Způsoby Omezování Emisí v Automobilech

V poslední době se neustále zvyšují požadavky na ekologičnost automobilů a minimalizaci jejich dopadu na životní prostředí. Zásadní roli v tom hrají emise, tedy látky, které vozidla vypouštějí do ovzduší. Podle ochránců přírody vyprodukují automobily až 22% celkových emisí CO2 vyprodukovaných v České republice.

I když to nemusí znít jako velké množství, znečišťující látky ovzduší produkované vozidly jsou jedny z nejtoxičtějších na planetě a mohou mít nepříznivý dopad na zdraví lidí, zvířat a životní prostředí. Díky zavedení emisních limitů pro automobily se však kvalita ovzduší v České republice pomalu zlepšuje.

Vzhledem k dohodám EU se nyní vyžaduje, aby prodejci automobilů informovali o hodnotách emisí CO2 produkovaných vozidly na 100 kilometrů jízdy, což motoristům usnadňuje výběr nového automobilu z pohledu šetrnosti k životnímu prostředí.

Technologie pro Omezování Emisí

Společnost Continental představila na 39. Mezinárodním motorářském sympoziu ve Vídni svoje nejnovější příspěvky v oblasti omezení tvorby emisí. Hlavní komplikací je, že účinnost protiemisních opatření je ovlivněna řadou vnějších faktorů. Mezi ně patří teplota vzduchu, způsob akcelerace, profil trati a složení paliva - všechny tyto vlivy mají zásadní dopad na složení výfukových plynů.

Zásadní jsou dva trendy. V první řadě jde o zavedení filtru pevných částic a systému jeho regenerace do vozů nejen s naftovými motory, ale také s benzinovými pohonnými jednotkami. Pro motory na benzin vyvinul Continental řešení s nízkým zpětným tlakem ve výfukovém potrubí.

Čtěte také: Problémy životního prostředí v ČR

„Naším cílem je robustní konstrukce, která obstojí v každé situaci,“ říká José Avila, člen představenstva společnosti Continental a šéf Divize pohonných jednotek. „Proto nabízíme flexibilní možnosti zahrnující celé spektrum řešení - od optimalizace motoru po systém snímačů nebo čištění spalin ve výfukovém potrubí. Jedině tak lze zajistit, že vůz bude odpovídat emisním předpisům při všech reálných jízdních režimech.

Aby bylo možné dosáhnout bezproblémového plnění emisních standardů, je potřeba se vypořádat se všemi možnými provozními podmínkami, od studených startů po plnou zátěž motoru. „Odlišnosti, jako jsou tyto, mezi startem s nízkou a vysokou zátěží, dokážeme účinně kompenzovat pomocí vyhřívaného katalyzátoru. Jeho výhodou je okamžitý nástup činnosti bez ohledu na složení výfukových plynů.“

Mezi další důležité faktory, jež ovlivňují emise a mohou být snadno přehlédnuty, patří vedle individuálních stylů řízení a profilu trati také kvalita paliva. Celý systém složený z motoru a součástí zajišťujících čištění výfukových plynů musí být nastaven tak, aby se s podobnými variantami dokázal vypořádat.

V budoucnosti bude mít vliv na složení emisí u naftových motorů také používání syntetických aditiv, jako jsou OME (oxymethylen ethery). Jak ukazují zkušební testy naftových motorů provedené společností Continental, je možné využít výkon elektromotoru 48V hybridní pohonné soustavy pro vyrovnání rozdílů, které vznikají v souvislosti s rozdílnými rychlostními profily a teplotou.

Použití elektrického pohonu vede k možnosti vyhnout se špičkám točivého momentu ve spalovacím motoru, což snižuje jak spotřebu paliva, tak i emise NOx.

Čtěte také: Emise a jejich redukce

„Aby byly emise automobilu spolehlivě pod kontrolou za různých situací, je nutné se na celou problematiku podívat komplexně - od motoru a systému redukce emisí, a to včetně čidel a jejich umístění, až po vývoj softwaru, který vše řídí,“ vysvětluje Brück. „Klíčem k prvním fázím jízdních testů, které budou zohledňovat novou metodiku měření emisí v běžném provozu RDE (Real Driving Emissions), jsou i nové vývojové nástroje.

Jednou z cest, jimiž společnost Continental přispěla ke snížení emisí ve výfukových plynech benzinových motorů, je nový vstřikovač XL5 schopný snížit kondenzaci paliva v přívodním potrubí během studených startů. Navzdory všem moderním opatřením i moderní motory s vysoce účinným spalováním produkují pevné částice, a proto stále více automobilů přichází na trh s filtrem pevných částic pro benzinové motory (angl. GPF - Gasoline Particulate Filter).

Společnost Continental tuto fázi vylepšila dvěma způsoby. Zaprvé filtr pevných částic Continental nabízí mnohem větší filtrační účinnost navzdory velmi nízkému zpětnému tlaku ve výfukovém potrubí a dokáže zachytit i menší částice, než je legislativně stanovené minimum 23 nanometrů. A zadruhé díky inteligentnímu propojení využívá výpary z palivové nádrže, shromažďované kvůli omezení emisí uhlovodíků (HC) ve speciálním rezervoáru.

„Součástí tohoto systému je nově vyvinuté čerpadlo od společnosti Continental, které výpary z rezervoáru průběžně čistí pomocí filtru s aktivním uhlím i v případě vozů s hybridním pohonným ústrojím. Jeho úkolem je rovněž kontrolovat obsah uhlovodíků ve vzduchu odsávaném z nádrže. Použitím tohoto čerpadla tak lze snížit množství vstřikovaného paliva při zachování správného směšovacího poměru lambda, tedy podílu spalovaných pohonných hmot a vzduchu,“ říká Dr.

Tipy pro Snížení Emisí

Co ale, kromě nákupu zelenějšího auta, mohou řidiči udělat, aby omezili své emise při cestování z bodu A do bodu B?

Čtěte také: Definice přírodě blízkého hospodaření

1. Nechte své auto pravidelně servisovat: Pravidelná údržba motoru vašeho automobilu zajistí, že bude mít vždy nejlepší výkon a spalovat palivo co nejefektivněji.
2. Nevozte nadměrnou zátěž: Když je váš kufr zbytečně plný těžkých předmětů, musí vaše auto udělat více práce a spálit více paliva. Při každodenní jízdě se snažte nevozit zbytečnou zátěž.
3. Jeďte plynule: Pokud chcete jezdit plynule, předvídejte. Pokud budete umět správně odhadnout situaci před vámi, můžete se vyhnout zbytečnému brzdění a následnému zrychlování. Toto doporučení obzvlášť platí při jízdě ve městě. To, že v porovnání s ostatními řidiči jezdíte rychleji, ještě nemusí nutně znamenat, že do cíle přijedete jako první. Mnoho křižovatek se semafory rychlé řidiče i tak zastaví. Snažte se proto jemně a citlivě používat plynový pedál.
4. Kontrolujte tlak v pneumatikách: Podhuštěné pneumatiky mají mnohem větší valivý odpor, což znamená, že palivo spálíte méně efektivně. Tlak v pneumatikách kontrolujte každé 1 až 2 týdny a při přepravě těžkých břemen zvyšujte tlak.
5. Dodržujte omezení rychlosti: I když jsou rychlostní limity stanoveny především proto, aby vás a ostatní účastníky silničního provozu chránili, představují také způsob, jak regulovat emise z jízdy. Dodržujte rychlostní limit a máte zaručenou lepší spotřebu paliva.
6. Vypněte nepotřebné spotřebiče: Moderní vozy jsou vybaveny elektrickými součástmi, které ještě více zatěžují palivovou nádrž vašeho automobilu.
7. Včas řaďte převodový stupeň: Včas řaďte převodový stupeň. U vozidel s benzínovým motorem řaďte přibližně při 2 500 otáček za minutu a vozidel s naftovým motorem při 2 000 otáčkách za minutu.
8. Nenechávejte běžet motor zbytečně na volnoběh: Pokud pravidelně jezdíte ve městě, pravděpodobně trávíte hodně času čekáním na semaforech. Až budete příště sedět ve frontě, vypněte zapalování, abyste zabránili zbytečné produkci emisí.
9. Slučujte cesty: Ať už vyzvedáváte děti ze školky nebo popadnete půllitr mléka nebo jedete domů z práce, rychlé výlety jsou jedny z nejméně účinných cest, které můžete udělat, a pokud je to možné, snažte se je sjednotit do jedné cesty.
10. Odstraňte zbytečné aerodynamické překážky: Odpor větru je obrovským faktorem při optimalizaci spotřeby paliva a moderní automobily jsou navrženy tak, aby byly co nejefektivnější. Nevozte zbytečně střešní boxy, nosiče kol a zahrádky.
11. Nenechávejte motor běžet v zimě: Ačkoli to může být lákavé nastartovat auto a nechat ho zahřát v ledovém zimním ránu, v tomto okamžiku produkuje motor zbytečně emise. Místo toho si kupte kvalitní škrabku na led, rychle odstraňte veškerý led a vyrazte na cestu.
12. Pečlivě si plánujte cestu: Zbytečně se ztratit v neznámé oblasti tím spálíte spoustu paliva, abyste si znovu našli cestu. V případě pochybností si vezměte aktuální cestovní mapu nebo satelitní navigaci, abyste si vždy našli cestu i na těch nejméně známých silnicích.
13. Zvažte alternativy k jízdě autem: Někdy není jízda nutná, zvláště když právě vyrazíte do obchodu nebo jedete do práce pár kilometrů po silnici. Až se příště dostanete ke klíčům od auta, přemýšlejte - musím na tuto cestu opravdu použít auto?
14. Používejte aditiva: Při každém tankování přidejte do palivové nádrže aditiva. Nejenže ušetříte palivo, snížíte také emise automobilu a prodloužíte životnost motoru.

Aditiva a Měření Emisí

Každý motor má v technickém listu stanovené maximálně povolené limity emisí. V případě naftových motorů se jedná o parametr součinitel absorpce, který je známý jako kouřivost. V případě benzínových motorů se měří jiné parametry než u naftových motorů, a to hodnota lambdy, oxid uhelnatý, nespálené uhlovodíky, oxid uhličitý a také proces měření emisí je naprosto odlišný než u dieselových motorů.

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.

Samotný proces měření probíhá následovně: Pokud je to možné, měřící zařízení emisí se připojí přes OBD konektor na řídící jednotku auta, aby bylo možné ověřit aktuální teplotu oleje, maximální otáčky, případně další potřebné parametry. Kouřivost se měří při maximálních otáčkách, takže musíte počítat s tím, že motor auta se bude několikrát vytáčet do maximálních otáček i nad 5000 ot/min. Korektní měření zároveň probíhá tak, že se pedál sešlápne naplno, ne plynule.

Do výfuku se vloží snímač, který měřícímu zařízení zasílá naměřené údaje. Na jedno měření může být potřebné sešlápnout plynový pedál 3 až 5krát v závislosti na tom, jaké hodnoty se naměřily, protože mezi jednotlivými naměřenými hodnotami je stanovená maximální odchylka. Pokud vozidlo neprošlo prvním měřením, technik je podle stanovené metodiky povinný provést opakované měření emisí. Pokud auto při opakovaném měření vyhovuje stanoveným normám kouřivosti, auto projde testem emisí.

Na certifikovaném pracovišti pro měření emisí byl proveden test dvou aut: Škoda Octavia 2002, 1,9 TDI 81 kW a Alfa Romeo 159 1,9 TDI 110 kW r. v. 2007. Testování proběhlo 2x. Poprvé nás zajímalo, zda obě auta projdou na STK emisemi. Test emisí proběhl standartním způsobem s dobře zahřátým motorem. Z přiložených záznamů měření emisí je vidět naměřené hodnoty.

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. Takže před STK a měřením emisí je nejlepší přidat do plné nádrže (nebo aspoň do 50 l) extrémní čistič palivového systému JLM a projet se po dálnici, aby bylo motor možné držet ve vyšších otáčkách. Je ale důležité podotknout, že žádná přísada do nafty nevyřeší technický problém v motoru.

Budoucí Vývoj a Legislativa

Ještě přísnější cíle platí pro automobilky. Do roku 2021 mají snížit emise CO2 u nových vozů o 30 procent. Výrobci automobilů proto vyzývají ke snížení cílů na redukci emisí. Naopak některé frakce v Evropském parlamentu navrhují tyto cíle ještě zvýšit.

Sdružení automobilového průmyslu zemí visegrádské čtyřky chce například vyzvat EU, aby zredukovala cíl snížení emisí CO2 u nových aut po roce 2021 do roku 2030 z navrhovaných 30 procent na 20 procent.

"Jsme plně odhodláni pokračovat v dekarbonizaci dopravy a v důsledku toho vítáme a podporujeme všechny účinné a ekonomicky realizovatelné způsoby snižování emisí CO2 u silničních vozidel. Návrh předložený komisí loni na podzim, který nyní projednává Evropský parlament, není podle automobilek plně technologicky neutrální a může ztížit plynulý, nákladově efektivní a sociálně přijatelný přechod na nízkoemisní mobilitu.

Možnosti snižování emisí NOx u nákladních vozidel

Na 67. ročníku mezinárodní výstavy užitkových vozů (IAA) v Hannoveru představila technologická společnost Continental řešení, která přinášejí ještě účinnější dodatečnou úpravu výfukových systémů u nákladních vozů. Primárním cílem je zajistit účinnější přeměnu oxidů dusíku (NOX) na neškodné emise, a to jak u těžkých nákladních vozů pro dálkovou dopravu, tak v místní přepravě ve městech.

Hlavní výzvou je zajistit, aby systém dodatečné úpravy výfukových plynů co nejdříve po nastartování motoru dosáhl a následně udržel účinnou pracovní teplotu. Možnosti zástavby katalyzátorů a filtrů se však mezi jednotlivými typy vozidel výrazně liší. Ne všechny modely umožňují instalaci uzavřené soustavy katalyzátoru a filtru. Kvůli dlouhým modelovým cyklům u těžkých nákladních automobilů je vyřešení tohoto problému u jiných modelů otázkou mnoha let.

Continental proto vyvinul řešení, která překonávají oba tyto problémy a umožňují snadno zlepšit účinnost odbourávání NOX. „Budoucí zpřísnění emisních limitů a požadavky na měření emisí v reálném provozu vyžadují zásadní snížení množství vypouštěných emisí NOX v dálkové i městské přepravě,“ říká Dr. Markus Distelhoff, výkonný viceprezident sekce palivo a výfuk z Divize Pohonné jednotky.

V osobních autech se katalyzátor obvykle nachází velmi blízko samotného motoru, což usnadňuje jeho rychlé zahřátí na potřebnou pracovní teplotu. U nákladních automobilů ale není vždy možné uplatnit stejný přístup. Konkrétně u velkých tahačů obvykle není prostor pro umístění dostatečně velkého uzavřeného oxidačního katalyzátoru (DOC) bezprostředně za motor. Continental nabízí dvě řešení tohoto problému.

• Nový typ katalyzátoru se skládanou strukturou připomínající tahací harmoniku má asymetrickou konstrukci, která klade menší nároky na prostor při zástavbě. „Instalace uzavřeného DOC co nejblíž motoru je díky nové skládané struktuře u těžkých nákladních vozů snadnější než dosud,“ říká Dr. Manuel Presti, projektový manažer sekce palivo a výfuk z Divize Pohonné jednotky.
• Pro případy, kdy prostorové uspořádání neumožňuje použít tento typ řešení, Continental nabízí alternativu v podobě vstřikování nafty do směšovacího potrubí umístěného před tlumičem. Bezprostředně následuje tepelný katalyzátor EMICAT, který přeměňuje rozprášenou směs paliva na teplo sloužící k zahřátí celé soustavy katalyzátorů. „Při této konfiguraci a s danou kombinací technologií je k dosažení nezbytného zahřátí potřeba jen malé množství paliva,“ dodává Presti.

Výhody tohoto systému se využijí v široké škále aplikací - například použití u poštovních služeb, kde kvůli častému vypínání motoru výfukové potrubí málokdy dosáhne optimální teploty. „Dalším dobrým příkladem jsou služby svozu odpadů, u kterých motor nákladního vozu pracuje prakticky neustále na volnoběh.

Pro samotnou selektivní katalytickou redukci (SCR) emisí NOX ve výfukových plynech je potřeba do výfukových plynů vstřikovat roztok močoviny. Nové čerpadlo (Gen V) volitelně nabízí čistící funkci, která při vypnutí motoru vyprázdní potrubí s přívodem močoviny, a tím předchází problémům s namrzáním roztoku na vstřikovací trysce. Druhou možností je použití mrazuvzdorné trysky, v takovém případě není potřeba čistící funkce a systém může být nastaven na rychlejší dosažení provozního stavu. S průtokem až 20 kg/h může čerpadlo dodávat roztok močoviny i do dvou vstřikovačů. Nový způsob filtrace zabraňuje riziku poškození znečistěnou močovinou. Čerpadlo je určeno pro různé způsoby instalace, což usnadňuje jeho použití v konkrétním typu vozidla.

„U obou architektur hrají klíčovou roli naše robustní senzory NOX, které mohou být umístěny přímo v substrátu katalyzátoru. Na přísnější emisní normy reagoval rovněž Continental Automotive Czech Republic, který v červnu otevřel novou výrobní halu v Trutnově. Na ploše 8 000 m2 zde 200 zaměstnanců vyrábí NOX senzory určené k detekci škodlivin ve výfukových plynech, které plně odpovídají stále přísnějším požadavkům emisních předpisů. Celková roční produkce by měla dosáhnout 8 milionů kusů. Nová výrobní hala s řadou inteligentních prvků Průmyslu 4.0 byla otevřena 7.

tags: #způsoby #omezování #emisí #v #automobilech

Oblíbené příspěvky:

• Výskyt, vlastnosti a využití nejrozšířenějšího kovu
• Komule Davidova: Stanoviště a péče
• Programy pro rozvoj dětí s autismem
• Magnetické samolepky a cedule pro odpad
• Udržitelné kompostování v městském prostředí