλυμα εξατμίζεται, το AdBlue διασπάται, και σε συνδυασμό με τα καυσαέρια, σχηματίζουν την αμμωνία. Στον καταλυτικό μετατροπέα SCR, η αμμωνία (NH3) αντιδρά στη συνέχεια πάνω σε μία ειδική επίστρωση με τα οξείδια του αζώτου (NOx) για να σχηματίσει νερό και αβλαβές άζωτο (N2), το κύριο συστατικό του αέρα που αναπνέουμε.

Στα υφιστάμενα συστήματα επεξεργασίας καυσαερίων τοποθετείται ένας καταλύτης SCR στενής σύζευξης μεταξύ του υπερσυμπιεστή, του καταλυτικού οξειδωτικού μετατροπέα του πετρελαίου, ο οποίος μετατρέπει τους ασταθείς υδρογονάνθρακες, και του εύκαμπτου συνδετικού τμήματος στον σιγαστήρα της εξάτμισης. Η επικάλυψη SCR εφαρμόζεται στην κυψελοειδή δομή του φίλτρου σωματιδίων ντίζελ, επιτρέποντας έτσι σε ένα μόνο εξάρτημα να εκτελεί διάφορες λειτουργίες. Η στενή σύζευξη σημαίνει ότι οι θερμοκρασίες των καυσαερίων που απαιτούνται για υψηλές ταχύτητες μετατροπής μπορούν να επιτευχθούν γρήγορα μετά από ένα κρύο ξεκίνημα, το ιδανικό εύρος για ρυθμούς μετατροπής άνω του 90% είναι μεταξύ +220 °C και +350 °C.

Το σύστημα Twin Dosing θα χρησιμοποιηθεί αρχικά στο VW Passat 2.0 TDI Evo των 150 ίππων, το οποίο πληροί ήδη το μελλοντικό πρότυπο Euro 6d. Η Γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία σταδιακά θα εισάξει τη νέα τεχνολογία σε όλα τα μοντέλα με κινητήρες 2.0 TDI Evo με σειρά να παίρνει το νέο VW Golf που θα κάνει παγκόσμια πρεμιέρα μέσα στο φθινόπωρο. Θα τοποθετηθεί επίσης και σε όλες τις παραλλαγες των TDI σε μεταγενέστερο στάδιο.