OBOWIĄZUJĄCE NORMY

TOKSYCZYNOŚCI SPALIN I TESTY

BADAWCZE.

Gonet Kamil

Puchalski Karol

Transport grupa P1

WSTĘP

• Od dłuższego czasu trendem w światowej motoryzacji

jest dążenie do minimalizacji szkodliwego wpływu
spalin na środowisko. W Europie przejawia się to w
uchwalaniu dyrektyw wprowadzających coraz bardziej
rygorystyczne normy EURO. Zanim jednak osiągnięto
etap wchodzącej w życie w październiku 2006 wersji
IV, standardy określające dopuszczalne poziomy
najbardziej szkodliwych produktów spalania przeszły
długą ewolucję.

R49

• Praprzodkiem wzorca EURO był uchwalony w 1982

roku standard R49. Ta pierwsza regulacja określała
maksymalny poziom emisji tlenku węgla (CO),
węglowodorów (HC) oraz tlenków azotu (NOx).
Dopuszczalne wartości to odpowiednio 14, 3,50 i 18
g/kWh.

EURO 0

• Kolejna próba normalizacji kwestii wpływu spalania na

środowisko miała miejsce osiem lat później. Rok 1990
przyniósł mało znaną regulację oznaczaną jako EURO
0, jednak wielkich zmian nie było. Podniesiono
nieznacznie wymagania i tak od tej pory jako granicę
przyjęto: 11,20 g/kWh dla CO, 2,40 g/kWh dla HC oraz
14,40 g/kWh dla NOx.

EURO I

• Prawdziwą rewolucję przyniósł 1 lipca 1992 roku, wtedy to

zaczęła obowiązywać obecnie szeroko znana i bardziej
restrykcyjna od poprzednich norma EURO I, od której
rozpoczął się obecny pęd ku doskonaleniu silników
spalinowych. Poprzeczka została postawiona wysoko: ilość
tlenku węgla wydostającego się z wydechu nie mogła
przekroczyć 4,50 g/kWh, dla węglowodorów pułap określono na
1,10 g/kWh, a dla tlenków azotu na 8,00 g/kWh. Ten etap był
przełomem, bo jak widać na wykresie była to
najgwałtowniejsza jednorazowa zmiana. Dodatkowym
rozszerzeniem była nowa pozycja określająca ilość cząstek
sadzy (PM), początkowo przyjęto rozwiązanie pośrednie w
zależności od mocy silnika gramaturę dla kilowatogodziny
określono na 0,61 (<85 kW/115 KM) lub 0,36 (>85 kW/115
KM).

EURO II

• Kolejnym krokiem było wprowadzenie następnej

odsłony regulacji oznaczonej jako EURO II. Norma
weszła w życie 1 października 1996 wnosząc raczej nie
wielkie zmiany w stosunku do swojej poprzedniczki. Od
tego momentu jednostka napędowa mogła oddać do
atmosfery o 1 g/kWh mniej tlenków azotu, o 0,50
g/kWh zmniejszono dopuszczalną emisję tlenku węgla.
Pułap dla węglowodorów pozostał ten sam i dalej
wynosił 1,10 g/kWh. W przypadku EURO II skupiono się
na cząstkach stałych i zminimalizowano ilość sadzy.
Pierwotnie do poziomu 0,25 g/kWh, a po wprowadzeniu
aneksu w październiku 1998 roku do 0,15 g/kWh.

EURO III

• Kolejne zmiany przyniósł 1 października 2001 roku.

Wtedy to zostaje wcielona w życie norma EURO III.
Tym razem widać większe zmiany: granicę dla NOx
określono na 5 g/kWh, dla CO na 2,10 g/kWh.
Węglowodorów czyli HC można od tej pory wypuścić w
powietrze 0,66 g/kWh, a cząstek stałych wyłącznie
0,10 g/kWh.

EURO IV

• W tym momencie skończyły się możliwości udoskonalania procesu

spalania oleju napędowego i firmy motoryzacyjne musiały skupić się
na wtórnym oczyszczaniu spalin. Z tego też względu długo
zapowiadana premiera normy EURO IV została przesunięta z roku
2005 na 1 października 2006. Żeby spełnić tak restrykcyjne granicę
trzeba było wiele pracy. Redukcję wysyłanych do atmosfery tlenków
azotu do poziomu 3,5 g/kWh w większości przypadków osiągnięto
dzięki selektywnej redukcji katalitycznej (SCR), która wymaga
tankowania dodatkowego płynu eksploatacyjnego AdBlue. Niektórzy
producenci poszli inną ścieżką i uwolnili przewoźników od nowego
obciążenia zwiększając ciśnienie wtrysku i stosując układ recyrkulacji
spalin (EGR) co w efekcie dało podobne rezultaty. Redukcję
wydzielanej sadzy do poziomu 0,02 g/kWh osiągnięto dzięki
zastosowaniu skutecznych filtrów cząstek stałych (CRT).
Dopuszczalną ilość tlenku węgla określono na 1,50 g/kWh, a
węglowodorów na 0,46 g/kWh.

EURO V

• Przesunięta premiera kolejnej odsłony EURO V

świadczy o trudnościach konstrukcyjnych jakie
napotkano przy spełnianiu warunków zapisanych w
wersji IV. Elektroniczne sterowanie wtryskiem,
zwiększanie ciśnienia i montowanie dwustopniowych
turbosprężarek przestaje wystarczać do spełniania
coraz bardziej restrykcyjnych regulacji, a konstruktorzy
coraz częściej zaczynają wspominać o alternatywnych
paliwach. EURO V nie przynosi rewolucji, w stosunku
do EURO IV postanowiono ograniczyć jedynie emisje
NOx do poziomu 2 g/kWh. Ten poziom konstruktorzy
silników pojazdów użytkowych będą musieli osiągnąć
do dnia 1 października 2009 rok.

DOPUSZCZALNE WARTOŚCI EMISJI

SPALIN

PROCENTOWY UDZIAŁ POJAZDÓW

SPEŁNIAJĄCYCH NORMY EURO

ANALIZA SPALIN SILNIKÓW

SPALINOWYCH

• Do pomiaru składu spalin silników ZI służą 4-ro gazowe

analizatory spalin, ponieważ umożliwiają one
określenie zawartości w spalinach następujących
składników: tlenku węgla CO, węglowodorów CH,
dwutlenku węgla CO2, tlenu O2.

• A) Warunki przeprowadzenia pomiaru

• B) Procedura pomiarowa

• C) Wyniki pomiarów i ich interpretacja

ANALIZA SPALIN SILNIKÓW

DIESLA

• W przypadku spalin silników Diesla mówimy nie tyle o

analizie spalin co o badaniu stopnia ich zadymienia
czyli zawartości cząstek stałych w spalinach

• A) Warunki przeprowadzenia pomiaru

• B) Procedura pomiarowa

• C) Wyniki pomiarów i ich interpretacja

PODSUMOWANIE

• W ciągu najbliższych lat należy spodziewać się dalszego

zaostrzenia obowiązujących norm toksyczności spalin i
wprowadzenia ograniczania zużycia paliwa przez nowo
rejestrowane samochody. Reakcją producentów
pojazdów będzie zapewne z jednej strony opracowanie
bardziej ekonomicznych aut, emitujących mniej
substancji toksycznych, z drugiej zaś rozpowszechnianie
napędów alternatywnych (elektrycznych, hybrydowych,
gazowych). Problemem pozostaną eksploatowane nadal
stare pojazdy oraz sytuacja w niezamożnych krajach o
dynamicznie rozwijającej się motoryzacji, w których z
przyczyn ekonomicznych nie obowiązują rygorystyczne
przepisy chroniące środowisko.