ZLI DUH IZ AUSPUHA: NOx opasniji od Kranjske kobasice

Volkswagenov dvolitreni dizelski motor iz serije EA 189, glavni je protagonist Dieselgate afere, čiji se razmjeri ni više od mjeseca dana nakon izbijanja još ne naziru. Motor koji su Nijemci obilato koristili u brojnim modelima srednje i više klase korijene vuče od Audijevog petcilindričnog motora obujma 2461 ccm, kojem je amputiran jedan cilindar.

Blok je lijevanog željeza, a u glavi ima dva bregasta vratila i 16 ventila. U početku je za napajanje gorivom korišten sustav pumpa-brizgaljka, ali je 2009. s najavom norme Euro 5 i u Wolfsburg prešao na common-rail ubrizgavanje. Početkom 2012, Volkswagen je predstavio novi motor s oznakom EA 288, razvijen u skladu s potrebama modularne platforme MQB.

U odnosu na prethodnika ima manje dimenzije i masu, a istodobno troši manje i ekološki je prihvatljiviji. Motor koji ispunjava normu Euro 6 trenutno se koristi u većini modela VW grupe i za razliku od prethodnika nije zahvaćen aferom.

Aferom obuhvaćeni auti koji su prodavani u Americi (gdje su već godinama norme za NOx strože nego u EU) opremljeni su motorima s katalizatorima za dušikove okside, koji su na testovima ispunjavao sve norme, ali uz pomoć ilegalnog programa, čije su postajanje, nakon podužeg prepucavanja s američkom Agencijom za zaštitu okoliša, priznali i Volkswagenovi šefovi.

Za smanjenje dušikovih trenutno se koriste dva tipa katalizatora. Prvi, jednostavniji i jeftiniji, svoj rad temelji na skupljanju. Naziv koji se za njega koriste su DeNOx, NSC (NOx katalizator za pohranu) ili Lean NOx Trap (NOx zamka). Korišten je u VW Jetti za američko tržište, jednom od modela zbog kojeg su Nijemci i završili na optuženičkoj klupi. To je katalizator koji se ponaša na sličan način kao filtar čestica - u sebi skuplja dušikove okside i potom ih kemijskim procesom pretvara u posve neopasne dušikove nitrate.

Kad se spremnik katalizatora napuni elektronika dodatno obogati smjesu koja se ubrizgava u motor i produženim izgaranjem slijedi kemijski proces. Period skupljanja dušikova oksida u katalizatoru traje od 30 do 300 sekundi, ovisno o uvjetima rada, dok je faza čišćenja relativno kratke i traje od 2 do 10 sekundi.

Učestalost kojom se izmjenjuju pojedine faze uklanjanja dušikova oksida bogatijom smjesom goriva, puno je veća od, primjerice, regeneracije filtra čestica (održava se u razmaku od nekoliko stotina kilometara). To naravno značajno utječe na potrošnju goriva, ali i na performanse, jer u trenucima kad elektronika odluči da je vrijeme za pražnjenje katalizatora dolazi do drastičnog pada učinkovitost motora. Kako taj sustav nije najučinkovitiji u uklanjanju NOx (najviše do 60 %), za veća i teža vozila osmišljen drugi sustav - skuplji, ali učinkovitiji SCR (Selective Catalist reduction).

To rješenje korišteno je u motoru EA 189 ugrađivanom u VW Passat, drugi model uključen u američku aferu. SCR katalizator koristi se aditivom nazvanim AdBlue (vodena otopina uree spremljena u zasebnom spremniku), koji izdvaja kisik iz spoja s dušikom. Najučinkovitije sredstvo za takvu kemijsku reakciju je amonijak, no on je toksičan i stoga neprimjeren. AdBlue se u određenim dozama ubrizgava u ispušni sustav, pri čemu se razdvaja na na vodu i ureu, ae potom se na temperaturi od 170° C urea pretvara u amonijak. Skupljeni amonijaka u katalizatoru tad pretvara dušikov oksid u potpuno bezopasni inertni dušik.

NEUSKLAĐENI PROPISI

Ameri stroži prema NOx, a blaži prema CO

Homologacijskih testiranja koja se provode u SAD i Europi (od rujna na snazi Euro 6) bitno se razlikuju. Najoštrije norme među američkim državama provodi Kalifornija, koja pokazuju gotovo opsesivnu pozornost na koncentraciju dušikovih oksida, glavnim krivcem za stvaranje fotokemijskog smoga koji je tijekom šezdesetih i sedamdesetih posebno pogađao Los Angeles. No, može se primijetiti kako istodobno Amerikanci pokazuju veću toleranciju prema ugljičnom monoksidu, najotrovnijem elementu u ispušnim plinovima motora. Različiti su i standardi oporezivanja, kao i odredbe kojom se od proizvođača traži jamstvo poštivanja normi kroz vrijeme i prijeđeni put.

SCR Skuplji, kompliciraniji, ali učinkovitiji

Učinkovitost SCR sustava u eliminaciji nepoželjnih dušikovih oksida (dušični monoksid-NO i dušični dioksid-NO2) doseže impresivnih 95 posto (DeNOx katalizator nikad nije uspijevao doseći više od 60 posto). Sustav koji je financijski zahtjevniji bazira se na vrlo učinkovitom rješenju kojim se u ispušni sustav ubrizgava aditiv AdBlue (vodenu otopinu uree), pa pored ugradnje posebnog SCR katalizatora, taj sustav zahtjeva i ugradnju dodatnog spremnika za AdBlue tekućinu. Prosječna potrošnja dodatka AdBlue je oko pet litara dodatka na sto litara potrošenog goriva, a predviđeno je i nadopunjavanja spremnika za AdBlue bez posjeta ovlaštenim servisima.

DeNOx Povećava potrošnju i smanjuje performanse

Smanjenje NOx postiže se i povratom ispušnih plinova u cilindre uz pomoć EGR ventila (Exhaust Gas Recirculation), jer se snižavanjem temperature izgaranja smanjuje koncentracija NOx u ispuhu. No, to nije dovoljna za nove norme i jedno od rješenja je DeNOx katalizator. To je jeftinije rješenja, ali negativno utječe na performanse i potrošnju.

EUROPSKA REGULATIVA Drastične mjere za dizelske motore

Nakon što je već Euro 2 drastično smanjio emisija CO, europski standardi sve više su usmjereni na čestice koje su sad svedene gotovo na nulu. Posljednja, Euro 6 norma posebno je usmjerena na smanjenje NOx i vrlo je malo motora koji za njezino postizanje neće trebati SCR ili DeNOx katalizator. Normom Euro 4 uvedena je obaveza za proizvođače da sustav pročišćavanja ispušnih plinova učinkovito funkcionira najmanje 80.000 km, što je normom Euro 5 udvostručeno (na 160.000 km).