Jak snížit emise v nízkých otáčkách motoru

Doprava je v současnosti jedním z hlavních zdrojů znečištění životního prostředí. Celkový počet motorových vozidel ve světě se pohybuje kolem jedné miliardy a neustále se zvyšuje. Zatímco u nových motorových vozidel se produkce emisí razantně snižuje, průměrné emise CO2 z automobilové dopravy se zatím stále zvyšují.

V současnosti jsou v mnoha zemích po celém světě legislativně stanoveny nebo jako cíl vytčeny ambiciózní hodnoty emisí CO2. Například v Evropě měl průměrný nový osobní vůz v roce 2009 emise CO2 ve výši 146 gramů na kilometr. Komise EU stanovila členským státům cíl 130 g/km do roku 2015, do roku 2020 to má být 95 gramů. Pro rok 2025 se vedou odborné diskuze o hodnotě 70 gramů CO2 na kilometr u průměrného nového vozidla. To by pak odpovídalo normované spotřebě cca tři litry benzinu nebo 2,6 litru nafty na 100 kilometrů.

Technická opatření pro snižování emisí

Zásadním příspěvkem k úspěchu jsou technické pakety pro zvyšování energetické účinnosti hnacího řetězce, které má Bosch ve svém produktovém portfoliu již dnes: hybridní koncepce kombinující spalovací motor a elektromotor, koncepce downsizingu pro hospodárné zážehové a vznětové motory a energeticky nenáročné vedlejší agregáty v hnacím řetězci. Celkově lze s těmito pakety společnosti Bosch dosáhnout snížení spotřeby paliva a emisí CO2 o cca 30 % - jak u zážehových, tak i u vznětových motorů.

Nejúčinnějším opatřením v konstrukci motorů je downsizing. Menší zdvihový objem a méně válců vede k nižším třecím ztrátám a nižší hmotnosti pohyblivých dílů. Takový motor má také menší tepelné ztráty. Výkon motoru mohou vývojáři udržet na potřebné výši, pokud mu pro každý spalovací proces přivedou více vzduchu, než může sám nasát. Toho je možné dosáhnout prostřednictvím přeplňování turbodmychadlem, které dodává do motoru dostatečné množství vzduchu pro čisté spalování.

Předpokladem pro downsizing zážehových motorů je přímé vstřikování. Inženýři docilují vstřikováním paliva do válců účinného ochlazování spalovacího prostoru a navíc dobrého výplachu válců bez ztrát paliva při výměně plynů ve válci. Se vzrůstajícími plnicími tlaky turbodmychadel musí vývojáři zvyšovat také vstřikovací tlak soustavy common rail. To je prospěšné v mnoha ohledech. Při stejné době vstřikování lze vstříknout více nafty a dosáhnout tak lepšího měrného výkonu. Alternativně mají motoráři možnost zmenšit při stejném výkonu motoru průměr otvorů v tryskách vstřikovačů. V kombinaci s vícenásobným vstřikováním se zlepšuje tvorba směsi ve spalovacím prostoru, klesá spotřeba a rovněž obsah škodlivin ve výfukových plynech.

Čtěte také: Cíle EU pro rok 2040

Všechna technická opatření prováděná přímo v konstrukci zážehového a vznětového motoru doplňují vývojáři společnosti Bosch stále častěji účinnějšími vedlejšími agregáty, jako jsou generátory nebo ventilátory chladiče. Ještě většího snížení emisí CO2 lze však dosáhnout systémovým řízením na základě aktuální potřeby - agregáty jsou pak poháněny nebo využívány pouze tehdy, jsou-li skutečně zapotřebí. Celkovou účinnost vozidla zlepšuje elektricky poháněné vodní čerpadlo, elektrický posilovač řízení nebo generátor, který dobíjí akumulátor zejména při zpomalování. Velmi účinný je koncept Start/Stop společnosti Bosch. Po zastavení na červeném semaforu se spalovací motor vypne a na zelenou zase bezpečně a bez prodlevy obnoví svou činnost.

Karbon a jeho vliv na emise

Slovo „karbon“ se v souvislosti s moderními motory skloňuje snad ve všech pádech. Jak se ukazuje, jeho hromadění zejména na teplých částech znamená obrovský problém. Dle specialistů ze společnosti I.O.B., která u nás zastupuje společnost BG Products, předního amerického dodavatele chemických produktů určených k čištění spalovacích motorů, se nejvíce karbonových úsad vytváří z oleje. Příčin je více, tou hlavní je však vysoká teplota oleje. Dalšími pak vysoká těkavost oleje, jeho zvýšená oxidace, což vše jde ruku v ruce s často až absurdně malou olejovou náplní a zároveň předlouhými intervaly jeho výměny.

Automobilky v honbě za čistými emisemi zvyšují pracovní teplotu motorů. Zároveň ale používají stále řidší oleje z důvodu rychlejšího mazání pohyblivých částí po studeném startu, jejichž velmi nízká viskozita SAE (například 0W-30) je přesným opakem olejů pro vysoké tepelné zatížení. Navíc malá náplň oleje také způsobuje jeho zvyšování teploty, neboť funkcí oleje je nejen mazat pohyblivé části motoru, ale i jej chladit.

Většina starších aut má tak karbonem doslova zarostlé sání, v extrému pak sníženou pohyblivost pístních kroužků, která vede ke ztrátě komprese a v krajním případě k poškození kluzné vrstvy válců či doslova zalepené trysky vstřikovačů palivové soustavy. Příčinou je právě karbon, který se dostává mezi pístní kroužky a stěny válců.

Jak zbavit motor karbonu

Dnes existuje řešení čištění motoru takzvanou chemickou cestou a tedy bez demontážně. V rámci toho vyvinula firma BG Products celou řadu přípravků, lišících se použitím na konkrétní části automobilového motoru. Dříve se k čištění používal přípravek na bázi PBA (Polybuteneamin). Velmi dobře rozkládá karbonové úsady, avšak má několik nedostatků. Předně je hořlavý a navíc efektivně funguje pouze za nízkých teplot. BG Products proto před lety vyvinuly látku PEA (Polyetheramine), která se ukrývá pod číslem patentu US 5112364. Největší předností PEA je fakt, že je hořlavý až při teplotě zhruba 900 stupňů. Tím dokáže chemicky působit na karbonové úsady i ve spalovacích prostorech motoru či systému recirkulace spalin (EGR).

Čtěte také: Snižování emisí aut v Česku

Možností, jak chemicky zbavit motor, palivovou soustavu či sání motoru karbonu, jsou v zásadě dvě. Tou první je prevence, díky níž zůstanou uvedené části agregátu čisté a tedy bez úsad. K tomu stačí pravidelně, každých zhruba 10.000 km přidat do nádrže čistící přípravek, který by měl udržet spalovací prostor a samozřejmě palivovou soustavu čistou. V případě nepřímého vstřikování benzínu by měl zajistit rovněž čisté sací potrubí. Pokud má ale auto najeto řekněme 50.000 km a více, uvedená jednoduchá metoda již účinná není. V tomto případě by měla být prvotním řešením profesionální dekarbonizace motoru. A sice palivového systému, sacího systému a dále mazacího okruhu, takzvaný výplach motoru.

Aditiva pro snížení emisí

Aditiva do paliva upravují a zlepšují jeho vlastnosti. Motor vašeho vozu si díky tomu udrží plný výkon delší dobu a dokážete také odstranit nebo oddálit některé problémy s motorem. Aditiva působí také na snížení spotřeby paliva, zpravidla se uvádí údaj mezi 5-7 %. Nezanedbatelným přínosem je také minimalizace hlučnosti motoru a prodloužení životnosti motorových částí.

Příklady aditiv pro snížení emisí:

• STP Emission Reducer Diesel: Produkt navržený pro automobily s naftovými motory tak, aby bylo dosaženo snížení měřených emisí. Aditivum pro snížení emisí udržuje v čistotě všechny části motoru, které vedou k jejich zvyšování.
• JLM DPF Cleaner: Patentovaná přísada do nafty, která obsahuje prvky platiny a ceru. Velmi účinně řeší problémy s regenerací DPF.

Aditivovaná nafta skutečně vylepší emise a může reálně pomoct projít emisemi. Je ale potřeba na aditivované naftě najezdit aspoň 100 km. Pro dosažení nejlepšího výsledku doporučuje výrobce aditiva jezdit aspoň 30 min v otáčkách nad 3000 ot/min. Je ale důležité podotknout, že žádná přísada do nafty nevyřeší technický problém v motoru.

Měření emisí na STK

Měření emisí patří neodmyslitelně k technickým kontrolám vozidel, které se pravidelně u osobních automobilů opakují v periodě 2 let. Pokud je ovšem vozidlo nové, tak zde je to období 4 let. hlavně sledovanými parametry ve výfukových plynech u naftových motorů je jejich kouřivost a u benzínových motorů je to obsah CO a poměr plynů na lambda sondách.

Čtěte také: Jak snížit emise TDI?

Od roku 2019 byly zpřísněny nejen emisní normy, ale i samotný proces měření emisí. Každé certifikované pracoviště musí kamerově snímat přistavené vozidlo i proces měření emisí. Kouřivost se měří při maximálních otáčkách, takže motor auta se bude několikrát vytáčet do maximálních otáček. Do výfuku se vloží snímač, který měřícímu zařízení zasílá naměřené údaje.

Co způsobuje vyšší kouřivost nebo CO ve výfukových plynech? Je potřeba si uvědomit, že vše podstatné v motoru se odehrává ve spalovací komoře. zápalné směsi začnou vyskytovat potíže, okamžitě se to projeví na kvalitě prohoření paliva do motoru nadávkovaného. vzduchu, moment a množství vstřiku paliva do spalovací komory. Takže jak z tohoto vyplývá, je nutné dodržet stále v čistotě systém sání a dávkování dodávaného množství vzduchu.

Tipy pro snížení emisí v nízkých otáčkách

• Pravidelná údržba: Pravidelná údržba motoru zajistí, že bude mít vždy nejlepší výkon a spalovat palivo co nejefektivněji.
• Kontrola tlaku v pneumatikách: Podhuštěné pneumatiky mají mnohem větší valivý odpor, což znamená, že palivo spálíte méně efektivně.
• Včasné řazení: U vozidel s benzínovým motorem řaďte přibližně při 2 500 otáček za minutu a vozidel s naftovým motorem při 2 000 otáčkách za minutu.
• Používání aditiv: Při každém tankování přidejte do palivové nádrže aditiva. Nejenže ušetříte palivo, snížíte také emise automobilu a prodloužíte životnost motoru.
• Jezděte plynule: Pokud chcete jezdit plynule, předvídejte. Pokud budete umět správně odhadnout situaci před vámi, můžete se vyhnout zbytečnému brzdění a následnému zrychlování.

Emise CO2 v České republice

U nových osobních automobilů registrovaných v České republice klesly průměrné emise CO2 z 154,0 g/km v roce 2004 na 134,6 g/km v roce 2013 a od roku 2020 jsou v platnosti přísnější limity pro emise u nově prodaných automobilů, které mají v průměru dosahovat 95 gramů CO2 na ujetý kilometr. V roce 2018 se v České republice podílela doprava na emisi skleníkových plynů téměř 15 %, z toho 2/3 tvoří osobní automobilová doprava.

Spalovací motory při své činnosti neprodukují pouze už zmíněný oxid uhličitý, ale také jiné skleníkové plyny jako jsou oxidy dusíku, oxidy síry a vodní páru.

Snižování emisí - celosvětové snahy a trendy

Evropská unie vyvíjí značný tlak na snižování emisí skleníkových plynů a to i v oblasti dopravy. Zatím se většina automobilových koncernů ubírá směrem k elektromobilitě nebo hybridním typům automobilů. Na spalovací motory jsou kladeny stále vyšší nároky, což v konečném důsledku představuje hlavní úkol pro jejich konstruktéry - snižování spotřeby paliva.

Vzrůst prodeje elektromobilů je v posledních letech nepřehlédnutelný. Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) jezdilo v roce 2019 po silnicích celého světa 7,2 milionu elektromobilů, z toho 47 % v Číně.

tags: #jak #snížit #emise #v #nízkých #otáčkách

Oblíbené příspěvky:

• Nákladové účetnictví materiálových toků (MFCA)
• Vliv biodiverzity na ekosystémy
• Chalupa Karla Gotta
• Více o odpadovém hospodářství v Líšnici
• Měření emisí Vysočina