ADAC: Utólagos SCR-rendszerek

Nemrég írtunk arról, hogy Európa mely nagyvárosaiban milyen korlátozások vannak érvényben, illetve milyen szigorításokat terveznek a közeljövőben a hagyományos hajtású, benzines-, illetve dízelautók kiszorítása érdekében. Utóbbiakat érzékenyebben érinti a szabályozás, azonban a tervek szerint az utólagos átalakítás kiutat jelenthet bizonyos esetekben. Ez ritkábban szoftverfrissítés, a legtöbb autó esetében pedig hardveres módosítás formájában valósulhat meg.

A követelmények

Az Euro 6 környezetvédelmi norma jóval szigorúbb követelményeket támaszt a dízelautókkal szemben, mint a korábbi, Euro 5. Mivel azonban egy Euro 5-ös jármű is viszonylag fiatal, fontos kérdés, hogyan lehetne vele megfelelni a jelenlegi követelményeknek. A németországi irányelvek szerint az a cél, hogy az utólagos átalakítást követően a nitrogén-oxid-kibocsátás 270 milligramm per kilométer alatt maradjon, vagyis 50-70 százalékkal csökkenjen az eredetihez képest. Ezt nemcsak próbapadon, hanem valós körülmények között, 5-30 Celsius fokos tartományban tudnia kell az autónak.

Magának a rendszernek -7 Celsius fokig működőképesnek kell lennie, de szélsőségesebb hőmérséklet mellett van némi kedvezmény. -3 és 4 fok között 540 mg/km, míg 30 fok fölött 432 mg/km lenne a határérték. Ezen kívül a fogyasztás, valamint a szén-dioxid-kibocsátás sem emelkedhet hat százaléknál nagyobb mértékben.

A gyártóknak legalább öt évig, vagy százezer kilométerig garantálniuk kell a hatékony működést, ami tovább nehezíti a szabályoknak való megfelelést.

Milyen átalakításról van szó?

A tisztább működést úgynevezett SCR-rendszerek utólagos beépítésével teszik lehetővé. Ez a szelektív katalitikus redukció rövidítése, a folyamat az NOx összefoglaló néven emlegetett NO és NO2 vegyületek semlegesítésére alkalmas. Számos gyártó alkalmaz ilyen rendszert új modelljeinél, úgynevezett AdBlue adalékanyagot fecskendeznek be, amely átalakítja a nitrogén-oxidok egy részét.

Mit és hogyan teszteltek?

A német autóklub, vagyis az ADAC szakemberei Baden-Württemberg tartomány közlekedési minisztériumával karöltve végeztek teszteket. Eredetileg négy cég szállt be, akiknek meghatározott idő, négy hét állt rendelkezésre egy-egy működő prototípus elkészítéséhez. A tesztek kezdete után további hat hetet kaptak a továbbfejlesztésre.

A szakemberek öt hónapon át méricskéltek, ötvenezer kilométeren át próbálgatták az autókat. 72-szer járták végig a kijelölt, 701 kilométeres szakaszt, amelyből 386 kilométer városi és országúti, 315 kilométer pedig autópályás menet volt. Menet közben is mértek, továbbá tízezer kilométerenként laborban vizsgálódtak.

Nézzük, mely cégek vágtak bele, és milyen autókat faragtak át.

Dr. Pley SCR-Technology GmbH

Ők egy Mercedes-Benz B 180 CDI-t kezdtek felszerelni utólagos rendszerrel. Végül azonban belső okokra hivatkozva kiszálltak, így a továbbiakban nem szerepelnek a tesztben.

Twintec Baumot

Opel Astra 1.7 CDTI a kiválasztott autó, amely egyben a legtöbbet futott szereplője a tesztnek a maga 140 ezer kilométerével. A Twintecnek teljesen új rendszert kellett fejlesztenie, mert nem álltak rendelkezésre az autóhoz passzoló gyári alkatrészek. Kihívást jelentett a mérnököknek a helyhiány, elég drága is volt az átalakítás.

A három autó közül az Astrával kellett legtöbbször felkeresni a szervizt. Volt, amikor az SCR-rendszer állt le, máskor az AdBlue szintjelzője nem működött, de voltak az átalakítástól független meghibásodások is. Ennek ellenére a megoldás jó bizonyítéka volt annak, hogy az átalakításhoz kevésbé jó alapot kínáló modelleknél is van megoldás. Azonban sok munkára és időre van még szükség a szériaállapot eléréséig.

Oberland Mangold

A Volkswagen T5 2.0 TDI-vel szerencsésebb helyzetben voltak. Ők ugyanis fel tudták használni az utód, a T6-os rendszerének egyes elemeit. A mindennapos használat során is tartósnak bizonyult a megoldás, sokáig egyáltalán nem volt vele gond. Harmincezer kilométer után azonban hirtelen leromlott az NOx-kibocsátás. Mint később kiderült, lerakódások korlátozták a működést.

Bár a hibát a gyártó gyorsan elhárította, a rendszer még nem tűnik teljesen szériaérettnek. Az NOx-csökkentés mértékén is lehetne javítani, elsősorban autópályás üzemben visszafogottabb a hatásfok.

HJS

Egy Fiat Ducato 130 Multijet volt a kiindulási alap. A fiatalabb, Euro 6b-s modell alkatrészeivel tudtak dolgozni, és egész jó lett az eredmény. Két ideiglenes rendszerleállástól eltekintve nem volt komolyabb probléma, az NOx-kibocsátás csökkentésének mértéke is stabil volt. A HJS ugyanakkor nem alkalmazott záró- vagy oxidációs katalizátort, így esetükben magas volt az ammónia-kibocsátás, különösen emelkedőkön. 33 ezer kilométernél komolyabb balesetet szenvedtek a kocsival, így számukra akkor fejeződött be a próba.

A mérések eredményei

Az öt hónap, illetve ötvenezer kilométer több évszakot is felölelt, így különböző hőmérsékleti tartományokban tudták feljegyezni a mért eredményeket.

Nyári viszonyok

Augusztus végétől kellemes, 23 Celsius fok fölötti hőmérséklet mellett folytak a tesztek. Érdekesség, hogy az átalakítás előtt igen magas, az Euro 5-ös normát többszörösen meghaladó, 700-1100 mg/km közötti nitrogén-oxid-kibocsátási értékeket mértek a szakemberek.

Mindhárom utólagos rendszer jól vizsgázott, jelentős csökkenést sikerült elérni. Mindegyik résztvevő be tudott menni a 270 milligrammos határérték alá, a legnagyobb fejlődést a HJS Fiat Ducatója érte el, amelynek 80 százalékkal csökkent az NOx-kibocsátása.

Őszi viszonyok

Tíz fok körüli hőmérsékletnél történtek a mérések. Mivel Németországban az évi középhőmérséklet 9,5 Celsius fok, így ez a teszt különösen sokat számít. Az átalakítás előtti kontroll nagyon rossz eredményt hozott, a nyárihoz képest majdnem megduplázódott a kibocsátás. A legrosszabb a Ducatóé volt, közel 2000 mg/km.

Az átalakítás nagyon meggyőző volt, éppen a Ducatót sikerült a legjobban leszorítani, pedig az indult a legmagasabbról. Igaz, abszolútértékben ez a 400 milligramm is bőven több a megengedett 270-nél. A részletes mérési eredmények azt mutatják, hogy szériaállapotban 5-13 Celsius fok között nagyot emelkednek az NOx-értékek a nyárihoz képest, márpedig ebben a tartományban a jogalkotó nem ad kedvezményt.

Téli viszonyok

Nulla fok alatt teszteltek. Sajnos az eddig legmeggyőzőbb Fiat Ducato baleset miatt kiesett, így ketten maradtak. A szériaállapotban elvégzett kontrollmérések mindkettőnél további emelkedést mutattak, és itt már az utólagos SCR-rendszerek hatékonysága is csökkent. Jól látható, hogy az autógyártók a külső hőmérséklet csökkenésével egyre kisebb mértékű kipufogógáz-utókezelést határoztak meg. Az utólagos rendszerek tervezőinek nagy kihívást jelent ennek a megoldása.

Télen már a duplájára emelt, 540 mg/km-es határértéknek kellene megfelelni, de ez egyik résztvevőnek sem sikerült. Az Oberland Mangold T5-öse nagyon messze volt tőle, de a Twintec közel járt. Jobb energiagazdálkodással, az utólag beszerelt SCR-rendszer jobb hőszigetelésével akár teljesíthető is lehet a norma.

De mi a helyzet a fogyasztással?

Az irányelv szerint legfeljebb hatszázalékos lehet a fogyasztás, illetve a CO2-kibocsátás növekedése az átalakítás után. Az előtte-utána méréseket egyaránt próbapadon, a WLTC-ciklus szerint végezték el. Azért nem valós körülmények között, a közutakon, mert ott a vezetési stílus, a forgalom sűrűsége és egyéb tényezők nehezítették volna az összehasonlítást.

Az ADAC szakemberei továbbá arra is rámutatnak, hogy a százalékos szabály a kisebb fogyasztású autókat érintheti hátrányosan. Esetükben ugyanis egy csekélyebb fogyasztásnövekedés is nagyobb százalékos változást jelenthet. Éppen ezért szerencsésebb lehetne abszolútértékben megadni a maximális CO2-értéket.

A teszt szereplői közül egyébként egyiknek sem sikerült a hatszázalékos határon belül maradnia. Az Oberland Magold Volkswagenje állt ehhez a legközelebb, náluk hétszázalékos volt az emelkedés, míg a Twintec Opel Astrájánál tizenhárom százalék. Éppen utóbbi támasztja alá a fenti állítást: mindössze 0,63 literrel (bő hat decivel) nőtt a fogyasztás, a CO2-kibocsátás pedig bőven 150 g/km alatt marad, mégsem teljesíti a százalékos előírást.

Érdemes továbbá bekalkulálni az AdBlue adalékot is. Az utcai tesztek során 0,7 és 3,7 liter közötti fogyasztást mértek ezer kilométeren. A legkisebb értéket a Volkswagen T5-ös produkálta nyáron, a legmagasabbat a Fiat Ducato téli üzemben.

Összegzés

Az eredményekből kiderül, hogy mindhárom cégnek sikerült jelentős javulást elérnie a választott járművel, még úgy is, hogy a gyári értékek bőven túllépték a norma szerintit. A rendszerek ötvenezer kilométer után is működtek, bár a próbaüzem közben akadtak kisebb-nagyobb problémák.

Ugyanakkor a szériaérett rendszerekhez, a százezer kilométeres vagy ötéves garancia vállalásához még sok fejlesztésre szükség van. Illetve kérdéses, hogy mennyibe kerül majd egy átalakítás, főként ha nem tudnak meglévő alkatrészekből dolgozni, és teljesen új rendszert kell fejleszteni. A prototípusok esetében 1400 és 3300 euró közötti költségekkel számolhatunk beépítéssel együtt, vagyis 450 ezertől egymillióig terjed az ár. Emellett a szabályozás is finomításra, pontosításra szorul.