Měření emisí NOx z brzd: Nová výzva v emisní diagnostice

V souvislosti s emisemi se obvykle zaměřujeme na to, co vylétá z výfuků automobilů. Nedávná nezávislá studie však odhalila, že existuje mnohem vážnější zdroj znečištění, který zatím zůstal bez regulace: emise vznikající opotřebováváním pneumatik. Tyto škodlivé částice, vznikající díky opotřebení pneumatik a brzd, představují závažný ekologický problém a tento problém je ještě zhoršován rostoucím trendem těžkých vozidel typu SUV a rostoucí poptávkou po elektrických vozidlech.

Ve stanicích měření emisí se stále měří koncentrace plynů nebo kouřivost motorů na nezatížených motorech a předpokládá se, že výsledky měření odpovídají emisím, které má vozidlo pod zatížením v reálném provozu. Realita je ale bohužel složitější. S nasazením elektronických systémů, které řídí průběhy spalování, se vztah mezi emisním chováním motoru bez zatížení a pod zatížením vzdaluje díky možnostem programů řídicích systémů. Prosté měření emisí muselo být doplněno o informace palubní diagnostiky vozidla (tzv. OBD diagnostiky), kterou jsou nová vozidla povinně vybavena od roku 2001/2005 (zážehové/vznětové motory). K měření emisního chování motoru tedy přibyl diagnostický přístroj, který komunikuje s řídicí jednotkou motoru. Výsledky diagnostiky (OBD) jsou součástí emisní kontroly. Tento vývoj měl samozřejmě významný dopad na metrologické vlastnosti samotných přístrojů pro měření emisí.

Emisní normy a jejich vývoj

Evropská unie reguluje emise spalovacích motorů prostřednictvím emisních norem Euro. Jejich cílem je regulovat množství znečišťujících látek, které může automobil vypouštět do ovzduší.

• Norma Euro 1 byla zavedena v roce 1992.
• V současné době se automobilky řídí normou Euro 6, která vstoupila v platnost v roce 2015.

Normy Euro se liší pro benzínová a naftová vozidla. Oba typy paliva se totiž na znečištění ovzduší podílí jiným způsobem. Benzínové motory tradičně produkují více oxidu uhelnatého a uhlovodíků. U naftových motorů jsou hlavním problémem oxidy dusíku a pevné částice.

Česká republika se u emisních limitů řídí regulačními standardy Evropské unie. Tzv. emisní normy Euro určují, kolik škodlivin smí vozidlo vypouštět do ovzduší. Euro normy se zaměřují především na množství:

Čtěte také: Jak správně ohlásit emise kotle?

• oxidu uhelnatého (CO),
• uhlovodíků (HC),
• oxidů dusíku (NOx),
• pevných částic (PM; u pevných částic se sleduje i jejich počet - PN).

Euro normy se vztahují jen na nově homologovaná (schválená) a registrovaná vozidla. Starší vozy mohou jezdit podle pravidel, která byla platná v době, kdy byla uváděná na trh.

Současné a budoucí emisní normy

• Euro 6e - Účinná od září 2024 pro nové modely automobilů a od září 2025 pro všechny nově registrované vozy. Zavádí realističtější testování v provozu (tzv. Real Driving Emissions - RDE).
• Euro 7 - Plánovaná na rok 2027, bude znamenat zásadní změnu v měření a snižování emisí.

Připravovaná norma Euro 7 začne platit postupně od roku 2027 pro osobní auta a od 2029 pro dodávky. Bude přísnější než kdy dřív - zpřísní limity pro NOx i pevné částice a poprvé začne sledovat i emise, na které se doteď nemyslelo. Například oděr pneumatik a brzd - i ty totiž vypouštějí jemný prach, který končí v ovzduší.

Jak zjistit emisní třídu svého auta?

Emisní normu si snadno ověříte ve velkém technickém průkazu v kategorii Emise v kolonce V9. Pokud velký techničák již nemáte k dispozici, dohledáte si technické údaje o vozidle online na Portálu dopravy, Portálu občana nebo v aplikaci eTechničák.

Emisní normu se vám vyplatí vědět třeba při cestě do zahraničí. Některé evropské země (například Německo, Francie, Rakousko) rozlišují tzv. nízkoemisní zóny, do kterých smí vjet pouze vozidla, která splňují určitou emisní normu.

Povinnost pravidelných technických prohlídek a měření emisí upravuje také zákon o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích. Každé auto má svou emisní třídu podle toho, jak moc (nebo málo) znečišťuje ovzduší. Tyto takzvané Euro normy určují, kolik škodlivin může vozidlo vypouštět. Rozdělení je podle roku první registrace auta. Například Euro 4 platilo pro benzínová auta zhruba mezi roky 2006 až 2010. A co že vlastně ty normy hlídají? Především množství oxidů dusíku (NOx) - tyto plyny dráždí dýchací cesty a přispívají ke smogu.

Čtěte také: Postupy měření emisí 2T

Měření emisí v praxi

Nedílnou součástí pravidelné technické prohlídky vozidla je měření emisí. Tato kontrola má za úkol odhalit, zda vaše vozidlo neuvolňuje do ovzduší více škodlivin, než povolují zákonné normy.

Měření emisí je v České republice povinnou součástí technické kontroly vozidel již od 90. let. Jde o opatření, které má snížit znečištění ovzduší a přispět k ochraně lidského zdraví.

Kontrola emisí v ČR probíhá na stanicích měření emisí (SME). Ty se obvykle nachází ve stejném areálu jako stanice technické kontroly (STK) - bez emisní kontroly totiž nemůžete absolvovat technickou. Jedná se však o dvě oddělené provozovny.

Interval měření emisí je stejný jako u STK, tedy 4 roky po první registraci vozidla a poté každé 2 roky.

Během technické kontroly emise tedy již nemusí být v souladu s výrobními normami, ale s mírnějšími provozními limity. Ty dodává buď přímo výrobce nebo je stanoví Ministerstvo dopravy.

Čtěte také: LPG emise Zlín a Fryšták

Technik při kontrole zadá do systému VIN kód vybraného vozidla a uvidí limity, které má vůz splňovat s ohledem na typ motoru či rok výroby.

Před měřením dochází k vizuální kontrole, která by měla odhalit viditelné poškození výfukového systému nebo nadměrnou kouřivost motoru. V případě netěsnosti výfuku či jiných zjevných závad, které by ovlivnily kontrolu, není vozidlo k měření vůbec připuštěno.

Poté následuje samotná kontrola spalin, při níž je k výfuku připojen analyzátor výfukových plynů (benzínové motory) nebo kouřoměr (dieselové motory).

Nedílnou součástí procesu je i diagnostika řídicí jednotky přes OBD zásuvku, která ověřuje funkčnost příslušných elektronických systémů.

Postup měření emisí

Technik nejprve ověří VIN, palivo a objem motoru. Následuje kontrola diagnostické zásuvky (OBD) a její propojení s měřicí jednotkou SME.

• Benzínové motory - Auto se připojí na měřák výfukových plynů. Test probíhá na volnoběh a na zvýšený volnoběh (když lehce sešlápnete plyn). Sledují se hlavně CO (oxid uhelnatý) - jedovatý plyn vznikající při nedokonalém spalování, HC (uhlovodíky) - zbytky nespáleného paliva a lambda - ukazatel, jestli motor správně míchá vzduch a palivo.
• Naftové motory (diesel) - U dieselu se neměří konkrétní plyny, ale kouřivost, tedy jak moc výfuk „černí“. Hodnotí se, jak moc plyn zatemňuje světlo (tzv. opacita). Zákon stanovuje, jak vysoké hodnoty jsou ještě v pořádku. Například novější auta s elektronickým řízením motoru (od normy Euro 3 výš) nesmí mít CO vyšší než 0,3 %. Starší auta s karburátorem mohou mít až 3,5 %.

Software SME následně porovná naměřené hodnoty s limity v databázi Ministerstva dopravy a vytiskne protokol o měření emisí.

Co se stane, když na STK emise nesplníte

Pokud emisní systémy vykazují poruchu nebo emise překračují stanovené hodnoty, tak kontrolou na SME neprojdete. Nemůžete tedy ani pokračovat na STK.

Technik uvede nalezené závady do protokolu. Pokud chcete s vozidlem jezdit, musíte po odstranění závad absolvovat opakovanou kontrolu. Do té doby je vozidlo technicky nezpůsobilé.

Měřením emisí nejčastěji neprojdou vozidla s nefunkčním katalyzátorem, špatně seřízeným motorem nebo odstraněným filtrem pevných částic.

Tipy, jak udržet emise v normě

• Tankujte kvalitní palivo u prověřených čerpacích stanic.
• Měňte olej podle doporučení výrobce automobilu.
• Dodržujte správné jízdní návyky.
• Dopřejte svému vozidlu pravidelný servis.
• Nepodceňujte varovné kontrolky.

Nová norma Euro 7

Rada Evropské unie schválila novou emisní normu Euro 7, která stanovuje pravidla pro emise z výfukových plynů, brzd a pneumatik, a také životnost baterií. Emisní limity výfukových plynů pro osobní automobily a dodávky zůstávají na úrovni Euro 6.

• Zavedeny jsou nové požadavky na měření emisí z brzd a pneumatik.
• Nová norma Euro 7, která nahrazuje předchozí normy Euro 6 a Euro VI, se vztahuje na osobní automobily, dodávky, autobusy a nákladní vozidla s cílem snížit emise znečišťujících látek a zlepšit kvalitu ovzduší v EU.
• U těžkých nákladních vozidel a autobusů jsou limity pro různé znečišťující látky, včetně oxidu dusného (N2O), přísnější.
• Norma také zavádí přísnější limity pro emise částic vznikajících při brzdění a specifické limity pro elektrická vozidla.

Na nově uváděné automobily by se podle komise měla vztahovat emisní norma od začátku července 2025 a pro nákladní vozy a autobusy od roku 2027. Pro benzinové i diesel vozy by platili stejné normy 60 mg NOx/km. U emisí z brzd počítá návrh se zavedením limitů 7 mg/km do konce roku 2034, od roku 2035 má být limit snížen na 3 mg/km.

Nová pravidla vstoupí v platnost postupně. Pro nové typy osobních automobilů a dodávek budou platit po 30 měsících od vyhlášení nařízení, pro stávající modely po 42 měsících. U autobusů, nákladních vozidel a přívěsů budou tyto lhůty 48 a 60 měsíců.

Emise z pneumatik a brzd: Neregulovaný problém

Co je znepokojující, je, že emise z opotřebení pneumatik zatím nepodléhají regulaci. Veřejnost a regulační orgány se soustředí na snižování emisí CO2 z výfuků, ale škála škodlivin, které unikají z vozidel, je mnohem širší. Tyto emise nejsou spojeny se skleníkovými plyny, ale s pevnými částicemi, které vážně ohrožují kvalitu vzduchu. Studie Emission Analytics ukázala, že tyto částice mohou být až tisíckrát horší než emise z výfuků. Přesněji jsou označovány jako PM10 a PM2,5, přičemž číslo označuje maximální velikost částic v mikrometrech.

Společnost Emission Analytics provedla reálný test na silnici s rodinným hatchbackem nezmiňované značky. To je daleko nad limitem stanoveným pro pevné částice z výfukových emisí, který činí pouhých 4,5 mikrogramu. To znamená, že pneumatiky vypouštějí 1289krát více pevných částic.

Richard Lofthouse, analytik společnosti Emission Analytics, upozornil na alarmující skutečnost, že zatímco emise z výfuků byly regulovány po mnoho let, emise z opotřebení pneumatik zůstávají neregulované.

Alternativní řešení

Jedním z přístupů k řešení tohoto problému je snižování hmotnosti vozidel a vývoj pneumatik, které se opotřebovávají méně. Výrobci již několik let pracují na speciálních zařízeních, která zachytávají prachové částice z opotřebení brzd. Prototypy těchto zařízení byly zachyceny na vozidlech jako Volkswagen Golf. Škoda Auto, konkrétně vývojové centrum Česana v Mladé Boleslavi, pracuje na vývoji bubnových brzd pro celý koncern Volkswagen.

Kotouče by sice vyšly třeba 3x dražší, ale zase by mohly vydržet celou životnost auta a problém emisí z brzd je vyřešen.

Příklad měření oxidů dusíku (NOx)

Společnost ATAL představila zatěžovací stanici MANTA pro měření emisí motorových vozidel pod zatížením. Vyvinuli ji na měření oxidů dusíku (NOx) ve výfukových plynech pro stanice technických kontrol ve Francii. Na této stanici bude možné měřit i emise elektrických vozidel - například emise rušivého elektromagnetického pole, které mohou elektrické výkonové komponenty v poruše kolem vozidla vytvářet a rušit bezdrátové komunikace. Dále se může jednat o měření emisí nanočástic, které vznikají otěrem destiček brzd.

Čidlo NOX pro vozidla MB SPRINTER slouží k měření oxidů dusíku ve výfukových plynech a je klíčovou součástí systému řízení emisí. Nesprávná funkce čidla může vést k aktivaci kontrolky motoru, snížení výkonu a zvýšení emisí.

Technické specifikace čidla NOX:

• Napětí: 12V
• Délka: 445mm
• Číslo dílu: 0009052519

Vlastnosti a výhody:

• Přesné měření emisí NOX.
• Zajišťuje správnou funkci systému řízení emisí.
• Pomáhá udržovat vozidlo v souladu s emisními normami.
• Spolehlivý provoz a dlouhá životnost.

Poznámky k instalaci:

Při instalaci čidla NOX dbejte na čistotu a správné utažení všech spojů. Před instalací se ujistěte, že je vozidlo vypnuté a zchladlé. Doporučuje se provést diagnostiku systému po instalaci pro ověření správné funkce.

Závěr

Emise oxidů dusíku (NOx) v relativně nových dieselových vozech v běžném provozu stále několikanásobně překračují emisní limity EU. Je důležité se zaměřit na reálné emise a vývoj technologií pro jejich snižování, včetně emisí z brzd a pneumatik.

tags: #měření #emisí #NOx #brzd

Oblíbené příspěvky:

• Řešení ekologických zátěží dle MF
• Dopady elektrárny Počerady
• Tipy na udržitelnou svatbu
• CBAM a jeho dopad na emise
• Péče o Eleuterokok