نظام العادم لشاحنات MAN / Mercedes والحافلات والفانات

نظام العادم في شاحنة أو حافلة أو مركبة خفيفة من MAN أو Mercedes هو أكثر بكثير من مجرد مخرج لغازات العادم الصادرة عن المحرك. يضمن نظام العادم تصريف هذه الغازات بأمان، وتخفيف الضجيج، والحد من الانبعاثات الضارة مع الحفاظ على عمل المحرك بكفاءة. وهو يلعب دورًا أساسيًا في أداء المحرك والموثوقية العامة للمركبة. في المركبات الحديثة يكون نظام العادم معقدًا تقنيًا ومرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بإدارة المحرك والمراقبة الإلكترونية. وبسبب درجات الحرارة المرتفعة وفروق الضغط والاستخدام المكثف، فإن التآكل أمر لا مفر منه. لدى Braem ستجد مجموعة واسعة من قطع العادم التي تتيح إجراء الإصلاحات بشكل صحيح، وبشكل متين، وبما يتوافق مع المعايير المهنية.

وظيفة نظام العادم داخل المركبة

عبر مجمع العادم (مانيفولد العادم) والتيربو يتم توجيه غازات العادم القادمة من المحرك إلى الخارج بعيدًا عن المقصورة والهيكل (الشاسيه). ولتحقيق ذلك يتم ربط التيربو بواسطة أنابيب العادم والواصلات المرنة للعادم بكاتم/كاتمات العادم. يقوم كاتم العادم بامتصاص الضجيج وتقليله. ينشأ هذا الضجيج بسبب نبضات الضغط الناتجة عن أشواط الاحتراق في المحرك عندما تفتح صمامات العادم وتتدفق الغازات بشكل نابض من المحرك. يحوّل كاتم العادم هذه الطاقة إلى حرارة. كما يضمن نظام العادم وصول كمية أقل من المواد الضارة إلى الغلاف الجوي. ويتم ذلك عبر التقاط السناج بواسطة فلتر الجسيمات (فلتر السناج) المعروف أيضًا باسم Diesel Particulate Filter (DPF). وتُحوَّل الغازات السامة إلى مواد أقل ضررًا في المحول الحفاز. ويتم تفكيك أكاسيد النيتروجين بواسطة AdBlue في نظام SCR (Selective Catalytic Reduction).

التعاون مع المحرك

يوفّر نظام العادم المتصل بالمحرك ضغطًا معاكسًا ومقاومة بحيث يمكن تصريف غازات العادم بطريقة مضبوطة. وبهذا يستطيع المحرك العمل بكفاءة دون فقدان القدرة. وبدون الضغط المعاكس ستُزال غازات العادم بسرعة وبشكل غير متحكم به من المحرك. وهذا يؤدي إلى احتراق سيئ ولا يعمل التيربو بالشكل الأمثل. يساعد الضغط المعاكس على بقاء الضغط داخل الأسطوانات أعلى في نهاية الاحتراق، ما يساهم في تحسين الانبعاثات والكفاءة. أما الضغط المعاكس المرتفع جدًا فيؤدي إلى تحميل زائد على المحرك، فيرتفع استهلاك الوقود وتزداد كمية السناج.

أهم مكونات نظام العادم وإدارة المحرك للحصول على معيار اليورو

معيار اليورو هو معيار بيئي أوروبي يحدد الحد الأقصى لكمية الملوثات التي يمكن للمركبة إطلاقها في الغلاف الجوي. ويتم تشديد معيار اليورو باستمرار بسبب تشديد الإجراءات ضد تلوث الهواء وتأثير المركبات على الصحة والمناخ. كما تُنشئ بعض المدن مناطق بيئية. وللدخول إلى هذه المنطقة يجب أن تلتزم المركبة بمعيار يورو محدد.

كيف يمكن الحصول على هذا معيار اليورو :

• يقوم مجمع العادم والتيربو بتجميع غازات العادم من المحرك ونقلها إلى نظام المعالجة اللاحقة.
• المحول الحفاز، المعروف أيضًا باسم Diesel Oxidation Catalyst (DOC)، يحوّل أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروكربونات غير المحترقة (HC) إلى CO2 والماء، ويساعد في تجديد فلتر السناج.
• فلتر جسيمات الديزل (DPF) يلتقط جزيئات السناج ويحرقها أثناء عملية التجديد.
• يقوم نظام AdBlue بحقن محلول اليوريا في تيار العادم مما يقلل انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx).
• نظام SCR (Selective Catalytic Catalyst) يحوّل NOx إلى نيتروجين (N2) وماء (H2O) بمساعدة AdBlue.
• نظام ASC (Ammonia Slip Catalyst) يلتقط فائض AdBlue كي لا يصل إلى الغلاف الجوي.
• المركبة المصنّعة وفق معيار يورو معين يجب أن تلتزم بهذا المعيار أثناء التشغيل. تضمن إدارة المحرك عمل المحرك ونظام العادم معًا بما يكفل تحقيق معيار اليورو. تقوم حساسات المحرك وحساسات نظام المعالجة اللاحقة بقياس كميات فيزيائية وتحويلها إلى إشارات كهربائية تُرسَل عبر ضفائر الأسلاك إلى وحدة تحكم المحرك (ECU). تعالج ECU جميع بيانات القياس القادمة من الحساسات وتستخدمها للتحكم بالمحرك ونظام المعالجة اللاحقة (= إدارة المحرك). كما تحوّل الإشارات الكهربائية المتحصَّل عليها إلى قيم قياس تُقارَن بالقيم المرجعية اللازمة لتحقيق معيار اليورو.
• عند وجود انحرافات تقوم ECU بتوجيه الأنظمة المحيطة بحيث تعود القيم المقاسة لتتوافق مع القيم المرجعية.

الوصلات المرنة ونقاط التثبيت

يتحرك المحرك أثناء القيادة بسبب التشغيل والإيقاف والتسارع والتباطؤ. ويتم تثبيت هذا المحرك في الشاسيه عبر قواعد مطاطية (Silentblocks). كما أن كاتم العادم مثبت على الشاسيه أيضًا، ولذلك فهو يتأثر بالحركات أثناء القيادة. وتختلف حركة المحرك عن حركة كاتم العادم. يتم تركيب وصلة عادم مرنة بين المحرك وكاتم العادم لامتصاص فروق الحركة. كما تعوض الوصلة المرنة تغيّرات الطول في أنابيب العادم الناتجة عن التمدد الحراري. وهي تمنع أيضًا انتقال اهتزازات المحرك عبر كامل خط العادم وإلى المقصورة. كما تمنع القوى العالية على التيربو ومجمع العادم. ولا يُثبَّت كاتم العادم مباشرة، بل يُثبَّت على الشاسيه عبر قواعد مطاطية (Silentblocks). وهذا يوفّر عزل الاهتزاز ويمنع احتكاك المعدن بالمعدن، مما يجنّب التآكل السريع لقطع العادم.

أشكال التآكل الشائعة والأعراض القابلة للتعرّف

تتحرك الوصلة المرنة للعادم باستمرار أثناء القيادة لتعويض فروق الحركة. وتزداد هذه الحركات عندما تكون قواعد المحرك متآكلة. عندها قد تتمزق الوصلة المرنة عند تآكلها. تؤدي غازات العادم الساخنة القادمة من المحرك إلى تعرض أنابيب العادم لتشوّه حراري مما قد يسبب انبعاجها. عندها لن تعود تتطابق مع بعضها بشكل مثالي فتحدث تسريبات. وبسبب الظروف الجوية تصدأ المكونات وقد تظهر شقوق وثقوب. يدخل ماء المطر إلى نظام العادم ويسبب تفاعلًا كيميائيًا. وهكذا يتحول الكبريت القادم من الوقود عبر تفاعل مع الماء إلى حمض الكبريتيك، ما يسبب تآكلًا داخليًا. كما تتفاعل أكاسيد النيتروجين (NOx) مع بخار الماء لتكوين حمض النتريك (HNO3). يهاجم هذا الحمض الفولاذ واللحامات والحساسات. نتيجة لذلك يصدر المركبة صوت صفير عند التسارع، وتخرج غازات العادم من نظام العادم داخل حجرة المحرك، وتظهر اهتزازات. ينخفض الضغط المعاكس أكثر من اللازم مما يسبب عملًا سيئًا للتيربو. كما تؤدي الرحلات القصيرة الكثيرة وسوء التجديد ومشكلات البخاخات واستهلاك زيت المحرك إلى امتلاء فلتر السناج بالسناج والرماد. قد ينصهر DPF أو يحترق وتظهر تشققات داخلية. يفقد المحرك القدرة أو يدخل وضع الطوارئ. يرتفع استهلاك الوقود وتظهر رموز أعطال على لوحة العدادات.

عمل نظام AdBlue والإشارات التي تدل على وجود مشاكل

يُضاف AdBlue إلى غازات العادم لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx). AdBlue هو مزيج من اليوريا والماء منزوع المعادن. وهو غير قابل للاشتعال وغير سام، لكنه مُسبِّب للتآكل لبعض المعادن ويتبلور عند الجفاف. يُخزَّن AdBlue في خزان AdBlue ويتم تزويده بجرعات محسوبة عبر مضخة AdBlue إلى بخاخ AdBlue. يتم تركيب هذا البخاخ في أنبوب عادم بعد فلتر السناج ويرش AdBlue داخل غازات العادم الساخنة. بفعل الحرارة تتحلل اليوريا إلى أمونيا (NH3) وCO2. في محفز SCR تتفاعل الأمونيا مع أكاسيد النيتروجين (NOx) لتكوين نيتروجين (N2) وماء (H2O). وهي مواد غير ضارة تخرج إلى الهواء. يقيس حساس NOx كمية أكاسيد النيتروجين (NO وNO₂) الموجودة في غازات العادم.

تتم هذه القياسات بشكل مستمر أثناء القيادة وهي حاسمة لعمل نظام الانبعاثات Euro 6 (SCR مع AdBlue) بشكل صحيح. تستخدم وحدة تحكم المحرك (ECU) قيمة NOx لتحديد كمية AdBlue التي يجب حقنها. عندما تكون قيمة NOx مرتفعة يجب حقن المزيد من AdBlue. وعندما يتم حقن كمية زائدة من AdBlue يحدث ما يسمى بانزلاق الأمونيا (Ammonia slip). وهذا يعني أن الأمونيا (NH3) تمر عبر محفز SCR دون أن تُستهلك وتخرج مع غازات العادم بدلًا من أن تتفاعل بالكامل مع أكاسيد النيتروجين. تؤدي زيادة الأمونيا إلى عدم قدرة محفز SCR على معالجتها. في محركات Euro 6 يتم تركيب حساسي NOx. يُركّب أحدهما قبل محفز SCR ويقيس كمية أكاسيد النيتروجين الداخلة إلى المحفز. ويُركّب الآخر بعد محفز SCR ويقيس كمية أكاسيد النيتروجين الخارجة من المحفز. تقارن ECU هذه القيم للتحقق مما إذا كان SCR يقوم فعليًا بتفكيك NOx. يؤدي نظام AdBlue الذي لا يعمل بشكل صحيح إلى تفعيل لمبة عطل في المقصورة لإبقاء السائق على اطلاع، ويمكن التعرف عليه برائحة قوية ناتجة عن الأمونيا غير المعالجة.

أهمية إصلاح أو استبدال مكونات AdBlue في الوقت المناسب

نظام AdBlue الذي لا يعمل بشكل صحيح يؤدي إلى عدم التزام المحرك بمعيار اليورو المطلوب. المركبة التي لا تحقق المعيار تلوّث أكثر من المسموح وتتجاوز الحدود القانونية. إن استخدام مركبة ملوِّثة بشكل مفرط مخالف للقانون ويتم رفضها في الفحص الفني وتُمنع من السير. عند ضعف عمل AdBlue تدخل المركبة وضع الطوارئ. تقوم ECU بإدخال المحرك وضع الطوارئ (تحديد القدرة) للحد من الانبعاثات، ومنع تلف المحرك، وضمان السلامة، وفرض التشريعات. وفي الحالات القصوى قد يحدث قفل تشغيل بعد عدّاد تنازلي. وهذا يعني أن المركبة لن تتمكن من التشغيل إذا لم تتم معالجة عطل معين خلال زمن أو مسافة محددة.

عواقب وأسباب زيادة الضغط المعاكس على المحرك

الضغط المعاكس لنظام العادم بالنسبة للمحرك ضروري لعمل المحرك بشكل صحيح. لكن الضغط المعاكس المرتفع جدًا يسبب عواقب مباشرة مثل فقدان القدرة وضعف التسارع واختناق المحرك عند سرعات دوران عالية. كما يسبب ارتفاع درجات حرارة غازات العادم مما قد يؤدي إلى احتراق صمامات العادم المركبة في رأس الأسطوانة. وفي أسوأ الحالات قد يتشوه رأس الأسطوانة. كما يتآكل التيربو بسرعة أكبر. وتحدث أضرار في الحشيات مما يجعل إحكام الإغلاق الجيد غير مضمون. يؤدي الضغط المعاكس المرتفع إلى سوء تنظيف/تطهير الأسطوانات. لا تتم إزالة غازات الاحتراق بالشكل الأمثل فتقل نسبة الأكسجين. يحدث احتراق غير كامل مما يزيد السناج والترسبات الكربونية. كما يتم تحميل نظام EGR فوق طاقته. ينشأ ارتفاع الضغط المعاكس أمام المحرك (ضغط عادم معاكس) عندما لا تستطيع غازات العادم التدفق بحرية. وغالبًا ما يكون ذلك نتيجة انسداد في العادم. قد يكون المحول الحفاز قد انصهر، وقد يكون فلتر السناج ممتلئًا، وقد تكون الوصلة المرنة للعادم قد انطبقت/انهارت، وقد توجد ضربة/انبعاج في أنبوب العادم. كما أن محركًا يعمل بشكل سيئ بسبب بخاخات لا تعمل جيدًا يمكن أن يؤدي إلى احتراق سيئ أو غير كامل لمزيج الوقود. وهذا يزيد إنتاج السناج مما يؤدي إلى انسداد نظام العادم.

إصلاح أو استبدال أو تنظيف قطع العادم

يجب استبدال الوصلات المرنة للعادم أو أنابيب العادم المتشققة. عند لحام قطع العادم تحدث عمليات تقنية ومعدنية وعملية مهمة لعمل العادم وعمره وعمر المحرك. يتم تسخين العادم موضعيًا بشكل كبير. يتمدد المادة عند اللحام وتنكمش عند التبريد مما يؤدي إلى تشوه القطع. لا يعود إحكام إغلاق قطع العادم مضمونًا، فتخرج غازات العادم من نظام العادم في موضع خاطئ. تفقد القطع المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومتها للتآكل بسبب اللحام. قد يكون فلتر السناج (DPF) مشبعًا بالسناج والرماد لدرجة أن التجديد عبر المركبة لم يعد ممكنًا. يمكن تفكيك هذه الفلاتر في الشاحنات المطابقة لمعيار Euro 6. ويمكن تنظيفها في آلة باستخدام نبضات هواء مضغوط، مما ينفخ الرماد خارج المسام. كما يمكن تنظيفها حراريًا بحيث يُحرق السناج إلى رماد. لا يمكن إصلاح المحول الحفاز ويجب استبداله عند وجود تلف داخلي.

أنظمة عادم مهيأة وفق استخدام المركبة

في الشاحنات توجد عادة ثلاث نهايات/مخارج عادم ممكنة. يعتمد الاختيار على الاستخدام ونوع المركبة والبيئة. يُستخدم مخرج العادم الجانبي (side-exit) في مركبات توزيع المدن وهو أقل تأثرًا بالرياح. ويُستخدم مخرج العادم العلوي (stack/vertical) في الشاحنات التي تعمل خارج الطرق المعبدة. يتم تصريف الغازات فوق المقصورة مما يقلل الإزعاج للسائق والزملاء في موقع العمل. ويُستخدم مخرج العادم الخلفي (rear-exit) غالبًا في المركبات ذات قاعدة عجلات قصيرة.

نصيحة عملية من واقع الخبرة

أوقف المحرك واترك المحرك ونظام العادم يبردان كي لا يتعرض الفني للحروق. يُنصح بارتداء القفازات ونظارات السلامة. اقرأ رموز الأعطال عبر كمبيوتر المركبة أو عبر جهاز تشخيص موصول بمنفذ OBD (On Board Diagnostics). افحص فرق الضغط في فلتر السناج (DPF). تحقق من عمل مجسات لامبدا وحساسات NOx بشكل صحيح. افحص المركبة بحثًا عن أضواء التحذير والأعطال في لوحة العدادات. قم بفحص بصري. افحص الوصلات المرنة للعادم وأنابيب العادم وكواتم العادم بحثًا عن الصدأ والتشققات ولحامات مفكوكة. افحص نقاط التعليق والمطاطات اللازمة. نظّف فلتر السناج عند الحاجة. افحص نظام AdBlue. AdBlue غير سام لكنه مُسبِّب للتآكل. لذا استخدم أيضًا هنا القفازات ونظارات السلامة. تجنب ملامسة AdBlue للطلاء والأسطح المعدنية. فهو يسبب بقعًا وتآكلًا. تأكد من تهوية الورشة جيدًا عند التعبئة أو التنظيف. استبدل فلتر AdBlue. افحص النظام بحثًا عن انسداد. يتبلور AdBlue عند تبخر الماء مما يؤدي إلى انسدادات. يمكن أن يتجمد AdBlue عند درجات حرارة تحت -11°C. وباختصار يمكن القول إن AdBlue يتبلور عندما يتبخر الماء وتبقى اليوريا على شكل بلورات بيضاء، غالبًا حول الخزان أو الخطوط أو الحاقنات. ركّب القطع الجديدة أو المُصلحة بالطريقة الصحيحة. صِل الحساسات والصمامات. أعد البرمجة عند الحاجة حتى تختفي رموز الأعطال. دع المحرك يعمل حتى يصل إلى درجة حرارة التشغيل وافحص نظام العادم بحثًا عن دخان أو تسريبات.

القيمة المضافة من Braem لقطع العادم

يمتلك Braem مخزونًا كبيرًا من قطع العادم لشاحنات وحافلات ومركبات MAN وMercedes الخفيفة. بفضل التسليم السريع والخبرة التقنية يمكن تنفيذ الإصلاحات بكفاءة.

يختار العملاء Braem بسبب :

• جودة جيدة بفضل رقابة جودة جيدة
• يمتلك Braem المعدات اللازمة لتجديد فلاتر DPF
• دعم تقني عند الفك والتركيب
• تسليم سريع داخل أوروبا وخارجها
• ضمان شفاف وشروط إرجاع واضحة

يُعد نظام عادم يعمل بكفاءة أمرًا أساسيًا للأداء والموثوقية والامتثال لمعايير الانبعاثات. ومع القطع المناسبة والخبرة يبقى المركبة جاهزة للاستخدام بأفضل شكل.