Abstract
Tutkimuksen tavoitteena oli seurata henkilöautojen tekniikan kehitystä ja sen heijastumaa kylmäpäästöihin sekä arvioida erilaisten tekniikoiden potentiaalia vähentää päästöjä. Tutkimuksen puitteissa mitattiin kylmäkäynnistyspäästöt yhteensä 61:stä bensiinikäyttöisestä ja 25:stä dieselmoottorisesta henkilöautosta sekä viidestä raskaasta bensiinikäyttöisestä pakettiautosta. Henkilöautoja koskeva havaintoaineisto ei antanut tukea sille lähtöolettamukselle, että puhdistustekniikan kehittäminen entistä vähäpäästöisempään suuntaan saattaisi lieveilmiönä huonontaa suorituskykyä kylmissä olosuhteissa, ainakin alkuvaiheessa, ennen kuin kokonaisoptimointi ehditään tehdä. Päinvastoin näytti siltä, että nykyiset (EURO 3) normaalilämpötilassa tapahtuviin mittauksiin perustuvat päästörajat ohjaavat tekniikkaa siihen suuntaan, että toimintateho kylmemmässäkin käyttöympäristössä paranee. Eräänä osatekijänä lienee uusi koemenetelmä, jossa näytteenotto alkaa jo heti moottorin käynnistyttyä, eikä vasta 40 sekunnin kuluttua, mikä oli menetelmä vielä EURO 2 –säännöissä.
Dieselmoottoriautoissa kylmäkäynnistyksestä aiheutuvat lisäpäästöt ovat paljon vähäisemmät kuin bensiinikäyttöisissä. Esimerkiksi EU 2- ja EU 3-tasoisissa autoissa CO- ja HC-lisäpäästöt olivat vain noin 10 % vastaavien
bensiinikäyttöisten autojen lisäpäästöistä. Koetuloksien mukaan typen oksidien päästöt näyttäisivät jopa vähenevän hieman, kun käynnistyslämpötila laskee. Samoin näyttäisi käyvän hiukkaspäästöille, mikä oli jossain määrin yllättävää.
Raskaissa bensiinikäyttöisissä pakettiautoissa näyttävät kylmäkäynnistyspäästöt olevan vanhemmissa vuosimalleissa samaa tasoa tai vähän suurempia kuin vastaavanikäisissä henkilöautoissa, mikä suurimmaksi osaksi
selittynee niiden samankaltaisella tekniikalla, mutta vähän suuremmilla moottoreilla ja painoilla. Uudemmissa pakettiautoissa (vm. 2000) tilanne oli likimain sama. NOx-päästöt sen sijaan olivat pakettiautoissa kaksinkertaiset henkilöautoihin verrattuna.
Päästöjä vähentävänä tekniikkana tutkittiin nyt ns. lämpöakkua, eli lämmintä jäähdytysnestettä varaavaa järjestelmää, jossa kylmäkäynnistyksessä moottoria lämmitetään tuomalla moottoriin lämmin neste kylmän tilalle. Jos lisäksi käytetään esikierrätystä noin 30… 40 sekunti ennen käynnistystä, saavutetaan likimain sama lämmitysteho kuin tunnin lohkolämmitinkäytöllä (noin 600 Wh). Myös pakokaasukokeissa havaittu päästöjen vähenemät olivat verrannollisia vastaaviin lohkolämmittimellä saavutettuihin tuloksiin, eli häkäpäästöt vähenivät
noin 70 % ja hiilivetypäästöt noin 20…40 %. Kenttäkäyttökokeessa lämmönvaraajan havaittiin säilyttävän riittävästi lämpönergiaa nostamaan käynnistettäessä moottorin lämpötilaa yli 30 °C vaikka edellisestä ajosta oli
kulunut aikaa jopa 3 vuorokautta.
Dieselmoottoriautoissa kylmäkäynnistyksestä aiheutuvat lisäpäästöt ovat paljon vähäisemmät kuin bensiinikäyttöisissä. Esimerkiksi EU 2- ja EU 3-tasoisissa autoissa CO- ja HC-lisäpäästöt olivat vain noin 10 % vastaavien
bensiinikäyttöisten autojen lisäpäästöistä. Koetuloksien mukaan typen oksidien päästöt näyttäisivät jopa vähenevän hieman, kun käynnistyslämpötila laskee. Samoin näyttäisi käyvän hiukkaspäästöille, mikä oli jossain määrin yllättävää.
Raskaissa bensiinikäyttöisissä pakettiautoissa näyttävät kylmäkäynnistyspäästöt olevan vanhemmissa vuosimalleissa samaa tasoa tai vähän suurempia kuin vastaavanikäisissä henkilöautoissa, mikä suurimmaksi osaksi
selittynee niiden samankaltaisella tekniikalla, mutta vähän suuremmilla moottoreilla ja painoilla. Uudemmissa pakettiautoissa (vm. 2000) tilanne oli likimain sama. NOx-päästöt sen sijaan olivat pakettiautoissa kaksinkertaiset henkilöautoihin verrattuna.
Päästöjä vähentävänä tekniikkana tutkittiin nyt ns. lämpöakkua, eli lämmintä jäähdytysnestettä varaavaa järjestelmää, jossa kylmäkäynnistyksessä moottoria lämmitetään tuomalla moottoriin lämmin neste kylmän tilalle. Jos lisäksi käytetään esikierrätystä noin 30… 40 sekunti ennen käynnistystä, saavutetaan likimain sama lämmitysteho kuin tunnin lohkolämmitinkäytöllä (noin 600 Wh). Myös pakokaasukokeissa havaittu päästöjen vähenemät olivat verrannollisia vastaaviin lohkolämmittimellä saavutettuihin tuloksiin, eli häkäpäästöt vähenivät
noin 70 % ja hiilivetypäästöt noin 20…40 %. Kenttäkäyttökokeessa lämmönvaraajan havaittiin säilyttävän riittävästi lämpönergiaa nostamaan käynnistettäessä moottorin lämpötilaa yli 30 °C vaikka edellisestä ajosta oli
kulunut aikaa jopa 3 vuorokautta.
Original language | Finnish |
---|---|
Publisher | VTT Technical Research Centre of Finland |
Number of pages | 32 |
Publication status | Published - 2001 |
MoE publication type | D4 Published development or research report or study |
Publication series
Series | MOBILE2-raportti |
---|---|
Number | M2T9907-2 |
Keywords
- exhaust discharges
- cold start
- petrol engines
- gasoline engines
- diesel engines
- heat accumulator