Jotain rajaa

Uusimmat EU:n pakokaasuja koskevat määräykset vaikuttavat ajoneuvoteollisuuteen

Euroopan Unioni esitteli hiljattain dieselmoottoreiden Euro 6 –määräykset. Direktiivien pitkällä listalla on vaikutuksia koko moottoriajoneuvoja valmaistavalle teollisuudelle. 

Vuoden 1993 Euro 1-määräyksistä lähtien EU on säännöstellyt dieselmoottoreiden päästöjä. Erityisen tarkkailun alla ovat olleet typen oksidit sekä hiukkaset eli noki.

Moottorien valmistajat ovatkin käyttäneetkin suuren määrän aikaa ja rahaa määräysten noudattamiseksi. Hiukkassuodattimet kehitettiin toimimaan yhdessä selektiivisten katalyyttisten pelkistys- sekä pakokaasun takaisinkierrätyslaitteiden kanssa vähentämään dieselmoottorien pakokaasujen hiukkasia. Vuoden 2009 Euro 5 –määräyksissä niistä tuli pakolliset kaikkiin uusiin dieselajoneuvoihin.

Hiukkaspäästöt ovat ovat EU:n erityisenä kohteena, sillä ovathan ne erittäin vahingollisia ympäristölle ja väestölle erityisesti tiheään asutuilla alueilla. Pienhiukkaset tunkeutuvat hengityselimistön arkoihin kohtiin ja voivat aiheuttaa syöpää sekä hengityssairauksia. Ympäristön kannalta katsottuna pienhiukkaset ovat yksi suurimmista tekijöistä ilmaston lämpenemisessä. Hiukkasten sisältämä epäorgaaninen musta hiili lämmittää ilmastoa jopa 4000 kertaa enemmän kuin hiilidioksidi. On helppoa ymmärtää, miksi EU haluaa vähentää hiukkasten määrää.

Uusimmilla määräyksillä pyritään vähentämään hienoja, 0,1 mikronin kokoisia hiukkasia. Ne ovat 50 kertaa ohuempia kuin hius. Tavoitteena on pudottaa hiukkasten määrää 66 prosenttia Euro 5 –määräysten tasosta. Uusista määräyksistä johtuen odotettavissa on kysynnän kasvaminen hiukkassuodattimien huollossa. Euro 6 –määräysten mukaisesti kaikkien pakokaasujen hallintajärjestelmien on kestettävä 700 000 km tai seitsemän vuotta suurimmilla ajoneuvoilla.

Vaikka hiukkassuodattimet poistavat varmasti erittäin tehokkaasti 95 prosenttia haitallisista hiukkaspäästöistä, ne saattavat olla myös melko oikukkaita ja toimia vain oikeissa olosuhteissa. Hiukkassuodattimet toimivat kahdella tavalla. Passiivisessa regeneraatiossa ne vangitsevat nokihiukkaset ja polttavat ne regeneraatioprosessissa lämpötilan noustessa yli 550 asteeseen. Tämä on kuitenkin mahdollinen vain silloin, kun ajoneuvo saavuttaa optimaalisen lämpötilan eli tavallisesti pitemmillä ajomatkoilla ja korkeammissa nopeuksissa.

Aktiivinen regeneraatio käynnistyy, kun suodattimen nokitaso saavuttaan 45 prosentin tason. Ajoneuvon moottoria hallitseva tietokone aloittaa jälkipolton auton polttoaineella nostaakseen pakokaasun lämpötilaa ja laukaistakseen regeneration. Prosessin käynnistyminen edellyttää kuitenkin, että ajoneuvoa ajetaan vähintään 10 minuuttia yli 60 km:n tuntinopeudella.

Prosessi jää vajaaksi, jos ajoneuvoa käytetään vain lyhyitä aikoja. Sylintereihin pumpattu ylimääräinen polttoaine ei ehdi palaa, öljyn laatu huononee ja öljytaso nousee. Mikäli näin jatkuu ja nokitaso saavuttaa 75 prosentin rajan, varoitusvalot syttyvät kojelaudalle ja alkaa pakotettu regeneraatio, joka heikentää merkittävästi moottorin suorituskykyä. Kun taso nousee 85 prosenttiin, on edessä hiukkassuodattimen kallis puhdistus tai vaihto.

On käymässä ilmeiseksi, että kiristyneistä päästörajoituksista johtuen perinteiset hiukkassuodattimet eivät enää yksistään riitä saavuttamaan haluttua tasoa. Asiaa ei auta, että niiden toimiminen edellyttää sopivia olosuhteita. Oikeista lisäaineista voi kuitenkin olla apua.

Polttoaineen lisäaineiden avulla voidaan hiukkassuodattimissa laskea noen palamisen käynnistävää lämpötilaa noin 550 asteesta 400 asteeseen. Käytännössä tämä tarkoittaa, että hiukkaset palavat myös hitaassa ajossa, määräykset tulevat noudatuiksi ja hiukkassuodattimen toiminta ei vaarannu.

Aktiivista regeneraatiota vähentävillä polttoaineen lisäaineilla on myös edullisia vaikutuksiamoottorin suorituskykyyn, sillä lika ei pääse kertymään yhtä nopeasti. Kuljettajat ja kalustosta vastaavat ovat usein huomanneet lisäaineiden vaikutukset: pidentyneen käyttöiän, pienemmän polttoaineenkulutuksen, parantuneen vääntömomentin ja voimantuoton, pienentyneen palokaasuriskin sekä vähentyneen paineen järjestelmässä yleisesti.

Vaikka Euro 6 –määräysten tiukkuus voi tuntua autoteollisuuden painajaiselta, tarjoavat tutkimus ja kehitys apua siitä selviämiseen. NCH Europen kehittämä hiukkassuodattimen suojaratkaisu on tästä yksi esimerkki. Tuote alentaa regeneraatioon tarvittavaa lämpötilaa, jolloin ajoneuvot noudattavat määräyksiä samalla vähentäen hiukkassuodattimen toimintahäiriön riskiä erityisesti kaupunkiympäristössä ajettaessa.

Määräykset ovat epäilemättä tarpeellisia ja ne ovat tulleet jäädäkseen. Ajoneuvoteollisuudenkaan ei ole syytä jäädä lepäämään laakereilleen vaan pyrkiä innovoimaan ja kehittämään uusia teknologioita, jotka täyttävät uudet vaatimukset sekä nostavat katseensa tulevaisuuteen.