Obecnie, emisja tlenków azotu (NOx), węglowodorów (HC), tlenków węgla (CO) i cząstek stałych (PM) są uregulowane dla większości pojazdów, samochodów osobowych, ciężarówek, autobusów, pociągów, traktorów i maszyn rolniczych. Dla każdego typu pojazdu stosowane są inne standardy. Postanowiliśmy przyjrzeć się uważnie, jak zmieniały się regulacje odnośnie wymogów emisji spalin dla samochodów osobowych.
Czy spełnienie norm spalin jest obowiązkowe?
Europejski standard emisji spalin to norma dopuszczalnych emisji spalin w nowych pojazdach sprzedawanych na terenie Unii Europejskiej oraz w Europejskim Obszarze Gospodarczym. Standardy te zostały opracowane w serii Dyrektyw Europejskich, które sukcesywnie zwiększały swoją restrykcyjność. Oznacza to, że wszystkie nowo sprzedawane pojazdy samochodowe muszą spełniać aktualnie obowiązujące normy. Wprowadzanie nowych norm nie dotyczy jednak samochodów już zarejestrowanych w UE.
Jakie normy obowiązywały i kiedy wprowadzano?
Pierwszym wymogiem jaki wprowadzono w roku 1993 było EURO 1 w którym emisję CO ustalono na 2,72 g/km. Aby spełnić normę Euro 1 producenci zaczęli korzystać z katalizatora spalin.
Drugi wymóg został wprowadzony w roku 1997 i oznaczony EURO 2. Według tego wymogu emisja CO ustalona została na poziomie 2,2 g/km dla silników benzynowych i bardzo restrykcyjne 1,0 g/km dla wersji Diesel
W roku 2001 wprowadzono normę Euro3. Od normy Euro 3 przepisy UE wprowadzają badanie emisji tlenków azotu (NOx). Limity emisji dla pojazdów z silnikami wysokoprężnymi i benzynowymi są wyraźnie różne. Diesle mają bardziej surowe normy emisji CO, ale dopuszcza się wyższą emisję NOx.
Kolejna norma EURO 4 obowiązywała od 2006 roku. Według tej normy wartości CO obniżono z 2,3 g/km do 1 g/km dla wersji benzynowych i z 1 g/km do 0,5 g/km. Równocześnie o połowę zmniejszono emisję tlenków azotu (NOx) z 0,5 g/km do 0,25 g/kg (Diesel) i z 0,15 g/km do 0,08 g/km (wersje benzynowe).
EURO 5 wprowadzono dopiero w roku 2011. Zalecane wartości CO nie uległy już zmniejszeniu i zarówno w dieslu i wersji benzynowej wynoszą nadal odpowiednio 1 i 0,5 g/km. Ograniczono jednak znacznie emisję cząstek stałych w dieslu (z 0,025 do 0,005 g/km) i wprowadzono konieczność badań cząstek stałych dla silników benzynowych z wtryskiem bezpośrednim. Norma Euro 5 to także zmniejszenie emisji tlenków azotu.
Konstrukcyjnie zrealizowano to poprzez wtrysk paliwa realizowany wielofazowo na każdy cykl pracy oraz filtr cząstek stałych zamontowany na wylocie spalin.
W roku 2014 wprowadzono Euro 6. W przypadku silników benzynowych Euro 6 wprowadziło próg dozwolonej emisji cząstek stałych. Najważniejsza innowacja w tej normie to znaczne obniżenie, w spalinach w silnikach Diesla, dopuszczalnego stężenia tlenków azotu NOx (z 0,18 g/km do 0,08 g/km). To właśnie wymóg Euro 6 wymusił stosowanie selektywnej redukcji katalitycznej SRC, wymagającego do pracy AdBlue – roztworu mocznika, który reagując z tlenkami azotu tworzy parę wodną i azot.
A co z emisją CO2?
Emisja CO2 jest uzależniona od ilości spalonego paliwa. Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) spalenie 1 l benzyny powoduje powstanie 2370g CO₂, a spalenie 1 l oleju napędowego – 2650 g CO₂.
Tak więc emisja CO2 to czynnik, który najbardziej interesuje przeciętnego użytkownika, gdyż… każdy patrzy ile paliwa zużywa pojazd. Tutaj jednak powstaje problem na ile dane katalogowe są zgodne z faktycznym zużyciem paliwa.
Porównanie – nie mające zbyt wiele wspólnego z rzeczywistością
System unormowania emisji spalin i wskazania zużycia paliwa, wymusił opracowanie jednolitego schematu testu, który zostałby zastosowany we wszystkich badanych pojazdach.
Opracowano więc test NEDC (New European Driving Cycle) polegający na realizacji na hamowni określonej drogi ruchu, w której jest rozpędzanie, zwalnianie i jazda z określoną prędkością, a także zatrzymanie pojazdu.
Jak widać test zaczyna się od cyklu miejskiego, trwającego dokładnie 780 sekund (13 minut). W tej części pojazd poddawany jest czterem identycznym cyklom: rozpędzanie samochodu do prędkości 15 km/h, do 32 km/h oraz do 50 km/h, a po każdym rozpędzeniu następuje trwające określony czas zatrzymanie pojazdu. W sumie w czasie tego trwającego 13 minut testu, samochód zatrzymuje się na nieco ponad 3 minuty.
Następnie realizowany jest cykl pozamiejski, polegający na stałym rozpędzeniu samochodu do 70 km/h, do 100 km/h i do 120 km/h. W tym wypadku nie ma już zatrzymywania pojazdu, a jedyną zmianą stałego przyrostu prędkości jest pojedyncze zmniejszenie z prędkości 70 km/h do 50 km/h. Cykl pozamiejski trwa 400 sekund.
Teoretycznie jest to zatem trasa jaką pokonują codziennie kierowcy, ale tylko pozornie. Możemy przyjąć, że tak jedzie samochód na drodze bez zakrętów i bez innych użytkowników ruchu. Ponadto okazało się, że do testów firmy przygotowują specjalne (co zresztą nie są zabronione) samochody, w których zastosowane są specjalne opony o niskich oporach toczenia (które dodatkowo mają ponad normatywne ciśnienie), maksymalnie zmniejszona jest masa pojazdu, zaklejane są szczeliny pomiędzy blachami karoserii i szybami, oraz wyłączone wszystkie urządzenia elektryczne i klimatyzacja.
To właśnie ten test sprawił, że producentom zależało na systemie start/stop wyłączającym silnik (przypominam w cyklu trwającym 20 minut, silnik mamy wyłączony przez 25% czasu) i na małych silnikach z turbodoładowaniem (przy niskich obrotach i delikatnym wzroście obrotów turbina nie wpływa na zwiększone zużycie paliwa).
Aby uniknąć przygotowywanie samochodów do przeprowadzenia testu NEDC od 1 września 2017 pojazdy poddawane są testowi WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures), przeprowadzonym w warunkach bliższych rzeczywistej eksploatacji.
WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures)
Nowy cykl badań został opracowany przez ekspertów z Europy, Japonii i Indii, a tworząc go odwołano się do rzeczywistych warunków, w jakich podróżują kierowcy. Zaowocowało to kilkoma różnicami. Najważniejsze to:
- wydłużenie czasu trwania z 20 minut do 30 minut;
- ograniczenie postoju z niepracującym silnikiem z 25% do 13% ( z 5 minut do niecałych 4 minut mimo dłuższego testu);
- zwiększenie średniej prędkości całej trasy z 34 km/h do 46,6 km/h, oraz maksymalnej prędkości w czasie testu o 10 km/h (ze 121 km/h do 131 kmh);
- temperatura w komorze testowej wynosi 14 st. C. (w NEDC 20-30 st. C.);
- sprawdzanie dwóch egzemplarzy jednego modelu – wersji najlżejszej o najniższych oporach (wąskie opony, ubogie wyposażenie, najmniejszy silnik) oraz najcięższej o najwyższych oporach (zazwyczaj wersja z górnej półki cenowej);
- w przypadku NEDC test zakładał 66% w cyklu miejskim i 38% w pozamiejskim. W WLTP wartości te to odpowiednio 52% i 48%.
Test przeprowadzany jest w czterech etapach.
W pierwszym etapie badana jest konsumpcja przy poruszaniu się z niskimi prędkościami. Ten etap testu trwa 589 s, w czasie którego auto pokonuje 3 km, rozpędza się maksymalnie do 56,5 km/h. W tym etapie testu samochód stoi przez 26,5 proc. czasu testu samochód stoi.
Drugi etap to test eksploatacji ze średnią prędkością. Trwa on 433 s, w czasie którego auto pokonuje 4,7 km, rozpędzając się do 76,6 km/h. Samochód stoi przez 11,1 proc. czasu testu.
Trzeci etap sprawdza zapotrzebowanie na paliwo przy wyższych prędkościach. Próba ta trwa 455 sek. W tym czasie auto pokonuje dystans 7,2 km i rozpędza się do 97,4 km/h. W tym etapie testu samochód jest nieruchomy przez 6,8% trwania próby.
Ostatnim etapem jest test autostradowy. Ta część próby trwa 323 s, w tym czasie auto pokonuje 8,3 km i rozpędza się do 131,3 km/h. Samochód stoi przez 2,2 proc. czasu testu.
Pomimo większego rygoru badawczego, cykl WLTP pozostaje czysto laboratoryjnym procesem. W celu zapewnienia jeszcze bardziej reprezentatywnych wyników, od września 2019 roku wszystkie nowe samochody osobowe i lekkie pojazdy dostawcze będą przechodzić testy RDE (Real Driving Emissions Test), czyli Test Emisji Spalin w Rzeczywistym Ruchu Drogowym.
Obejmuje on pokonywanie wzniesień i zjeżdżanie z nich, jazdę po mieście z małymi prędkościami, jazdę drogami pozamiejskimi ze średnimi prędkościami i szybką jazdę na autostradach, a także uwzględnia wysokość nad poziomem morza, na której znajduje się samochód, jego obciążenie i różne temperatury powietrza.
Połączenie testów WLTP i RDE oznacza, że informacje publikowane w reklamach i na stronach internetowych będą znacznie bliższe rzeczywistym wartościom emisji CO2 i zużycia paliwa.
Posumowanie
Dzięki nowym warunkom testowania w ramach WLTP, podawane zużycia paliwa (czyli także emisji CO2) będą wyższe niż osiągane przy pomocy wcześniejszego systemu NEDC. Ważne jednak, że samochody pozostają takie same – zostały poprawione jedynie standardy ich testowania.
źródło: https://www.motofakty.pl/artykul/zuzycie-paliwa-nowe-normy-przeprowadzania-testow.html
