19.10.2021 | 09:10
Autor:
Kategorie:
Štítky:

Technológie na zníženie obsahu emisií vo výfukových plynoch

Už niekoľko rokov sú hlavne v Európe zavádzané prísne emisné normy nielen pre automobily, ale aj pre tzv. necestné vozidlá, ku ktorým patria traktory a aj ostatné samohybné stroje využívané hlavne v poľnej rastlinnej výrobe. Pri výrobe spaľovacích motorov, ktoré predstavujú základnú pohonnú jednotku mobilnej techniky, výrobcovia musia spĺňať emisné limity dané legislatívou Európskej únie.

Vznetový spaľovací motor je piestový spaľovací motor, v ktorom sa zmes paliva a vzduchu zapaľuje pôsobením vysokej teploty vzduchu stlačeného v pracovnom priestore motora. Ku kontaktu paliva so vzduchom dochádza po jeho vstreknutí do spaľovacieho priestoru. Ako palivo sa najčastejšie používa motorová nafta. Zmes sa u vznetových motorov tvorí až tesne pred a počas spaľovania. Rozprášené palivo, vstreknuté do horúceho vzduchu cez dýzu vstrekovača sa začína odparovať a premiešavať s náplňou valca. Vplyvom vysokej teploty a tlaku dôjde k vznieteniu zmesi paliva so vzduchom.

Keďže pri takomto procese spaľovania okrem užitočného efektu, ktorým je premena tepelnej energie zhoreného paliva na mechanickú prácu, vznikajú aj škodliviny vo forme oxidov dusíka, nespálených uhľovodíkov a pevných častíc (sadzí), ktoré v konečnom dôsledku zaťažujú životné prostredie, sú na prevádzku spaľovacích motorov kladené čoraz prísnejšie požiadavky prostredníctvom tzv. emisných noriem.

Výrobcovia vznetových spaľovacích motorov sú už niekoľko rokov nútení vplyvom postupného sprísňovania emisných noriem hľadať riešenia pre zníženie emisií vo výfukových plynoch. V oblasti vývoja nových technológii, ktoré sú šetrné k životnému prostrediu, boli vyvinuté viaceré systémy.

Pokiaľ ide o emisné normy a v nich uvádzané emisné limity, tak pre stupne I až IV boli tieto hodnoty riadené smernicou Európskeho parlamentu a Rady 97/68/ES. Táto smernica upravovala nástup jednotlivých etáp a množstiev vypúšťaných škodlivín. Od minulého roku nastúpený stupeň V však už podlieha nariadeniu Európskeho parlamentu a rady 2016/1628. Na toto nariadenie sa odvoláva aj Vyhláška č. 132/2018 Z. z. - Vyhláška Ministerstva dopravy a výstavby Slovenskej republiky, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o technických požiadavkách na niektoré vozidlá, systémy, komponenty a samostatné technické jednotky na účely schvaľovania. Podľa uvedeného nariadenia v rokoch 2020 a 2021 bude postupne nabiehať emisná norma stupňa V. Aktuálne sa však ešte možno stretnúť s tým, že je možné v Európe okrem traktorov nastupujúcej normy stupňa V a dosluhujúcej normy stupňa IV ponúkať aj traktory s motormi spĺňajúcimi úroveň stupňa IIIB. Toto prechodné opatrenie bolo prijaté kvôli tomu, že napr. niektoré traktory kategórie T1 nadväzujú z úrovne stupňa IIIB priamo na úroveň stupňa V.

Ako už bolo uvedené, na postupné sprísňovanie emisných limitov samozrejme reagovali aj výrobcovia spaľovacích motorov využívaných pri pohone mobilných energetických prostriedkov. V podstate všetkými výrobcami traktorov sú v súčasnosti ponúkané koncepčné riešenia, ktoré majú zabezpečiť splnenie prísnejších emisných limitov naftových motorov. Úpravy sa týkajú predovšetkým výfukových systémov motorov, pričom kým pri prechode zo stupňa III na stupeň IIIB v podstate postačovali dva technologicky samostatne využívané princípy znižovania emisií vo výfukových plynoch (označované ako SCR, prípadne EGR), v súčasnosti sa často uvedené technológie kombinujú, prípadne doplňujú ďalšími prvkami (označovanými ako DPF, prípadne DOC). Čo v skutočnosti znamenajú uvedené skratky označovaných systémov a ich prvkov, skúsime vysvetliť v nasledujúcich riadkoch.

SCR - Selective Catalytic Reduction

Do oblasti prevádzky traktorov sa v predchádzajúcich rokoch rýchlejšie rozšírila technológia založená na využití metódy selektívnej katalytickej redukcie. Táto technológia má zabezpečiť zníženie objemov oxidov dusíka bez nutnosti ovplyvňovať optimálne nastavenie spaľovacieho cyklu motora. Podstata uvedenej metódy spočíva v tom, že motorom vyprodukované plyny s obsahom oxidov dusíka sú vo výfuku zmiešané s novou prevádzkovou kvapalinou označovanou ako Ad Blue. Ide o chemicky pripravený 32,5% roztok močoviny. K „premene“ výfukových plynov na vodu a plynný dusík dochádza pri chemickej reakcii molekúl oxidov dusíka s molekulami čpavku. Emisie oxidov dusíka sa znížia až o 70 %, uhľovodíkov o 90 % a tuhých častíc o 10 %.

Pri používaní technológie SCR je potrebné na traktor umiestniť prídavnú nádrž na kvapalinu Ad Blue, ktorá sa spravidla umiestňuje vedľa štandardnej nádrže, ďalej namontovať čerpadlo kvapaliny Ad Blue, vstrekovaciu jednotku a katalyzátor SCR. Výhodou uvedeného riešenia je to, že sa motor priamo na procese úpravy výfukových plynov nepodieľa, čím nie sú v žiadnom smere ovplyvňované jeho prevádzkové parametre.

V porovnaní s motorovou naftou nezaberie kvapalina Ad Blue veľa miesta. V závislosti od stupňa zaťaženia motora udávajú niektorí výrobcovia traktorov spotrebu prípravku Ad Blue od 0,1 až do 4% spotreby nafty (napr. MF). Pri maximálnom primiešavaní 4 %  bude napr. 1000 litrov motorovej nafty vyžadovať iba 40 litrov kvapaliny Ad Blue. Nádrže na kvapalinu Ad Blue sa dodávajú s objemom okolo 30 litrov. Nádrže na prídavnú kvapalinu Ad Blue sa vyrábajú najčastejšie z plastu tak, ako aj nádrže na naftu.

Z hľadiska chemického zloženia kvapalina Ad Blue obsahuje amoniakálne činidlo - močovinu - a vodu. Pri reakcii vo výfukovom systéme teplo z výfukových plynov premieňa močovinu na amoniak (NH3) a oxid uhličitý (CO2). Práve amoniak je účinnou látkou a hlavnou zložkou procesu, ku ktorému dôjde v katalyzátore SCR. V chemicko-katalytickom procese, ktorý nasleduje, sú oxidy dusíka (NOX) premieňané na dusík (N2) a vodnú paru (H2). Dusík je prirodzenou zložkou vzduchu, ktorý dýchame. Akékoľvek zvyšky amoniaku sú odstraňované v zabudovanom čistiacom katalyzátore.

Pridaj komentár

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

denník / newsletter

Odoslaním súhlasíte so spracovaním osobných údajov za účelom zasielania obchodných oznámení.
Copyright © 2023 Profi Press s.r.o.
crossmenuchevron-down