Štetna emisija Dieselovog motora Exhaust Emissions of Diesel Engines Schadstoffemissionen von Dieselmotor
Yüklə 43,17 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2. Kategorizacija vozila
- 3. Dopuštene granice štetne emisije
- 4. Ispitni ciklusi prema ECE pravilniku broj 49
- 5. Problemi štetnosti i onečišćenja
- 6. Tehnike smanjivanja štetne emisije
- 7. Sumpor u gorivu
- 8. Usporedba Euro 3 / Euro 4
- 9. Zaključak
| Štetna emisija Dieselovog motora Exhaust Emissions of Diesel Engines Schadstoffemissionen von Dieselmotor Nikolina Husain, Jerko Jurić, Goran Šagi, Mario Vuk, prof. dr. sc. Ivan Mahalec1 1. UvodEkologija je znanost koja proučava odnos između živih organizama i okoline u kojoj žive. Zdrava prirodna okolina uvjet je opstanka života na Zemlji. Brzi razvoj industrije zagađuje prirodu i uništava ne samo Zemljinu atmosferu nego i kopno, mora i vode. Problemi onečišćenja prirode i oštećenja ozonskog omotača, danas su opće poznati. Uz industriju, u najveće zagađivače okoliša, osim velikih industrijskih postrojenja, ubrajaju se prometna sredstva te radni i poljoprivredni strojevi. Njihovi motori svojim radom stvaraju velike količine raznih štetnih plinova, od kojih su zakonskim propisima ograničeni ugljik-monoksid (CO), ugljikovodici (HC) i dušikovi oksidi (NOx) te čestice (PT). Proizvođači motora ulažu velike napore u smanjenje potrošnje goriva i svih propisanih, pa i onih neobavezujućih oblika emisije. Usprkos velikih sveopćih napora koji se ulažu u smanjivanje onečišćenja, zagađenje okoliša neprestano se povećava. Poznavanje norma o štetnoj emisiji i ostvarenog stupnja tehničkog razvitka važni su elementi u njenom smanjivanju. 2. Kategorizacija vozilaKategorizacija i klasifikacija vozila predstavljaju svrstavanje vozila s obzirom na njihovu namjenu: cestovna vozila za prijevoz putnika (kategorije L i M), vozila za prijevoz tereta (N), priključna vozila (O) te prema nosivosti (0.75 t, 1 t, 3.5 t, 5 t, 10 t, 12 t i više). Kategorija L (L1, L2 ,..., L5) odnosi se na cestovna motorna vozila s manje od 4 kotača i ukupne mase do 1t. Kategorija M (M1 ,..., M3) odnosi se na cestovna vozila za prijevoz putnika se 3 ili 4 kotača i najvećom dopuštenom masom iznad 1 t. Kategorija N (N1 ,..., N3) odnosi se na cestovna vozila za prijevoz tereta s najmanje 4 ili 3 kotača i najvećom masom preko 1 t. Kategorija O (O1 ,..., O4) odnosi se na priključna vozila. Kategorizacija vozila je važna jer su međunarodnim ECE pravilnicima za svaku kategoriju oređene različite vrijednosti dozvoljene štetne emisije, emisije buke, vibracija i drugo [5.]. 3. Dopuštene granice štetne emisijePropisi u Republici Hrvatskoj moraju biti usklađeni s ECE pravilnicima. Republika Hrvatska prihvatila je obvezu primjene ECE pravilnika, no s izvjesnom vremenskom odgodom. Naredbe o uvjetima kojima moraju udovoljavati vozila te sve ostale propise vezane uz njihove komponente, poput kočnica, osvjetljenja i dr. donosi Državni zavod za normizaciju i mjeriteljstvo (DZNM). Dozvoljena štetna emisija Dieselovih motora određena je pravilnikom ECE 49 koji prema starom načinu označavanja razlikuje dvije razine štetne emisije. Razina A stupila je na snagu 1992. godine, a razina B 1995., no obje s odgodom od godine dana (slika 1.). Tijekom vremena došlo je do određenih promjena u izvornom pravilniku ECE R 49. Te su promjene vezane uz opremu i uvjete mjerenja, a najvažnije od njih odnose se na granične vrijednosti dozvoljenih emisija. 
Slika 1. Dopuštena štetna emisija prema pravilniku ECE R 49, prema starom načinu označavanja. 
Slika 2. Kronološki prikaz promjene relativne dozvoljene emisije prema pravilniku ECE 49. Prema pravilniku ECE R 49 granice dozvoljene emisije izračunavaju se u tri različita ciklusa ispitivanja. Granične vrijednosti za ispitne cikluse ETC i ELR prikazane su slikom 3. dok se slika 4. odnosi na ispitni ciklus ETC. 
Slika 3. Dopuštena emisija prema ECE R 49 za ispitne cikluse ESC i ELR, prema novom načinu označavanja. 
Slika 4. Dopuštena emisija prema ECE R 49 za ispitni ciklus ETC, prema novom načinu označavanja. 4. Ispitni ciklusi prema ECE pravilniku broj 49U skladu s postrožavanjem zahtjeva postavljenih na razvoj i proizvodnju motora i motornih vozila, primjenjuju se tri nova tipa ispitnih ciklusa koje treba zadovoljiti u propisanim granicama. Na temelju tih ispitnih ciklusa primjenjuju se četiri razine zahtjeva dopuštene štetne emisije s različitim rokovima primjene. Emisija za razinu zahtjeva A (2000) određuje se ispitnim ciklusima ESC i ELR, te dodatno ispitnim ciklusom ETC za Dieselove motore s naprednim pročišćavanjem ispušnih plinova. Emisija ostalih razina zahtjeva (B1, B2 i C) određuje se pomoću sva tri ispitna ciklusa, dok se emisija motora koji kao gorivo upotrebljavaju plin određuje samo ETC ciklusom [4.]. Slika 5. Lijevo: definicije značajnih točaka. Desno: Europski ispitni ciklus rada motora u ustaljenom stanju ESC. Veličina kruga i upisan postotak predstavljaju veličinu pondera mjerne točke a broj uz krug je redni broj mjerenja; nidle – brzina vrtnje u praznom hodu, nref – referentna brzina vrtnje tj. brzina vrtnje kod najveće snage motora prema navodima proizvođača. ESC (European Steady State Cycle, slika 5.) je Europski ispitni ciklus rada motora u ustaljenom stanju. Sastoji se od 13 faza od kojih prva traje 4 min, a sve ostale po 2 min. Mjerenja se vrše kod tri brzine vrtnje A, B i C koje se određuju prema sljedećim jednadžbama:  ,  , 
gdje je nh1 najveća brzina vrtnje pri 70% maksimalne snage, a n1o najniža brzina pri 50% maksimalne snage. Za ovaj ispitni ciklus značajan je visok prosječni faktor opterećenja i vrlo visoka temperatura ispušnih plinova. ELR (European Load Response Test, slika 2.) je Europski ispitni ciklus prihvaćanja opterećenja, a sastoji se od ponavljanja triju ciklusa opterećenja pri brzinama vrtnje motora A, B i C te četvrtog ciklusa s brzinom izabranom između brzina A i C i u rasponu opterećenja od 10% do 100%. Mjerenja se vrše pri frekvenciji sakupljanja uzoraka od najmanje 20 Hz, a nakon provedene računske analize dobiju se stvarne vrijednosti emisije. S  lika 6. Europski ispitni ciklus prihvaćanja opterećenja ELR.
ETC (European Transient Cycle, slika 7. ) Europski ispitni ciklus rada motora u prijelaznim opterećenjima sastoji se od simulacija triju različitih uvjeta vožnje: vožnja gradom najvećom brzinom od 50 km/h uz učestala kretanja i stajanja, vožnja izvan grada prosječnom brzinom od 72 km/h i vožnja autoputom prosječnom brzinom od 88 km/h. Ukupno trajanje ciklusa je 1800 s, odnosno tri puta po 600 s. EEV (Enhanced Enviromentally Friendly Vehicle) je oznaka za ekološki izrazito prihvatljivo vozilo, s izuzetno niskom štetnom emisijom (slika 2.). Još nije poznato koje će testove ono morati zadovoljiti, ali to će biti sljedeći korak nakon razine dozvoljene emisije Euro 5. (a) 
(b) 
(c) 
Slika 7. Ispitni ciklus ETC na vozilu (a) i na dinamometru (b i c). Oznake: N/Nr - omjer trenutačne brzine vrtnje i brzine vrtnje pri maksimalnoj snazi, T/Tmax - omjer trenutačnog i maksimalnog momenta. 5. Problemi štetnosti i onečišćenjaGorivo u cilindru nikada ne izgori u potpunosti. Rezultat je toga štetna emisija ispušnih plinova koja uzrokuje probleme po zdravlje čovjeka i onečišćenje njegova okoliša. Kod Dieselovog motora s jedne se strane nastoji smanjiti emisija čestica, a s druge strane emisija plinova CO, HC i NOx. Zbog velikog viška zraka u ispušnim plinovima, količina CO i HC općenito je niska dok su količine NOx i čestica visoke [11.]. Ugljik-monoksid (CO) otrovan je plin koji nastaje prilikom sagorijevanja krutih i tekućih goriva. Bez boje je, mirisa i okusa. Izaziva glavobolju, vrtoglavicu, kontrakciju mišića, pritisak u prsima, ubrzani rad srca, mučninu, dezorijentaciju, halucinacije, gubitak svijesti, komu i na kraju smrt [6.]. Zahvaljujući svom visokom stupnju korisnosti, Dieselov motor s izravnim ubrizgavanjem goriva proizvodi znatno manje CO2 i time manje ugrožava Zemlju u pogledu "efekta staklenika", odnosno povećanja globalne temperature, u usporedbi s Ottovim motorom. Za mnoge je tvari koje u svome sastavu imaju ugljikovodike (HC) utvrđeno da su kancerogene. HC je opasan po zdravlje čovjeka jer uzrokuje oštećenja bubrega, jetre, bronhija, strukture DNK, mozga te razne neurološke smetnje. Uz to reagira s NOx i stvara ozon, otrovan plin koji je u gornjim slojevima atmosfere poželjan jer filtrira ultra-ljubičasto zračenje, dok kod ljudi izaziva iritaciju i oštećenje očiju, kože i pluća, isušuje zaštitne membrane u nosu što sprječava obranu tijela od infekcija [6.]. NOx molekule u atmosferi pomažu u spajanju ozona, no isto tako su uzrok pojavi kisele kiše, dok NO2 iritira pluća i tako smanjuje otpornost na infekcije dišnih organa. Najveći su problem štetne emisije čestice. One mogu biti različitog sastava, stanja i veličine. Osnovni sastavni dio čestica, elementarni je ugljik, HC i sumporna kiselina, što upućuje na prisutnost sumpora u sastavu goriva. Čestice mogu biti velike (vidljive kao čađa i dim) ili malene (promjera približno 50 nm, što je milijun puta manje od vrška igle). Noviji Dieselovi motori s visokim tlakovima ubrizgavanja i finim raspršivanjem goriva ispuštaju veći broj manjih čestica [6.]. Istraživanja su pokazala da najveći problem po zdravlje čovjeka predstavljaju upravo najsitnije čestice jer se mogu uvući unutar osjetljivih područje dišnog trakta. U posljednje je vrijeme objavljen velik broj znanstvenih studija na tu temu. Te studije povezuju upravo čestice s ozbiljnim zdravstvenim problemima kao što su na primjer: prerana smrt, problemi dišnog trakta, astma, akutni problemi disanja (jaki kašalj te otežano i bolno disanje), kronični bronhitis i smanjeni kapacitet pluća. U prirodi sve veća količina čestica u zraku znatno smanjuje vidljivost, čak i do 70% [6.]. 6. Tehnike smanjivanja štetne emisijeSmanjivanje štetne emisije provodi se:
Osnovni dijelovi Common Rail ( slika 12. ) sustava ubrizgavanja su zajednički spremnik goriva pod visokim tlakom, pumpa visokog tlaka koja nije sinkronizirana s radom koljenastog vratila i elektromagnetski ventili za ubrizgavanje goriva. Za razliku od uobičajenih klipnih pumpi kod kojih se klip pokreće pomoću bregastog vratila ili nekog drugog krivuljnog mehanizma u samoj pumpi, ovdje je izbor početka, kraja i broja ubrizgavanja potpuno slobodan i neovisan o bilo kakvom geometrijskom obliku pogonskog vratila. Sljedeća važna značajka ovog sustava ubrizgavanja je konstantan tlak tijekom cijelog perioda ubrizgavanja. Common Rail treće generacije ne koristi spremnike cilindričnog, već sfernog oblika što omogućuje povoljniju raspodjelu tlaka unutar spremnika. Ovaj se uređaj lako smješta na sam motor. Ubrizgavanje goriva odvija se na sljedeći način: niskotlačna dobavna pumpa dobavlja gorivo iz spremnika a njome upravlja elektronička upravljačka jedinica EDU (Electronic Driver Unit). EDU zajedno s regulacijskim modulom motora ECM (Engine Control Modul) proizvodi jak i točan signal usmjeren prema brizgaljci svakog pojedinog cilindra. Modul motora ECM kontrolira i tlak dovoda goriva. Gorivo zatim prolazi kroz filtar goriva koji se sastoji od osjetnika vode, separatora vode i grijača goriva te dolazi do visokotlačne pumpe. Ona ga šalje u zajednički spremnik goriva (Rail) za sve brizgaljke koje dobivaju naredbe od upravljačkih jedinica ECM i EDU [7.]. Brizgaljka je smještena u glavi cilindra i u sebi sadrži sapnicu kojom se ubrizgava fini mlaz goriva u cilindar. Time se povećava iskoristivost goriva, smanjuje se štetna emisija i gubitak energije. Zahvaljujući tome što omogućuje ubrizgavanje goriva u više faza, Common Rail daje veliki moment pri niskim brzinama vrtnje motora. Pored toga i tihi rad motora te visoku iskoristivost u radu dizelskog motora. Ubrizgavanjem goriva u više faza rješava se važan problem motora s izravnim ubrizgavanjem, tj. učinkovito se smanjuje inače velika buka izgaranja. Svojim preciznim doziranjem goriva, dobrim raspršivanjem i izvanrednim mogućnostima vremenskog variranja procesa ubrizgavanja, Common Rail je upravo predodređen za rješavanje budućih zadataka na polju smanjenja štetne emisije kao i regeneracije uređaja za pročišćavanje ispušnih plinova (slika 12.) [8.] uz zadržavanje niske potrošnje goriva i njeno daljnje smanjivanje. Slika 8. Lijevo: uređaj za ubrizgavanje goriva sa spremnikom pod tlakom - Common-Rail. Crveno – gorivo pod visokim tlako, žuto – gorivo pod niskim tlakom. Oznake: ECU – elektronički upravljački uređaj; F0 – predfiltar; F – filtar; P – dobavna pumpa goriva; S – spremnik goriva; osjetnici: nKV –brzina vrtnje motora, BV – položaj bregastog vratila, pT – tlak nabijanja zraka u turbopunjaču, tZ – temperatura zraka, tM – temperatura motora. Desno: tlak za vrijeme ubrizgavanja. Iako su se početkom 1970-ih godina katalizatori počeli ugrađivati na benzinske motore, danas se ugrađuju i na Dieselove. Uloga im je smanjiti udio štetnih komponenata CO, HC i NOx u ispušnim plinovima, a mogu se podijeliti na oksidacijske i redukcijske SCR (engl. Selective Catalytic Reduction) koji su još u fazi razvoja (slika 9.). Oksidacijski katalizatori smanjuju emisiju CO i HC pretvarajući ih u CO2 i vodu, dok redukcijski smanjuje emisiju NOx pomoću posebne redukcijske tvari, npr. amonijaka (NH3 + NOx N2 + H2O). Jedan od oblika pročišćavanja je Clean AIR FTF. To je pasivan sustav koji se sastoji od tri dijela: posebnog filtra nazvanog FTF (Flow-Through-Filter), oksidacijskog katalizatora DOC (Diesel Oxidation Catalyst) te tekućine FBC (Fuel Bourne Catalyst) koja se dodaje dizelskom gorivu u omjeru 1:1500. Katalizator DOC vrši oksidaciju ugljikovodika HC koji čine sastavni dio čestica i tako smanjuje njihovu količinu za 20% - 30%. Preostale čestice ulaze u filtar FTF, gdje se dalje razgrađuju uz pomoć dodatka gorivu FBC. Proces oksidacije, odnosno regeneracija (samočišćenje) započinje pri vrlo niskim temperaturama i ne ovisi o količini sumpora u gorivu, što je i najveća prednost ovog sustava pročišćavanja. Ukupno se emisija čestica smanjuje za 50%, a emisija CO i HC za više od 60% bez povećanja emisije NO2 [9.]. Slika 9. Redukcijski katalizator (SCR) Drugi oblik pročišćavanja je filtar Clean AIR PERMIT koji smanjuje emisiju čestica za više od 85%, ukoliko se koristi gorivo s niskim postotkom sumpora. Ovaj je filtar sastavljen od keramičkih ćelija s mnoštvom paralelnih kanala. Posebnim kanalima plinovi se usmjeravaju tako da struje kroz pore tankih keramičkih pregrada (slika 11.) između ćelija prilikom čega se čestice ugljika izdvajaju iz ispušnih plinova te se s kisikom spajaju u CO2. Kod procesa regeneracije s dodatnim obogaćivanjem smjese (λ<1) u taktu ekspanzije, namjerno se izaziva nepotpuno izgaranje tako da bi ispušni plinovi sadržavali dovoljno HC, CO i H2. Postupak ovisi o temperaturi ispušnih plinova i o količini sumpora u gorivu. Što je dulje temperatura iznad 300°C, filtar će biti čistiji a povratni tlak niži. Emisija CO i HC smanjuje se prolaskom ispušnih plinova kroz keramički uložak na koji je nanesen sloj plemenitog metala, smješten u kućištu filtra. Pritom CO prelazi u CO2, a HC u CO2 i vodu. Uz sustav filtriranja Clean AIR PERMIT često se koristi i mikroprocesorski uređaj HiBACK koji prati promjene povratnog tlaka, bilježi ih i javlja ukoliko je povratni tlak prevelik [9.].  
Slika 10. Pročišćavač čestica Slika 11. Strujanje plinova kroz ćelije Najveći problem štetne emisije Dieselovih motora su čestice. Najuspješnije rješenje toga problema je početkom 2000. godine bio pročišćavač koncerna PSA čija je prva izvedba prikazana na slici 12. Ispušni plinovi prolaze kroz oksidacijski pred-katalizator i pročišćavač čestica. Čestice se skupljaju u pročišćavaču čije stanje kontrolira računalo pomoću osjetnika. Približno svakih 500 km tijekom nekoliko radnih ciklusa Common Rail sustav ubrizgava gorivo još jednom pri kraju takta ekspanzije. Na taj način temperatura u cilindru poraste za 200...250°C, a temperatura ispušnih plinova dogrijavanjem u oksidacijskom katalizatoru poraste za daljnjih 100°C te se u pročišćavaču i kod malo opterećenog motora postiže temperatura od 450°C što je dovoljno za izgaranje nakupljenih čestica. Inače je u gradskoj vožnji temperatura ispušnih plinova na tom mjestu svega nedovoljnih 150...200°C. Tako se pročišćavač periodički pročišćava. Kod izvedbe na slici ugrađivao se uređaj koji je pri svakom punjenju spremnika u gorivo dodavao određenu količinu aditiva za snižavanje temperature sagorijevanja čestica na 450°C. Današnji uređaji PSA više nemaju ovaj dodatak i rade bez ovog veoma otrovnog aditiva. Poznato je da stvaranje NOx direktno ovisi o temperaturi procesa u cilindru. Što je niža najveća temperatura, niža je i emisija NOx. Iako je dušik kod normalnih temperatura inertan, kod onih vrlo visokih koje nastaju u cilindru on se spaja s kisikom. Kako redukcijski katalizator još nema dovoljnu trajnost za serijsku proizvodnju, za smanjivanje emisije NOx primjenjuje se djelomični povrat ispušnih plinova u usis EGR (Exhaust Gas Recirculation). Na taj se način smanjuje najveća temperatura u cilindru, a hlađenjem ispušnih plinova prije povrata u cilindar ovo se djelovanje još pojačava pa se emisija NOx dodatno smanjuje ispod zahtijevane razine bez dodatnih mjera. Uz visok stupanj korisnosti, čistije ulje i manju potrošnju goriva, EGR sustav je postao nezaobilazno rješenje i kod motora koji moraju zadovoljiti zahtjeve Euro 4. Sumpor u gorivu povećava emisiju čestica i plinova HC, CO i NOx te dovodi do bržeg punjenja apsorpcijskog katalizatora za smanjenje emisije NOx , zbog toga je potrebno povećanje broja intervala između regeneriranja uređaja za pročišćavanje, što povećava potrošnju goriva. To je izraženo kod goriva čiji je sadržaj sumpora veći od od 50 ppm. Još je neizvjesno hoće li za ispravno djelovanje apsorpcijskog katalizatora doista trebati gorivo s manje od 10 ppm sumpora. Međutim, treba naglasiti da takvo gorivo povećava djelotvornost redukcijskog SCR katalizatora, odnosno sustava za smanjivanje NOx pomoću posebne redukcijske tvari i filtra za čestice. U usporedbi s konvencionalnim gorivima, gorivo bez sumpora (S<10 ppm) u ispušnim plinovima izravno smanjuje emisiju čestica te plinova HC, NOx i CO, a neizravno, smanjenjem potrošnje goriva zbog smanjene potrebe za regeneracijom uređaja za pročišćavanje, smanjuje i emisiju CO2.
S druge strane, sumpor u gorivu podmazuje te ako njegov sadržaj opadne ispod 500 ppm, gorivu se dodaje aditiv da bi ono dobilo potrebnu mazivost, odnosno da bi se osiguralo pouzdano podmazivanje pumpe za ubrizgavanje. Dizelsko gorivo koje se ranijih godina proizvodilo u Hrvatskoj imalo je tada i znatno više od 500 ppm sumpora, a danas u potpunosti ispunjava zahtjeve određene europskom normom EN 590. Međutim i ovdje propisana vrijednost od 350 ppm sumpora još uvijek jako daleko iznad one (S< 10 ppm) koju su za Euro 4 zahtijevali proizvođači motora. Kako već sada ima proizvođača koji se hvale time da njihovi motori postižu zahtjeve Euro 4, ostaje nejasno ispunjavaju li ih s postojećim standardnim gorivom (S<350 ppm) ili s posebno proizvedenim (S<10 ppm)? 8. Usporedba Euro 3 / Euro 4Snižavanje dopuštene granice štetne emisije ispušnih plinova postavlja nove zadaće pred proizvođače vozila i goriva. Zahtjevi Euro 3 (slika 14.) donijeli su ugrađeni sustav automatske dijagnoze (On-Board Diagnose) zatim, pooštrene metode ispitivanja štetne emisije i emisije u fazi zagrijavanja hladnog motora, pooštreno ispitivanje emisije para goriva te ispitivanje emisije tijekom uporabe vozila. Radi zadovoljavanja tih normi proizvođači su izvršili određena poboljšanja na vozilima. Kod Dieselovih motora uvodi se hlađenje ispušnih plinova koji se vraćaju natrag u cilindar (hlađeni EGR), optimiranje vrtložnog strujanja i optimiranje oksidacijskog katalizatora. Uz sve to bilo je nužno uvesti goriva s malim sadržajem sumpora. Za vozila s Dieselovim motorom, Euro 3 je na snazi od 1.1.2000. [11.]. Euro 4 (slika 14.) u odnosu na Euro 3 donosi sniženje dopuštene štetne emisije za približno 50% te povećanje trajnosti sustava pročišćavanja ispušnih plinova sa 80000 na 100000 km. Potrebne dodatne mjere za Euro 4 u odnosu na Euro 3 kod vozila s Dieselovim motorom su: naknadno ubrizgavanje goriva za vrijeme ekspanzije u cilindru, prigušivanje usisa, viši tlakovi ubrizgavanja, prilagođeno upravljanje radom motora (motormanagement), piezoventili za ubrizgavanje goriva, NOx-katalizator, λ-sonda te pročišćavač za hvatanje čestica. Uz sve to ostaje već spomenuta neizvjesnost u pogledu sadržaja sumpora u gorivu. Zahtjevi Euro 4 bi za vozila kategorije M1 (do 2 500 kg) i N1 stupiti će na snagu 1.1.2005. Slika 14. Nužna tehnika pročišćavanja ispušnih plinova osobnih vozila prema zahtjevima Euro 3 i Euro 4. 9. ZaključakPosljednjih godina proizvođači automobila intenzivno rade na usavršavanju uređaja o kojima ovisi kvaliteta ispušnih plinova, drugim riječima, intenzivno se radi na smanjivanju štetne emisije ispušnih plinova. Danas se proizvode automobili koji zadovoljavaju norme Euro 3, dok pojedini proizvođači svojim novim modelima već ispunjavaju i buduće zahtjeve Euro 4. Za očekivati je da će u 2005. neki već dostići i Euro 5. Kod dizelskih motora najveći problem predstavlja emisija čestica i NOx. Novi uređaji koji se ugrađuju radi smanjivanja njihove štetne emisije, zahtijevaju i vrlo mali sadržaj sumpora u gorivu (S< 10 ppm za Euro 4) dok dopuštena granica prema zahtjevima europskoj normi iznosi 350 ppm. Iako današnja količina sumpora u gorivu prema europskoj normi EN 590 višestruko premašuje zahtjeve proizvođača iz vremena priprema za Euro 3, motori automobila ipak zadovoljavaju stroge zahtjeve koji su pred njih postavljeni. Iz toga slijedi pitanje, s kolikom rezervom nastupaju proizvođači kod svojih zahtjeva za gorivom. Također je prisutna dvojba treba li doista ulagati velika sredstva u razvoj kvalitetnijeg goriva ili je korisnije dati prednost usavršavanju uređaja za pripremu gorive smjese i smanjivanje štetne emisije. Ako motori zadovoljavaju stroge norme uz primjenu znatno lošijeg goriva, kakve bi tek rezultate davali ako bi gorivo bilo znatno kvalitetnije? Odgovor na ovo pitanje je teško dati jer daljnja istraživanja i razvoj u oba područja iziskuju izuzetno mnogo novaca.
SažetakGlavna tema ovoga rada je štetna emisija Dieselovog motora te njen utjecaj na zdravlje čovjeka i onečišćenje prirode u kojoj živi. Kronološki su prikazane promjene dopuštene emisije prema pravilniku ECE 49, u prošlosti, sadašnjosti i budućnosti te ispitni ciklusi (ESC, ELR, ETC). Također su obrađeni i osnovni načini smanjivanja emisije pomoću katalizatora, filtri za smanjivanje emisije čestica kao i EGR–uređaj za povrat ohlađenih ispušnih plinova u usis. Opisan je i sustav ubrizgavanja goriva Common Rail, a istaknut je i problem sumpora u gorivu s obzirom na zadovoljavanje normi EURO 3 i EURO 4. Ključne riječi: Dieselov motor, štetna emisija SummaryThis work deals with the exhaust emissions of Diesel engines, including gasses CO, HC, NOx and particles, which cause serious health and environmental problems. The paper presents changes of emission standards through time (past, present, future) based on ECE R 49 and emission test cycles (ESC, ELR, ETC). The cleaning systems such as catalysts reducing hazardous gasses, filters reducing particles and EGR device are also described. Common Rail injection system is presented and the problem of sulphur content in the Diesel fuel related to EURO 3 and EURO 4 standards is also described. Key words: Diesel engine, emissions Autori Nikolina Husain, Jerko Jurić, Goran Šagi, Mario Vuk studenti IX. semestra Prof. Dr. Ivan Mahalec Sveučilište u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje Katedra za motora i vozila HR-10000 Zagreb, Ivana Lučića 5 E-mail: ivan.mahalec@fsb.hr Telefon: +385 1 6168 159 1 Rad studenata zadnje godine studija na Fakultetu strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu, pod vodstvom mentora prof. dr. sc. Ivana Mahalca. Yüklə 43,17 Kb. Dostları ilə paylaş:
|
