Diskuze o automobilu dneška, který by co nejméně narušoval životní prostředí, se týkají především následujících témat:

Transkript

1 N 2 CO2 N 2 N 2 N 2 HO 2 HO 2 N 2 N 2 CO2 SP43_02 Diskuze o automobilu dneška, který by co nejméně narušoval životní prostředí, se týkají především následujících témat: obsah škodlivin ve výfukových plynech spotřeba paliva hluk způsobovaný vozidly Tato učební pomůcka se zabývá tématem Emise výfukových plynů motorových vozidel. Předmětem jsou nejen automobilní technika, ale i další informace, jako např. metody měření obsahu emisí ve výfukových plynech a emisní normy. Sdělení v této učební pomůcce jsou však jen informativního rázu a nenahrazují studium příslušných platných zákonů a norem, nebo ty se neustále mění; mimo jiné i v závislosti na technickém vývoji. 2 CZ

2 XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX Obsah xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA XXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX Vývoj dopravy 4 Složení výfukových plynů 5 Snižování emisí ve výfukových plynech 12 Metoda měření 17 Normy 20 Prověřte si své vědomosti 22 Service Service Service Service Service Service Service Service xxxxxxxxxxxxxxxx FABIA Pokyny k prohlídkám, opravám a seřizovacím pracím najdete v dílenských příručkách. CZ 3

3 Vývoj dopravy Mobilní a flexibilní Doprava osob a nákladů je páteří hospodářství a zároveň ukazatelem životní úrovně. Miliony pracovních míst jsou, a už přímo, či nepřímo, spojeny s pojmem auto. Například jen ve Spolkové republice Německo počet osobních aut v posledních letech rychle narůstal a v roce 1998 dosáhl počtu téměř 42 milionů. Vysoký počet aut se stal výrazem flexibility (pružnosti) a mobility (schopnosti se přemís ovat). Automobilový průmysl se v rámci svého vývoje snaží negativní stránky nárůstu vozidel eliminovat. To, že tato cesta je úspěšná, dokazuje např. porovnání nárůstu počtu vozidel s nárůstem spotřeby. Jako příklad vezměme opět Spolkovou republiku Německo. Zatímco se počet osobních automobilů zvýšil asi o 13 %, vzrostla spotřeba paliva jen nepatrně. Vysoké nároky na flexibilitu a rychlost reagování na změnu podmínek jsou vyžadovány i od nákladní dopravy. Zboží musí být dodáváno just-in-time [čti: džast in tajm = přesně na čas]. Nejpružnější infrastrukturou k plnění takových požadavků zůstávají i přes velký nárůst dopravy, stále silnice. 30 % Porovnání nárůstu počtu vozidel a nárůstu spotřeby pohonných hmot osobní vozy nákladní vozy % v milionech 36,8 1,9 Růst počtu vozidel (např. Spolková republika Německo) osobní vozy nákladní vozy, autobusy, ,7 2,6 SP43_03 10 % 0 % +13,3 % +36,8 % +32,9 % +0,2 % nárůst počtu vozidel nárůst spotřeby nárůst počtu vozidel nárůst spotřeby SP43_04 Tento příznivý vývoj není samovolný. Podporují jej i zpřísňující se emisní normy pro výrobce aut a nové daňové podněty pro jejich uživatele. Tím je preferován vývoj a nákup takových automobilů, které jsou k životnímu prostředí co nejšetrnější. Vliv vozidel na životní prostředí vystupuje, se zvyšujícím se počtem vozidel, stále více do popředí. Obsah škodlivých látek ve výfukových plynech je nutno v celosvětovém měřítku i nadále snižovat. 4 CZ

4 Složení výfukových plynů Přehled V ideálním případě jsou zplodinami úplného spalování paliva CO 2 a H 2 O. Ve skutečnosti však mohou být při spalování v automobilových motorech součástí výfukových plynů ještě další látky: nespálené uhlovodíky částečně spálené uhlovodíky produkty termického krakování a následné produkty (mj. částice sazí) oxidy dusíku oxidy síry (v důsledku znečištění paliva) Hovoří-li se o složení výfukových plynů, padnou vždy i následující výrazy: oxid uhelnatý uhlovodíky oxidy dusíku částice sazí Obyčejně se však již nemluví o tom, že uvedené látky tvoří jen nepatrný zlomek celkového množství výfukových plynů. Na uvedených diagramech je proto znázorněno přibližné složení výfukových plynů zážehových a vznětových motorů. Z části složek výfukových plynů mohou působením slunečního záření vznikat oxidanty (jako např. ozón, peroxylnitráty nebo organické peroxidy), které poškozují životní prostředí. Tyto škodlivé složky se redukují (případně se jejich vzniku zcela zabraňuje) pomocí četných opatření jednak přímo na motoru a jednak úpravami již vzniklých výfukových plynů. 71 % 67 % Složení výfukových plynů zážehových a vznětových motorů N 2 N 2 Zážehové motory 14 % CO 2 CO 2 H 2 O 12 % H 2 O O 2 13 % Vznětové motory 11 % 2 % 10 % 0,3 % N 2 - dusík O 2 - kyslík H 2 O - voda/vodní pára CO 2 - oxid uhličitý CO - oxid uhelnatý NO x - oxidy dusíku SO 2 - oxid siřičitý HC - uhlovodíky PM - částice sazí (Particulate Matter) [čti: partykjulejt meta] HC NO X CO SP43_05 SO 2 PM HC NO X CO SP43_06 CZ 5

5 Složení výfukových plynů Vstupní a výstupní složky procesu spalování Na následujícím obrázku je znázorněno, které složky jsou spalovány a které jsou jeho produktem. O 2 kyslík N 2 dusík H 2 O voda (vodní pára) motor N 2 O 2 dusík kyslík H 2 O voda/vodní pára CO 2 oxid uhličitý vzduchový filtr CO oxid uhelnatý palivová nádrž katalyzátor NO x oxidy dusíku SP43_07 SO 2 oxid siřičitý HC uhlovodíky HC S uhlovodíky síra (znečištění paliva) PM částice sazí (u vznětových motorů) 6 CZ

6 Popis složek výfukových plynů Dusík - N 2 je nehořlavý, bezbarvý nejedovatý plyn bez zápachu. Je hlavní součástí vzduchu (78 % N 2, 21 % O 2, 1 % ostatní plyny), který nejen dýcháme, ale který je také nasáván motorem. Převážná část dusíku se po skončení spalovacího procesu vrací ve výfukových plynech zpět do ovzduší. Malá část reaguje s kyslíkem za vzniku oxidů dusíku NO x N 2 O - oxid dusný NO - oxid dusnatý NO 2 - oxid dusičitý SP43_08 Kyslík - O 2 je bezbarvý, nejedovatý plyn bez chuti a zápachu. Je nejvýznamnější součástí naší atmosféry. SP43_09 Je nezbytně potřebný pro proces spalování v motoru a motorem je také nasáván. Voda - H 2 O je jako vodní pára (neviditelná vlhkost vzduchu) nasávána spolu se vzduchem. Kromě toho vzniká kondenzací vlivem studeného spalování během ohřevu motoru. Jedná se o neškodnou složku spalovacího procesu. SP43_10 CZ 7

7 Složení výfukových plynů Oxid uhličitý - CO 2 je bezbarvý, nehořlavý a nejedovatý plyn. Vzniká spalováním látek, které obsahují uhlík C (např. benzin, nafta). Atom uhlíku na sebe váže dva atomy kyslíku. Vlivem diskuzí, které se vedou ohledně klimatických změn (ohřívání atmosféry, skleníkový efekt), je téma emisí CO 2 silně zakotveno v povědomí veřejnosti. CO 2 snižuje ochranné účinky ozonové vrstvy proti ultrafialovému záření (UV) slunce. SP43_11 Oxid uhelnatý - CO je bezbarvý, výbušný, jedovatý plyn bez zápachu. Již jeho malá koncentrace ve vzduchu je smrtelná. CO se váže místo kyslíku na krevní barvivo (hemoglobin) v červerných krvinkách, čímž zcela zablokuje transport kyslíku krví. V normálních koncentracích v ovzduší poměrně brzo oxiduje na CO 2. SP43_12 Oxidy dusíku - NO x jsou sloučeniny dusíku s kyslíkem (např. NO, N 2 O, ). Vznikají v motoru za vysokých teplot a tlaků během hoření za nadbytku kyslíku. Některé oxidy dusíku jsou zdraví škodlivé! Opatření ke snižování spotřeby paliva mohou bohužel vést ke zvýšení podílu oxidů dusíku ve výfukových plynech, nebo účinnější spalování vede k vyšším teplotám spalování. SP43_13 8 CZ

8 Oxid siřičitý- SO 2 je bezbarvý, štiplavě páchnoucí, nehořlavý plyn. Podporuje vznik onemocnění dýchacích cest! Ve výfukových plynech se objevuje v malém množství v případě, že bylo použito palivo s obsahem síry. Používáním paliva s nižším obsahem síry se obsah oxidu siřičitého ve výfukových plynech sníží. SP43_14 Uhlovodíky - HC jsou části paliva, které se po jeho nedokonalém spálení objeví ve výfukových plynech. Objevují se v nejrůznějších formách jako nespálené nebo částečně spálené části paliva (C 6 H 6, C 8 H 18, ). Na organizmus působí různě. Některé uhlovodíky dráždí smyslové orgány, jiné jsou karcinogenní (vyvolávají rakovinné bujení) např. benzol. SP43_15 Pevné částice - (angl.: Particulate Matter - PM) dle zákonů USA každá látka, která je za normálních podmínek ve výfukových plynech obsažena jako pevná částice (popílek, saze) nebo jako kapalina. Přesný vliv částic sazí na lidský organizmus není v současné době ještě znám. SP43_16 Olovo - Pb vzhledem k tomu, že olovo poškozuje katalyzátor, je nutno používat bezolovnatý benzin. Zavedením používání bezolovnatého paliva byl obsah olova ve výfukových plynech zcela vyloučen. CZ 9

9 Složení výfukových plynů Složení výfukových plynů - vývoj Vývoj celkem Nejen v Evropě, ale v celosvětovém měřítku byly v posledních letech vydávány zákony, které sledovaly snížení škodlivých látek ve výfukových plynech. V souvislosti s tím bylo upozorňováno na rostoucí automobilový provoz. Na základě toho vyvinul automobilový průmysl (motivovaný zpřísněnými emisními předpisy v USA a Evropě) vylepšené a účinnější techniky, které obsah emisí ve výfukových plynech snižují nebo dokonce některé škodlivé látky zcela vylučují. Z níže uvedeného grafu je patrné, že v letech 1990 až 1998 došlo k rapidnímu snížení zatěžování ovzduší provozem motorových vozidel. Ve snižování emisí se pokračuje i nadále. Množství nejdůležitějších součástí výfukových plynů v letech 1990 a 1998 (např. Spolková republika Německo) 100 % 100 % ,3 0,9 6,7 3,0 1,5 0,4 0,041 0,036 mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t +13 % 31 % 55 % 73 % 12 % CO 2 NO x CO HC PM SP43_17 Jedinou výjimku z uvedených emisí představuje CO 2 - oxid uhličitý. Množství vznikajícího CO 2 úzce souvisí se spotřebou paliva vozidel. Nyní se podařilo nárůst emisí CO 2 snížit a lze očekávat, že v nejbližší době bude dosaženo i poklesu. Použitím nové techniky je sice možné spotřebu paliva snižovat, ale nárůst počtu vozidel a trend používat vozidla těžší a výkonnější působil v nedávné minulosti proti požadovanému vývoji. 10 CZ

10 Srovnání osobních a nákladních vozidel Pro budoucí vývojové pracovníky automobilového průmyslu bude mimo jiné důležité i to, jaké zplodiny produkuje ta která skupina vozidel. Na následujícím grafu je vidět srovnání podílu tvorby emisí osobních a nákladních vozidel. Přestože je nákladních vozidel méně a najedou méně kilometrů než vozy osobní, jsou hlavními producenty určitých emisí. Nákladní automobily používají těžké vznětové motory a zatěžují ovzduší především oxidy dusíku NO x a částicemi sazí PM. Osobní vozy způsobují znečiš ování ovzduší oxidem uhličitým CO 2, oxidem uhelnatým CO a uhlovodíky HC. Podíly tvorby emisí osobních a nákladních vozidel v roce 1998 (jako příklad - Spolková republika Německo) 65 % 35 % oxid uhličitý CO 2 42 % 58 % oxidy uhlíku NO x 85 % 15 % oxid uhelnatý CO 76 % 24 % uhlovodíky HC 26 % 74 % částice sazí PM osobní vozy SP43_18 nákladní vozy CZ 11

11 Snižování emisí ve výfukových plynech Dnes už nestačí optimalizovat z hlediska spotřeby či složení výfukových plynů jen jednotlivé dílčí systémy vozidla. Vozidlo musí být při svém vývoji posuzováno jako celek a jeho dílčí systémy musí být navzájem přizpůsobené. V rámci vývoje vozidla se problematika snižování emisí řeší v následujících třech oblastech: snižování spotřeby paliva čištění výfukových plynů, případně jejich opětovné použití kontrola činnosti systémů, které mají rozhodující vliv na složení výfukových plynů Jaká řešení se v jednotlivých oblastech nabízejí, je uvedeno dále. Snižování spotřeby paliva Aerodynamika vozidla Ke snížení odporu vzduchu vozidla vede optimalizace jeho tvarů z hlediska aerodynamiky. Menší odpor vzduchu je předpokladem snížení spotřeby paliva. V posledním desetiletí byla v koncernu VW snížena průměrná hodnota koeficientu c w z 0,45 na asi 0,30. U vozu ŠkodaFabia je hodnota součinitele odporu vzduchu c w = 0,31. c = 0,31 w Přesto, že se jedná o velmi dobrou hodnotu, je při rychlosti vozidla 100 km/h spotřebováváno asi 70 % pohybové energie na překonání odporu vzduchu. SP43_19 Hmotnost vozidla Standard bezpečnosti a rostoucí komfort znamenají nárůst hmotnosti vozidla. Z hlediska snížení spotřeby paliva je však potřeba, aby hmotnost vozu byla co nejmenší. Řešením je kompromis mezi úsporou hmotnosti a požadavky na bezpečnost. Důkazem toho jsou v rámci koncernu vozy Audi A8, Audi A2, VW Lupo 3L a také ŠkodaFabia. SP43_20 Do vozů ŠkodaFabia se montuje převodovka 02T, jejíž skříň je zhotovena ze slitiny hořčíku. SP43_21 12 CZ

12 Systémy řízení motoru Současné systémy řízení motoru mají vliv na všechny komponenty motoru, které lze regulovat (akční členy). Signály (např. otáčky motoru, množství nasávaného vzduchu, plnicí tlak, ) jsou vedeny ze snímačů do řídicí jednotky motoru. Zde jsou vyhodnocovány a jako regulační hodnoty (např. množství vstřikovaného paliva, okamžik vstřiku, úhel při zapálení, ) posílány k jednotlivým akčním členům. Tím je chod motoru regulován v závislosti na zatížení a spalování je optimalizovano. Okruh řízení motoru signály od snímačů regulační hodnota SP43_22 signály pro akční členy Odvzdušnění palivové nádrže Aby do ovzduší neunikaly páry benzinu (uhlovodíky HC), jsou shromaž ovány v nádobce s aktivním uhlím a pak řízeně přiváděny do motoru ke spálení. nádobka s aktivním uhlím SP43_24 Zpětné vedení výfukových plynů Část výfukových plynů je vedena zpět do procesu spalování. Sníží se tím spotřeba paliva a maximální teplota spalování. Díky jejímu snížení se redukuje i podíl oxidů dusíku NO x ve výfukových plynech. Zpětného vedení výfukových plynů lze dosáhnout pomocí: překrývání ventilů ovládání ventilu zpětného vedení výfukových plynů výfukové plyny ventil zpětného vedení výfukových plynů výfukové plyny přiváděné do sacího potrubí nasávaný vzduch SP43_25 CZ 13

13 Snižování emisí ve výfukových plynech Čištění výfukových plynů Zážehové motory Výfukové plyny se čistí v katalyzátoru. Proces čištění reguluje řídicí jednotka motoru. Základem je podíl kyslíku ve výfukových plynech, který je zjiš ován lambda-sondou. Řídicí jednotka motoru se snaží o to, aby poměr paliva a vzduchu spalované směsi byl takový, aby se koeficient λ 1. Jinými slovy, aby ke spálení 1 kg paliva bylo spotřebováváno 14,7 kg vzduchu (stechiometrická rovnováha). Katalyzátor začíná být účinný od teploty asi 300 C. Po studeném startu je zapotřebí pro dosažení této teploty jistý čas. Aby bylo možno začít čistit výfukové plyny dříve (ještě před dosažením provozní teploty katalyzátoru), zařazuje se do výfukové soustavy rozměrově menší předkatalyzátor. Ten je umístěn v blízkosti sběrného potrubí, takže dosahuje provozní teploty mnohem dříve. Čištění výfukových plynů v katalyzátoru v sobě zahrnuje dva druhy chemických reakcí: pozměněné složení výfukových plynů na lambda-sondu Okruh lambda-regulace Redukce signály z lambda-sondy (snímač) signály pro vstřikování, škrticí klapku, atp. (akční členy) SP43_26 redukci; sloučeninám je kyslík O 2 odebírán oxidaci; sloučeninám je kyslík O 2 dodáván (dodatečné spalování oxidu uhelnatého CO a uhlovodíků HC) oxidy dusíku NO x se mění (redukují) na dusík N 2 a na oxid uhličitý CO 2 SP43_27 CO na CO 2 Oxidace HC na CO 2 a H 2 O H H H oxid uhelnatý CO se mění (oxiduje) na oxid uhličitý CO 2 SP43_28 uhlovodíky HC se mění (oxidují) na vodu H 2 O a oxid uhličitý CO 2 SP43_29 14 CZ

14 Vznětové motory Vznětové motory pracují s přebytkem vzduchu ve směsi palivo-vzduch (λ > 1). Proto se neprovádí regulace podílu kyslíku ve směsi palivo-vzduch. Čištění výfukových plynů dodatečným spalováním přebírá oxidační katalyzátor. K dodatečnému spalování se využívá zbytkového kyslíku ve výfukových plynech. Složení částic sazí (PM) uhlík Obsah uhlovodíků HC a oxidu uhelnatého CO se tím znatelně sníží. Znamená to, že u vznětových motorů se nepoužívá řízené čištění výfukových plynů v katalyzátoru, a že oxidační katalyzátor přeměňuje jen ty složky výfukových plynů, které je možno měnit oxidací. síra a její sloučeniny SP43_30 Dusíkaté složky výfukových plynů se následným spalováním nijak nezmění. Jejich množství lze ovlivnit pouze konstrukčními opatřeními (např. geometrickým tvarem spalovacího prostoru a vstřikovacího zařízení). uhlovodíky voda Jestliže spalování probíhá za malého přebytku vzduchu, zvětšuje se ve výfukových plynech podíl oxidu uhelnatého (CO), uhlovodíků (HC) a částic sazí PM. Částice sazí vzniklé spalováním nafty se skládají z jádra a několika navrstvených součástí, z nichž se v oxidačním katalyzátoru přeměňují (oxidují) jen uhlovodíky. Částice sazí je možno zachycovat pouze pomocí speciálního filtru. Takových filtrů bylo vyvinuto několik druhů (např. filtry s ocelovou vlnou, s keramickými monolity). 2 1 Schéma keramického filtru 3 4 Aby byla zajištěna jejich plná funkčnost, je nutno filtry v určitých časových intervalech bu chemicky nebo tepelně regenerovat. 1 - přívod výfukových plynů 2 - keramické ucpávky 3 - porézní mezistěna 4 - výstup výfukových plynů SP43_31 CZ 15

15 Snižování emisí ve výfukových plynech Kontroly funkčnosti Kontroly funkčnosti všech součástí a systémů, které mají rozhodující vliv na množství emisí ve výfukových plynech u vozidel se zážehovým motorem, jsou již známé pod označením OBD. Poprve byl tento druh kontroly použit v Kalifornii (USA) v osmdesátých letech. Evropská obdoba OBD se nazývá Euro-On-Board-Diagnose EOBD. SystéM EOBD byl v Evropě zaveden na počátku roku Zatím jen pro zážehové motory, varianta pro vznětové motory bude následovat. Případné závady na součástech, které ovlivňují složení výfukových plynů jsou oznamovány kontrolkou emisí v panelu přístrojů. Ta je někdy označována i jako MIL - Malfunktion Indikator Light [čti: malfankšn indykejtr lajt]. Bližší informace o závadách lze zjistit vlastní diagnostikou. SP43_32 Upozornění: Podrobné informace k tomuto tématu jsou uvedeny v dílenské učební pomůcce č. 39. Přehled součástí sledovaných v rámci EOBD EOBD HC CO NOx SP43_33 16 CZ

16 Metoda měření Způsob provedení Každý nově vyvinutý vůz musí být homologován. Součástí homologace je i kontrola emisí. Zkouška se provádí na zkušebních válcích předepsanou měřicí aparaturou. Při zkoušce vozidlo jede v přesně stanoveném jízdním cyklu, který odpovídá obvyklému provozu auta. Získají se tak výsledky, které je možno opakovat a vzájemně spolu porovnávat. Měřicí aparatura výfukové plyny snímá i vyhodnocuje podle jednotné metody CVS - (Constant Volume Sampling [čti: konstant voljum saemplink] ), která se používá v celém světě. Zkouška probíhá takto: Vozidlo jede předepsaným jízdním režimem. V průběhu jízdy jsou výfukové plyny nasávány hlavním čerpadlem spolu s filtrovaným vzduchem tak, aby proud směsi výfukových plynů a vzduchu byl stále stejný, rovnoměrný a odpovídal předem definovanému množství. V okamžiku, kdy vozidlo produkuje více výfukových plynů (např. při akceleraci), je přisáváno méně vzduchu a ve chvílích, kdy je výfukových plynů méně, přisává se vzduchu více. Z takto vznikající směsi je část stále odčerpávána do zásobníku (jeden nebo i více). Nashromážděná směs je měřena a vyhodnocována. Měření se provádí za celou ujetou vzdálenost, ale výsledky se uvádějí v gramech na kilometr [g/km]. jen u vznětových motorů měřicí přístroje kontrolní dispej PM CO 2 CO HC NO x filtr nasávaného vzduchu čerpadlo (čerpání směsi k měření) zásobník hlavní čerpadlo chladič teploměr tlakoměr SP43_34 Kontrolní stanoviště se zkušebními válci Měřicí aparatura CZ 17

17 Metoda měření Jízdní cykly Na rozdíl od kontroly emisí je provádění jízdních cyklů předepsáno v různých státech různě. Pro státy EU byl do konce roku 1999 závazný NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus [čti: nojr ojropejšr fárcyklus] = nový evropský jízdní cyklus). Typickým znakem tohoto cyklu byl 40sekundový běh motoru před započetím vlastního měření. Tento úsek lze označit i jako fáze ohřevu. Se začátkem platnosti emisní normy EU III ( ) se 40sekundová fáze ohřevu stává součástí měření. Měření nyní začíná startem motoru. Tato úprava jízdního cyklu znamená zpřísnění měření. Do měření jsou totiž zahrnuty i ty výfukové plyny, které vznikají ve fázi ohřevu katalyzátoru. Upozornění: Pro uvedený cyklus se kromě označení NEFZ používá ještě: jízdní cyklus MVEG (Motor Vehicle Emission Group) [čti: moutr vehikl emišn grup] jízdní cyklus ECE/EG km/h 120 část 1 (městský cyklus) část 2 (mimoměstský cyklus) s začátek měření konec měření Charakteristické veličiny délka cyklu: průměrná rychlost: maximální rychlost: 11,007 km 33,600 km/h 120,000 km/h SP43_35 18 CZ

18 USA jsou průkopníkem v tvorbě zákonů, které napomáhají ke snižování škodlivin ve výfukových plynech. Přesto, že se často srovnávají evropské emisní hodnoty s emisními hodnotami USA, není jejich přímé porovnání možné. Nemožnost vyplývá už z různých jízdních cyklů, jak ukazuje obrázek. Také výsledky testů se udávají v rozdílných jednotkách. V Evropě v gramech na kilometr (g/km), zatímco v USA v gramech na míli (g/mile). Aby byly rozdíly mezi evropským NEFZ a cyklem platným v USA = FTP-75 (Federal Test Procedur [čti: federl test presídžr] ) více patrné, jsou oba diagramy položeny přes sebe. Odlišnosti: trvání cyklu průměrná rychlost maximální rychlost rychlostní intervaly rozjezdová fáze Z obrázku je zřejmé, že zejména na začátku je cyklus FTP-75 tvrdší nebo po studeném startu (ještě když je katalyzátor studený) se pro jízdu používá znatelně vyšší rychlosti. km/h 120 jízdní cyklus FTP-75 NEFZ začátek měření s konec měření Upozornění: Jízdní cyklus FTP-75, platný v USA, se používá i v jiných zemích; např. v Argentině, Austrálii, Brazílii, Kanadě, Mexiku, Jižní Koreji. SP43_36 CZ 19

19 Normy Emisní normy pro osobní auta Aby bylo možno v rámci Evropy realizovat volný pohyb zboží a služeb, je nutno právní předpisy evropského vnitřního trhu sjednotit. Základním předpokladem takového kroku je shodnost provádění zkoušek v jednotivých státech. Uvedený předpoklad lze splnit zapracováním požadavků směrnic EU do zákonů příslušných zemí a už jako jejich dodatek nebo jako náhradu národních nařízení. Po seznámení se s metodami měření, se zaměříme na vývoj mezních hodnot emisí osobních vozů. Pro homologaci nového modelu vozu musí být dodrženy platné mezní hodnoty emisí. Tato učební pomůcka se omezí jen na znázornění vývoje v rámci EU. Základem zákonů (vztahujících se k emisím) států Evropské unie jsou Nařízení EHK R15 respektive Směrnice pro výfukové plyny 70/220/EHS a předpisy z nich vycházející. Časový harmonogram platnosti Platnost EU II v EU: Platnost EU III v EU: Platnost EU IV v EU: platí od platí do SP43_38 Od platí nová emisní norma EU III, která tak nahradila dosud platnou normu EU II. V emisní normě EU III se uvádějí mezní hodnoty oxidů dusíku NO x a uhlovodíků HC zvláš. V EU II byly uvádávány společně. 20 CZ

20 Z následujících diagramů jsou patrné mezní hodnoty emisí jak pro stávající normu EU III, tak i pro připravovanou EU IV. Emisní norma EU III platí od g/km zážehové motory g/km vznětové motory NEFZ (měřeno od startu motoru) 2,4 2,2 2,0 2,30 2,4 2,2 2,0 v 1,8 1,6 1,8 1,6 1,4 1,4 1,2 1,2 1,0 0,8 0,6 1,0 0,8 0,6 0,64 0,56 0,50 0,4 0,2 0,20 0,15 0,4 0,2 0,05 t CO HC NO x CO HC + NO x NO x PM SP43_39 Norma EU IV K dalšímu snížení mezních hodnot dojde v roce 2005, kdy začne platit emisní norma EU IV, která nahradí stávající normu EU III. g/km zážehové motory g/km vznětové motory NEFZ (měřeno od startu motoru) 2,4 2,2 2,0 2,4 2,2 2,0 v 1,8 1,6 1,8 1,6 1,4 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1,00 0,10 0,08 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,50 0,30 0,25 0,025 t CO HC NO x CO HC + NO x NO x PM SP43_40 CZ 21

21 Prověřte si své vědomosti Které odpovědi jsou správné? Někdy je správná jen jedna, může jich být správných i více; třeba jsou správné všechny! 1. Čím se odlišují výfukové plyny zážehového a vznětového motoru? a) Výfukové plyny vznětového motoru mají větší podíl oxidů dusíku NO x. b) Výfukové plyny zážehových motorů neobsahují uhlovodíky HC. c) Vznětové motory pracují s přebytkem vzduchu a proto je ve výfukových plynech velký podíl zbytkového kyslíku O V kterých třech základních oblastech se řeší problematika snižování emisí? Pomocí kterých chemických reakcí se v katalyzátoru zážehových motorů provádí čištění výfukových plynů? Která(é) složka(y) částic sazí PM je(jsou) katalyzátorem vznětových motorů přeměňována(y)? Složku(y), prosím, podtrhněte. Složení částic sazí (PM) uhlík síra a její sloučeniny SP43_30 uhlovodíky voda 22 CZ

22 5. Která emisní norma te v Evropské unii platí? a) EU II b) EU III c) D4 6. Zahájením platnosti emisní normy EU III se NEFZ provádí a) 40 s po startu motoru b) 20 s po startu motoru c) se startem motoru Řešení: 1. a, c; 2. snižování spotřeby paliva, čištění výfukových plynů, kontrola činnosti systémů, které mají rozhodující vliv na složení výfukových plynů; 3. oxidace, redukce; 4. uhlovodíky; 5. b; 6. c CZ 23