Emisja spalin to ważny temat w motoryzacji, a jej pomiary to proces skomplikowany i czasochłonny. Oto jak przeprowadzane są pomiary emisji spalin.
Pomiary emisji to ważny aspekt procesu konstrukcji silnika – nie tylko z powodów homologacyjnych, ale także z powodu konieczności rozwoju jednostek w szybko zmieniającym się świecie i dostosowywania ich do coraz to nowych przepisów.
W Skodzie dział pomiarów emisji spalin mieści się nieopodal działu rozwoju technicznego w Mladej Boleslavi. Inżynierowie odpowiedzialni za pomiary korzystają z trzech pomieszczeń – każde przystosowane jest do innego rodzaju napędu (spalinowy, elektryczny i hybrydowy). W każdym z nich znajduje się odpowiednia hamownia, której zadaniem jest symulowanie różnych obciążeń – masy, oporów toczenia czy aerodynamiki.
Emisja mierzona jest w temperaturze 23, 14 i -7 stopni Celsjusza. W laboratorium możliwe jest także odtwarzanie innych temperatur, od -40 do +65 stopni Celsjusza oraz wilgotności w zakresie 10-95%. Hamownia jest w stanie symulować warunki obciążenia do prędkości 250 km/h. Siły oporu generowane są przez silniki elektryczne (oddzielna dla każdej osi, każdy o mocy 220 kW).
Analiza gazów spalinowych to kombinacja precyzyjnych pomiarów i skomplikowanych obliczeń matematycznych. Badane parametry to między innymi zawartość tlenku węgla (CO), dwutlenku węgla (CO2), węglowodorów (HC), tlenków azotu (NOx), metanu (CH4), ilość cząstek stałych (PN) i ich masa (PM).
Od września 2018 roku emisja spalin wszystkich nowych samochodów sprzedawanych w UE powinna być mierzona według norm WLTP i RDE. W skrócie: WLTP odpowiada za pomiary w warunkach laboratoryjnych, a RDE – za pomiary w warunkach normalnego ruchu. Za pomiary w ruchu również odpowiada dział pomiarów emisji spalin. Testy RDE prowadzone są podczas normalnego ruchu z wykorzystaniem przenośnego systemu zwanego PEMS (z ang. Przenośny System Pomiarów Emisji).
Skoda korzysta z 11 urządzeń PEMS. Dział pomiarów emisji spalin instaluje urządzenia w samochodach i sprawdza, czy pomiary zgadzają się z wynikami laboratoryjnymi.
Wywiad z Jaroslavem Mansfeldem – emerytowanym szefem działu technologii silnikowych
Jak dawniej Skoda mierzyła emisję spalin?
Nasze archiwa donoszą, że pierwsze precyzyjne badanie emisji spalin miało miejsce pod koniec 1954 roku w silniku Skoda 1500 stworzonym dla modelu 973 (wojskowej terenówki). Badania te zostały przeprowadzone przy okazji projektu kolektora dolotowego. Niedługo później rozpoczęto regularne badania emisji w instytucie UVMV w Pradze. Współpraca pomiędzy Skodą a UVMV trwała do lat 80. XX wieku i objęła między innymi optymalizację nowej wtedy Skody Favorit.
Słyszeliśmy, że badania emisji spalin to w pewnym sensie wasza rodzinna tradycja?
To prawda, mój ojciec – także Jaroslav Mansfeld – zajmował się badaniami silników. Ciężko zapomnieć, jak pracowaliśmy nad Skodą Favorit. Musieliśmy uwzględnić zmiany prawa, Skoda i UVMV ciężko pracowały nad optymalizacją różnych systemów katalizatorów i łączyć je z różnymi rodzajami mieszanki, jakie powstały w silniku z mechanicznym gaźnikiem oraz z jednopunktowym wtryskiem elektronicznym.
A jaka będzie przyszłość działu emisji, gdy świat opanują silniki elektryczne i napędy hybrydowe?
O brak zajęcia nie musimy się martwić, ponieważ testowanie hybryd jest jeszcze bardziej skomplikowane i czasochłonne niż samochodów z konwencjonalnym napędem. Pomiary muszą być prowadzone w różnych stanach naładowania akumulatorów i nie mogą koncentrować się jedynie na emisji, ale także na zużyciu prądu. Samochody elektryczne także mają wiele systemów, które należy zmierzyć i przetestować, nawet mimo tego, że fizycznie nie posiadają „rury wydechowej”. Ale nadal mierzymy chociażby zużycie energii i zasięg na ładowaniu.
