27.06.2019

Ako prebieha meranie emisií v najnovšej norme Euro 6d? A kam sa podela 6d TEMP?

Normy sa menia rýchlo, no rýchlo sa menia aj meracie cykly. Ako prebieha meranie a aký je vlastne rozdiel medzi normami a meracími cyklami?

Nové emisné normy prichádzajú rýchlejšie, než ich dokážeme vôbec zaznamenať. Od 1.9. 2019 je norma Euro6d TEMP povinná pre všetky nové osobné vozidlá, no už čoskoro začne platiť plnohodnotná norma Euro 6d. Kým Euro 6d TEMP je typická výrazným znížením emisií NOx pre naftové motory, 6d je ešte náročnejšia. Nielen pre nevyhnutnosť spĺňania emisných noriem aj vo všetkých režimoch reálnych testovacích jázd, aj pre minimálne odchýlky, ktoré pripúšťa.

Automobilky aktuálne s novou normou bojujú a postupne uvádzajú nové modely plniace túto normu. Táto norma bude postupne záväzná od 1. 1. 2020 (povinná bude neskôr).

Mercedes v tlačovej správe odhalil trošku z prípravy a samotného testovania vozidla pre novú normu Euro 6d. I keď ide najmä o prezentáciu vlastných úspechov značky v oblasti orezávania emisií, správa tiež prináša niekoľko významných bodov z oblasti novej normy v kombinácii s novým meracím cyklom.

Všetky nové osobné automobily značky Mercedes spĺňajú Euro 6d TEMP (a Euro 6 v závislosti od ich zaradenia), navyše existuje slušná paleta modelov, ktoré spĺňajú ešte prísnejšiu normu Euro 6d. Mercedesu sa vyplácajú kroky vedúce k vývoju úplne novej generácie motorov. Veru tak, rozhodnutie investovať do úplne novej generácie naftových motorov prišlo ešte na začiatku dekády. Investície v hodnote cca 3 miliárd ďalej prinášajú ovocie. Ovocie v podobe širokej palety vozidiel značky s naftovými motormi, ktoré bez problémov spĺňajú budúcu normu.

Hraničné hodnoty NOx – pri norme Euro 6d sú stanovené aj pri jazdách RDE
(RDE – emisie pri skutočnej jazde) na úrovni 80 miligramov na kilometer – pri meraní spalín sú takzvané „not to exceed“ hraničné hodnoty, ktoré sa musia dodržiavať pri každej jazde RDE. To znamená: vozidlo nesmie prekročiť hodnotu ani pri najnevýhodnejších kombináciách podmienok RDE – napríklad pri veľkom zaťažení, v kopcovitom teréne a za neideálnych teplotných podmienok či dopravnej situácie. Táto hranica pritom platí ako pre nové vozidlo tak aj pre vozidlá s nájazdom viac ako 100 000 kilometrov. V reálnych testoch na ceste sú výsledky vozidiel Mercedes často výrazne pod hraničnou hodnotou 80 miligramov na kilometer, čo potvrdzujú nezávislé merania.

 Mercedes C 300 d na čelnej pozícii rebríčka „Mr. Clean“ “
Odborný časopis auto motor und sport informoval po meraniach spalín na dvanástich testovacích vozidlách rôznych značiek, že testovaný Mercedes-Benz C 300 d kombi bol „takmer bez emisií NOx“. V texte sú výsledky merania modelu Mercedes-Benz C 300 d kombi (kombinovaná spotreba paliva 5,6-5,0 l/100 km, kombinované emisie CO2 147 — 133 g/km)2 upresnené: „Mercedes-Benz C 300 d je s výsledkom iba 13 miligramov NOx na čelnej pozícii nášho eko rebríčka. Len pred nedávnom bolo nemysliteľné, aby akýkoľvek dieselový motor dosiahol takéto hodnoty. […] Nový dvojlitrový dieselový motor s označením OM 654 bol však dôsledne naladený na znížené emisie. Problém mnohých miest s emisiami NOx by sa preto mohol vyriešiť, akonáhle bude pre prevádzku schválených viac nových vozidiel.“ 3

Vo februári 2019 informoval autoklub ADAC o vlastných rozsiahlych meraniach : „Emisie NOx aktuálnych vozidiel sa v reálnej jazdnej prevádzke na ceste nachádzajú pod úrovňou hraničných hodnôt získaných na skúšobnej stolici.“ Mimoriadne pozitívny výsledok zaznamenal model Mercedes-Benz C 220 d (kombinovaná spotreba paliva 4,8 l/100 km, kombinované emisie CO2 126 — 117 g/km)2, „jeho hodnoty emisií NOx boli takmer nemerateľné a nachádzali sa medzi 0 a jedným mg/km5.

Takéto jednotlivé merania dokazujú, že výzvu novej generácie motorov v oblasti emisií NOx možno technicky vyriešiť aj pri dieselových vozidlách. Priemerné emisie vozidla počas jazdného výkonu niekoľko tisíc kilometrov však majú v tomto ohľade ešte významnejšiu výpovednú hodnotu: tu dosahujú osobné motorové vozidlá Mercedes-Benz s najnovšími dieselovými technológiami pri dodržaní podmienok RDE priemerné hodnoty 20 až 30 mg NOx na kilometer.

Autoklub ADAC o emisiách dusíka dieselových vozidiel rozličných výrobcov aktuálne konštatuje: „Dieselové vozidlá s normou Euro-6d-TEMP produkujú v priemere o 76 percent menej emisií NOx ako dieselové vozidlá s normou Euro-6b a o 85 percent menej než dieselové vozidlá spĺňajúce normu Euro-5. Náhodné skúšky pri meraniach na ceste ukázali, že redukovanie škodlivých látok pri dobrých dieselových vozidlách spĺňajúcich normu Euro-6d-TEMP je v porovnaní s priemernými dieselovými vozidlami s normou Euro-5 dokonca na úrovni 95 až 99 percent.“

Ešte náročnejšia je norma Euro 6d, pretože pri meraní povoľuje len malé tolerancie. Tá je predpísaná pre nové vozidlá až od 1. 1. 2020 a pre ostatné vozidlá o rok neskôr. Mercedes-Benz spustil v roku 2016 motorovú ofenzívu, do ktorej patria úplne nanovo navrhnuté štvorvalcové dieselové motory (OM 654 a OM 654q) či šesťvalcový dieselový motor (OM 656). Na základe tejto skutočnosti, ktorá je spojená s investíciami vo výške približne troch miliárd eur, spĺňa normu Euro 6d celý rad dieselových modelov Mercedes-Benz už dnes – od Triedy A po model GLE (aktuálne zoznamy emisných noriem a informácie o ich pozadí sú na ďalšej strane).

Informácie o pozadí emisných noriem
1. Meranie spalín sa nekoná už len v laboratóriu, ale aj na ceste.
Vo futbale sa hovorí, že „rozhodujúce sú výkony na ihrisku“. Pri meraní emisií symbolizuje ihrisko cesta. Preto sa podľa normy Euro 6d-TEMP, resp. podľa ešte prísnejšej normy Euro 6d, rozširuje laboratórne meranie podľa WLTP o takzvané testovanie RDE (emisie pri skutočnej jazde). Pri tomto spôsobe sa merajú emisie škodlivín (napr. oxidy dusíka a pevné častice) vozidiel priamo na ceste a preveruje sa dodržiavanie hraničných hodnôt s faktormi konformity.
Nižšie uvedený obrázok ukazuje, nakoľko je toto meranie komplexné.

2. Dôležité nie je len zabrániť vzniku emisií, ide o ich čistenie
Príklad OM 654q: vďaka dokonalejšej dodatočnej úprave spalín spĺňa štvorvalcový motor rodiny motorov OM 654 už dnes normu RDE (emisie pri skutočnej jazde) stupňa 2, ktorá bude záväzná od roku 2020 a je certifikovaný podľa normy Euro 6d.

  • Vďaka izolovanému usporiadaniu v blízkosti motora má dodatočná úprava spalín nízke tepelné straty a vo veľkej väčšine prevádzkových situácií veľmi priaznivé pracovné podmienky. Medzi ďalšie opatrenia patria:
  • Vysokotlakové a nízkotlakové spätné vedenie spalín vrátane chladenia
  • Oxidačný katalyzátor spalín nafty (DOC) na znižovanie emisií oxidu uhoľnatého (CO) a nespálených uhľovodíkov (HC)
  • Filter pevných častíc určený na odlučovanie sadzí s kombinovanou funkciou katalyzátora SCR (sDPF),
  • Katalyzátor SCR (selektívna katalytická redukcia) na zníženie emisií oxidov dusíka. Na tento účel sa pred sDPF do spalín primieša a upravuje amoniak v podobe média AdBlue®,
  • Prídavný katalyzátor v spodnej časti vozidla (SCR) s povrchom katalyzátora na redukciu amoniaku (ASC).

Dodatočná úprava spalín na príklade dieselového motora OM 654q
Takzvaný ukazovateľ emisií NOx z oblasti vývoja dieselových osobných motorových vozidiel Mercedes-Benz by mal ukazovať, ako efektívne pracuje čistenie spalín. Čo sa týka motorového systému, systému na dodatočnú úpravu spalín či softvéru riadiacej jednotky, zodpovedá vozidlo na 100 percent sériovému stavu. Prostredníctvom ďalšej senzoriky a možností vizualizácie by v mnohých jazdných situáciách mala byť produkcia emisií na ceste „lepšie predstaviteľná“.

Tu je ako príklad uvedených šesť rôznych jázd vo vozidle Mercedes-Benz A 220 d (kombinovaná spotreba paliva 4,5 — 4,3 l/100 km; kombinované emisie CO2 118 — 114 g/km):

3. Keďže hraničné hodnoty musia byť splnené za všetkých kombinácií rámcových podmienok, emisie pri reálnej prevádzke zákazníka sú spravidla nižšie než predpísané hraničné hodnoty.
Spĺňanie hraničných hodnôt musí byť preukázané pre každý typ vozidla prostredníctvom náročných certifikačných meraní v laboratóriu, ako aj na ceste. Z tohto dôvodu sú vozidlá vybavené prenosným systémom na meranie emisií (PEMS, angl.: Portable Emission Measurement System).

Aký je rozdiel medzi NEDC a WLTP?

V prvom rade si dajme pár základných údajov. NEDC teda starší merací cyklus je tu už od roku 1992. WLTP prišiel v podstate nedávno. Do platnosti prišiel v septembri 2017. Zaujímavé však je, že od januára 2019 treba rešpektovať takzvaný WLTP 2-nd Act (časť druhá). Teda ešte jednoduchšie WLTP 2. Ten pôvodný program ďalej rozvíja a upresňuje a pridáva najmä nové merania a úpravy. Stačí spomenúť, že kým regulácia WLTP mala cca 700 strán, nová pridáva ďalších 300 strán.

Uviesť treba ešte jeden detail, kým WLTP je všezahŕňajúci program na meranie emisií, NEDC je cyklus. To znamená, že jeden nenahrádza druhý. Medzi skratkami jednoducho nie je znamienko =, pretože neopisujú to isté. To platí pri NEDC a WLTC - "New European Driving Cycle" a "Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle". 

Cieľom novej regulácie a s ňou spojeného nového meracieho cyklu WLTC je lepšie reflektovať reálne podmienky, v ktorých motoristi vozidlá využívajú a taktiež do normovaných hodnôt priniesť vplyv rozličných jazdných situácií a rozličných vodičov.

- WLTC prebieha v porovnaní s NEDC dlhšie o viac ako desať minút (30 minút vs. 20 minút).

- Státie so zapnutým motorom má podiel na cykle len 13% (NEDC 23,7%).

- Dĺžka celého cyklu je 23 kilometrov (NEDC 11 km).

- Priemerná rýchlosť je výrazne vyššia 46 km/h vs. 34 km/h.

- Maximálna rýchlosť počas testu je vyššia (131 km/h vs. 120 km/h).

- Jazdný profil cyklu je podstatne dynamickejší. Zmeny rýchlostí sú výraznejšie, menej času trávi vozidlo pri jazde konštantnou rýchlosťou. Pri NEDC bol podiel jazdy konštantnou rýchlosťou 40%, zrýchľovanie zaberalo len 21%.

- Kým NEDC malo len mestskú a mimo mestskú časť, WLTP má štyri fázy: do 60, do 80, do 100 a nad 130 km/h. Tieto simulujú mestskú jazdu, mimo mestskú jazdu a jazdu na diaľnici.

Navyše, nejde len o zmeny v samotných cykloch NEDC a WLTC. WLTP mení aj parametre pre jednotlivé testy.

- Podľa WLTP sa netestuje už iba "štandardná" verzia modelu, ale testujú sa aj vrátane inštalácie všetkých doplnkov, ktoré ovplyvňujú aerodynamiku, či rozmery a válivý odpor. Porovnávanie automobilov by tak malo byť pre zákazníkov jednoduchšie. Napríklad môžu vidieť o koľko sa zvýši spotreba v prípade, že na aute je nainštalované strešné okno, alebo väčšie disky kolies s inými pneumatikami.

- Celkovo sú špecifikácie testu formulované podstatne presnejšie. Napríklad kým pri teste Typu 1 bola teplota určená "niekde medzi 20 až 30° Celzia, nový test stanovuje presnú teplotu 23°. Navyše bola do testov pridaná aj priemerná teplota vzduchu v Európe 14°C. Spotreba sa teda meria medzi 14 až 23° Celzia.

- Ak sa počas certifikačného testu vybije batéria, bude to považované za príťaž pri stanovovaní CO2 hodnoty (dobíjanie batérie a teda záťaž).

- Vozidlám s manuálnou prevodovkou sú pre test individuálne stanovované body radenia. Pri NEDC boli okamihy preradenia nastavené v rovnaký okamih.

- Meranie pri plug-in hybridoch bolo podstatne zmenené. Testovací cyklus začnú s plne nabitým akumulátorom a cyklus sa opakuje dovtedy, kým sa batéria nevybije, cyklus sa tiež meria, keď je už batéria vybitá a sila pohonu pochádza len zo spaľovacieho motora a regeneratívneho brzdenia.

WLTP okrem presnejšej kalkulácie okamihov radenia s manuálnymi prevodovkami taktiež lepšie sleduje do akej miery dokáže testovací vodič plniť nastavenia testov a do akej miery ich neplní (odchýlka merania). Následne sa odchýlky jazdy jednotlivých vodičov prirátavajú alebo odrátavajú tak, aby hodnoty emisií vždy presne reflektovali aktuálne platnú normu jazdného cyklu.

Schválený bol tiež takzvaný RDE balík 4 a z neho vychádzajúce meranie emisií pri jazde podľa RDE fázy 2.

Prísnejšie sa tiež meria úroveň odparovania pohonnej hmoty z nádrže (benzín). Zložitejšie technické riešenia vyžadujú najmä plug-in hybridy, ktoré budú musieť mať v nádrži ventil zabraňujúci úniku zlúčenín do atmosféry (keďže pri plug-in hybridoch môže palivo v nádrži stáť dlhšie vzhľadom na možnosť jazdy bez zapnutia spaľovacieho motora).

Zaujímavý je tiež test pri teplote -7°Celzia, ktorý môže byť tiež uvedený do platnosti.

 


AUTOR: © Zoznam/jh
ZDROJ: mb

Komentáre k článku