Catalizzatore SCR

Le norme antinquinamento dei motori Diesel, oltre alla riduzione degli ossidi di carbonio ( CO), che sono strettamente legati al consumo di carburante, hanno altri due obiettivi:

1 – la limitazione del particolato, ottenuta col miglioramento dei sistemi di iniezione e con l’ adozione del FAP ( qui trovi un mio articolo IL FAP)

2 – la riduzione degli Ossidi di Azoto (Nox).

I sistemi adottati per la riduzione degli Nox sono due:

1 – EGR cioè il Ricircolo dei Gas di Scarico ( qui trovi un mio articolo sul sistema EGR)

2 – SCR Selective Catalytic Reduction.

Il sistema EGR presenta alcuni svantaggi, tra cui:

1 – una imperfetta combustione, causata da gas di scarico reintrodotti in aspirazione al posto di aria fresca e conseguenti aumenti dei consumi e di particolato

2 – incrostazione del sistema di aspirazione a danno di sensori aria, farfalle, Flaps sui collettori, valvole aspirazione

3 – possibile malfunzionamento o bloccaggio valvola EGR.

Contrariamente a quanto accade di solito, il sistema SCR è stato adottato prima sui veicoli industriali e di recente anche sulle autovetture.

Sui camion la diffusione dei sistemi SCR è cominciata con le norme Euro 4, mentre sulle auto è cominciata con l’ Euro 6.

Ma vediamo ora quali sono i componenti di un sistema SCR.

Il catalizzatore

E’ il cuore del sistema, ed è composto da un supporto ceramico a nido d’ ape, su cui si trovano dei metalli nobili.

A monte del catalizzatore, viene iniettato un liquido riducente, che grazie alle alte temperature dei gas di scarico, permette di trasformare gli Ossidi di Azoto ( Nox), in Acqua (H2O) e Azoto ( N), che non sono dannosi per la salute e per l’ ambiente.

Ad Blue

Il liquido riducente è una miscela di Urea ( 32,5%) e acqua demineralizzata, che prende il nome commerciale Ad Blue.

L’ urea è corrosiva per i metalli, e tende a creare dei sali o per evaporazione dell’acqua o alle basse temperature in inverno.

Serbatoio

Il serbatoio dell’additivo Ad Blue, è costruito in Plastica ed ha un apposito tappo di colore azzurro.

Tolto il tappo, troviamo un imboccatura con un magnete.

Il magnete serve per sbloccare la pistola erogatrice dell’Ad Blue.

L’additivo è infatti molto dannoso se introdotto per errore nel serbatoio del gasolio, questo sistema serve quindi, per erogare l’ additivo solo nell’apposito serbatoio.

Nel serbatoio c’è un pescante, da cui viene prelevato l’ additivo, e un galleggiante che invia al quadro strumenti il segnale della quantità di liquido presente.

Nel pescante è integrata una tubazione in acciaio inox, all’interno della quale passa il liquido di raffreddamento del motore, con lo scopo di riscaldare il liquido presente nel serbatoio alle basse temperature, ed evitarne così la solidificazione.

La centralina di comando

Solitamente integra la pompa di dosaggio, delle valvole e un filtro per il liquido.

Sui camion si utilizza l’ aria compressa del sistema pneumatico, per varie funzioni, come lo svuotamento dei tubi ad ogni utilizzo.

La centralina comunica tramite CAN BUS con le altre centraline, principalmente quella del Motore, ed utilizza i dati che riceve da vari sensori presenti a monte e a valle del catalizzatore.

L’ iniettore

l’iniettore può essere costituito da in singolo ugello in acciaio, o essere integrato con la valvola che gestisce l’ iniezione dell’additivo.

In entrambi i casi si trova a monte del catalizzatore.

Dopo questa breve descrizione del sistema, vediamo a grandi linee come questo opera.

All’avviamento il sistema resta inattivo, fino a quando il catalizzatore non raggiunge la temperatura prestabilita dalla centralina.

Al raggiungimento della temperatura, viene iniettato Ad Blue.

Quindi la centralina controlla la quantità di Nox presenti a valle del catalizzatore, se gli Nox non raggiungono i livelli richiesti, si inietta ancora liquido, se i livelli di ossidi di Azoto non calano come richiesto, la centralina genera un codice errore.

Questa situazione si può verificare ad esempio se l’ autista aggiunge acqua nel serbatoio dell’additivo con la speranza di risparmiare.

I codici errore generati dai sistemi antinquinamento, sono di diverso tipo:

alcuni servono per segnalare un problema all’autista e all’officina,

alcuni diventano inattivi automaticamente se il sistema ritorna a funzionare come dovrebbe,

alcuni possono essere cancellati solo in officina con uno strumento di diagnosi,

altri non possono essere cancellati; sono quelli che avvertono le forze dell’ordine in caso di controllo, del superamento dei livelli di inquinamento.

Sui camion Euro 4, in caso di problemi al sistema SCR, tra cui anche la mancanza di liquido nel serbatoio, oltre alla spia di errore, non c’ erano problemi nell’utilizzo del mezzo.

Dall’Euro 5 in poi, le norme hanno imposto ai costruttori, di adottare delle misure per costringere l’ autista a recarsi in officina per riparare il difetto.

La misura adottata è il taglio della coppia motore da parte della centralina motore.

La riduzione si attiva solo dopo un preavviso, ma sui camion Euro 6, a mio parere è eccessiva, perché anche nel caso in cui il liquido sia esaurito, il camion non riesce più a muoversi a velocità superiori ai 20 Km/ h, creando quindi intralcio alla circolazione, e pericolo, dato che ciò può verificarsi anche di notte e in autostrada.

Sulle auto, da quello che ho potuto vedere, viene avvisato il conducente, che tra un migliaio di Km non sarà più possibile avviare il motore.

Non so quale sia il disagio peggiore, ma forse una riduzione di coppia più moderata, avrebbe avuto comunque l’ effetto di far riparare il danno al più presto, senza necessariamente rimanere bloccati per strada.

La riduzione degli Ossidi di Azoto, si può raggiungere con sistemi EGR o SCR puri, o misti, a seconda della classe di emissione, e delle scelte costruttive.

Per quanto riguarda i consumi di Ad Blue, questi vanno dal 3% al 6% del gasolio consumato.