RZUT OKA ZA KULISY

RZUT OKA ZA KULISY: W JAKI SPOSÓB MIERZYĆ EMISJE SPALIN?

RZUT OKA ZA KULISY: W JAKI SPOSÓB MIERZYĆ EMISJE SPALIN?

8. 8. 2019

Emisje spalin są ważnym tematem w świecie motoryzacyjnym, a procesy pomiaru emisji spalin stają się coraz bardziej złożone i czasochłonne. Rzućmy okiem na sposób zarządzania i monitorowania emisji w ŠKODA.

ŠKODA mierzy emisje spalin od ponad sześćdziesięciu lat. Pomiar emisji jest ważną częścią procesu rozwoju silnika i to nie tylko z powodów związanych z homologacją, ale także dlatego, że marka może nadal rozwijać układy napędowe w Czechach, elastycznie reagując na szybko zmieniające się potrzeby rynku wśród swoich klientów oraz w odpowiednich przepisach.

Pomiary emisji koncentrują się w niedawno wybudowanym Południowym Centrum Emisji, położonym tuż obok miejsca rozwoju technologicznego w Mladá Boleslav. Inżynierowie ds. emisji wykorzystują trzy skrzynki testowe przeznaczone do silników spalinowych, przyszłych samochodów elektrycznych i hybryd. Każda z tych skrzynek jest wyposażona w cylindryczny dynamometr do symulacji mas bezwładności pojazdów, oporu toczenia opon i aerodynamicznego oporu powietrza, dzięki czemu proces testowania jest niemal realistyczny.

Emisje są mierzone w temperaturach +23, +14 i -7 stopni Celsjusza. Laboratorium może również służyć do wykonywania specjalnych pomiarów w szerokim zakresie warunków pogodowych (temperatury w zakresie od -40oC do +65oC, wilgotność względna 10% - 95%). Cylindryczny dynamometr został zaprojektowany do symulacji prędkości do 250 km/h. Siły oporu działające na pojazd w ruchu są symulowane przez elektryczne silniki hamujące (niezależne dla każdej osi, każda wytwarzająca 220 kW mocy).

W ramach procesu pomiaru emisji pobierane są próbki spalin i analizowane, przy czym główny nacisk kładziony jest na całkowitą objętość i stężenie poszczególnych zanieczyszczeń. Mierzone parametry obejmują ilości tlenku węgla (CO), dwutlenku węgla (CO2), węglowodorów (HC), tlenków azotu (NOx) i metanu (CH4), liczbę cząstek (PN) i masę cząstek stałych (PM).

Analiza spalin stanowi połączenie precyzyjnych pomiarów i skomplikowanych obliczeń matematycznych w różnych trybach jazdy. W Centrum Emisji Południowej znajduje się również 30 stacji do wstępnego pomiaru nagrzewania i klimatyzacji - jest to strefa klimatyzacji.

Od września 2018 r. emisje spalin wszystkich nowych pojazdów sprzedawanych w UE musiały być mierzone zgodnie z przepisami WLTP i RDE. Mówiąc wprost, WLTP (ogólnoświatowa zharmonizowana procedura badania lekkich pojazdów) określa wymagania dotyczące pomiarów emisji wykonanych w warunkach laboratoryjnych oraz RDE (rzeczywiste emisje z jazdy) dla pomiarów w warunkach rzeczywistego ruchu. Południowe Centrum Emisji stanowi także zaplecze techniczne do przygotowania pojazdów do pomiarów RDE. Pomiary RDE są wykonywane w standardowych warunkach ruchu drogowego, przy użyciu mobilnego systemu analitycznego znanego jako PEMS (przenośny system pomiaru emisji).

ŠKODA wykorzystuje jedenaście urządzeń PEMS (siedem w dziale rozwoju technologicznego i cztery w jakości). Centrum Emisji Południe instaluje urządzenia PEMS w testowanych pojazdach i zatwierdza system PEMS, tj. sprawdza, czy ma odpowiednią funkcjonalność, porównując jego wyniki z wynikami laboratoryjnego systemu analitycznego.

POJAZDY ELEKTRYCZNE SĄ RÓWNIEŻ USTAWIONE W CELU MONITOROWANIA ICH EMISJI

Jaroslav Mansfeld od lat jest odpowiedzialny za operacje pomiaru emisji w ŠKODA. Wraz z Martinem Hrdličką, dyrektorem ds. rozwoju podwozi i silników w ŠKODA, pan Mansfeld nadzorował utworzenie Południowego Centrum Emisji, a dziś jest emerytowanym szefem Centrum Technologii Silników.

W jaki sposób ŠKODA mierzyła emisje w przeszłości?

Archiwa pokazują, że pierwsze bardzo szczegółowe analizy spalin przeprowadzono pod koniec 1954 r. na silniku ŠKODA 1500 zaprojektowanym dla wojskowego pojazdu terenowego ŠKODA 973. Skład spalin i rozkład mieszaniny zbadano w ramach procesu projektowania kolektora dolotowego. Niedługo potem marka rozpoczęła testowanie spalin w samochodach osobowych i towarowych w ówczesnym Instytucie Badań Pojazdów Samochodowych (ÚVMV) w Pradze. Współpraca między inżynierami ŠKODA i ÚVMV trwała następnie do lat 80. XX wieku i obejmowała prace rozwojowe obejmujące optymalizację systemu emisji dla nowej ŠKODY FAVORIT.

Kolejnym kamieniem milowym było uruchomienie nowego laboratorium emisji z trzema skrzynkami pomiarowymi, zbudowane w 1997 roku w ramach rozwoju technologicznego. Jedna stacja w połączeniu z komorą klimatyczną umożliwiła wykonywanie pomiarów w temperaturach od -35 do +65 stopni Celsjusza. Budynek, później nazwany „Centrum Emisji Północy”, został znacznie powiększony w 2015 r., a następnie w tym roku znacznie przebudowany, aby umożliwić ŠKODZE dostosowanie się do coraz bardziej rygorystycznych przepisów dotyczących pomiaru emisji. Równolegle marka postanowiła zbudować nowe centrum emisji, zwane wewnętrznie „Południe”, które działa od 2017 roku. W tym względzie ŠKODA przygotowuje się na oczekiwane zmiany w układach napędowych, paliwach i technologiach pomiarowych, a także dla nowych rynków z różnymi przepisami dotyczącymi emisji.

Są to ważne fakty, ale pomiar emisji w ŠKODA bez wątpienia zawiera wiele osobistych historii. Nie jesteś pierwszą osobą w rodzinie, która specjalizuje się w tej dziedzinie?

Tak, mój ojciec - także Jaroslav Mansfeld - dokonał pewnych pomiarów hamulców silnikowych. Jedną z rzeczy, o których naprawdę trudno zapomnieć, było opracowanie modelu ŠKODA FAVORIT. Musieliśmy zareagować na zmiany legislacyjne, a laboratoria emisyjne w ŠKODA i ÚVMV ciężko pracowały nad optymalizacją różnych układów katalitycznych, projektując mieszankę dla silników ŠKODA OHV wyposażonych w gaźnik mechaniczny i elektronicznie sterowany przez Pierburga oraz jednopunktowy układ wtrysku paliwa przez Bendix.

Co czeka Centrum Emisji w przyszłości, gdy hybrydy i samochody elektryczne będą coraz bardziej rozpowszechnione?

Ci, którzy tu pracują, nie muszą się martwić utratą pracy, ponieważ testowanie hybryd jest o wiele bardziej złożone i czasochłonne niż testowanie konwencjonalnych samochodów z silnikami spalinowymi. Pomiary należy przeprowadzać dla różnych stanów naładowania baterii, nacisk kładziony jest nie tylko na emisje, ale także na parametry elektryczne i tym podobne. Innymi słowy, pojazdy elektryczne są również wyposażone w wiele systemów, które należy przetestować i zmierzyć. Chociaż emisje z rury wydechowej nie są częścią tego procesu, będziemy musieli zmierzyć, powiedzmy, zużycie energii i zasięg na jednym ładowaniu akumulatora.


Ostatnie newsy

Wszystkie newsy