Obr. 1: MFSL 505 - stanice pro oficiální emisní testy na zážehových motorech
Pro dnešní splečnost hraje počítač důležitou roli. Lidé se s počítačem setkávají v nejrůznejších situacích. Jednou z nich je využívání počítače při měření emisí. Pro měření emisí se využívá několik různých přístrojů od různých společností. Jednou ze společností je společnost ATAL a BOSH.
Obr. 1: MFSL 505 - stanice pro oficiální emisní testy na zážehových motorech
Spalovací motory přeměňují energii obsaženou v palivu na energii pohybovou. Přeměna probíhá ve válcích motoru, kde je palivo spáleno a uvolněná energie vytvoří tlak na píst válce, jehož posuvem se přeměňuje tlaková energie na energii mechanickou. Píst je spojen klikovou hřídelí motoru, která převádí jeho posuvný pohyb na otáčivý. Aby mohlo být po shoření paliva převedeno do válce palivo čerstvé, jsou z válce vytlačeny zbytky hoření ve formě výfukových plynů. Palivem automobilových motorů bývá převážně benzin nebo nafta. Jsou to směsi chemických sloučenin vodíku a uhlíku v různých poměrech. Tyto sloučeniny se nazývají uhlovodíky. Během procesu spalování se uhlík a vodík slučují s kyslíkem ze vzduchu, čímž se uvolní tepelná energie a vzniknou jiné chemické sloučeniny.
Kdyby bylo spalování dokonalé, sestavily by výfukové plyny pouze z oxidu uhličitého a vody v plynném stavu, které nejsou zdraví škodlivé. Avšak spalování v motorech není dokonalé, mimo oxidu uhličitého a vody v plynném stavu obsahují výfukové plyny určité množství oxidu uhelnatého, oxidů dusíku, nespálených uhlovodíků, oxidů síry a dalších složek. Mnohé z těchto komponentů jsou považovány za zdraví škodlivé, a proto je úroveň jejich emisí stanovena mezinárodními normami, označenými jako limity CO, HC A NOx. Tyto předpisy jsou zavedeny od roku 1970, kdy byly stanoveny hodnoty pro CO a HC na základě tehdejší technické úrovně spalovacích motorů a jejich příslušenství. S dalším rozvojem techniky a růstem počtu automobilů jsou požadavky neustále zpřísňovány. To nutí výrobce automobilů hledat cesty, jak zabezpečit plnění předpisů za přijatelných ekonomických podmínek takovým způsobem, aby nedocházelo k nepřípustnému zhoršení jak během stanoveného proběhu vozidla, tak i v předpokládaných provozních podmínkách. Během let se požadavky na emise zpřísňovaly. Vznětové a zážehové motory osobních automobilů mají určeny limity EURO I až EURO IV.
| Limity osobních automobilů se vznětovými motory | |||||||
| předpis | plati od r. | limity (g/km) | |||||
| CO | HC | NO X | HC+NO X | částice | |||
| EURO I | 1993 | 2,72 | - | - | 0,97 | 0,14 | |
| EURO II | 1996 | 1,00 | - | - | 0,70 | 0,08 | |
| EURO III | 2000 | 0,64 | - | 0,50 | 0,56 | 0,05 | |
| EURO IV | 2005 | 0,50 | - | 0,25 | 0,30 | 0,025 | |
Obr. 4: schéma evropského testu; zdroj: Ferenc Bohumil - Spalovací motory
Plnění emisních limitů se ověřují před homologací příslušného typu vozidla a potom v různých intervalech během jeho výroby. Zkoušky se provádějí na příslušném stanovišti. Na obrázku je schéma pro evropský test.
1 - brzda; 2 - setrvačník; 3 - výfuk; 4 - vzduchový filtr; 5 - zřeďovací vzduch; 6 - tepelný výměník; 7 - teplota plynu; 8 - tlak; 9 - dmychadlo s rotujícími písty; 10 - sběrný vak (cca 100 l); 11 - vpusti plynu
Mezi hlavní části stanoviště patří válcová brzda s dynamometrem pro simulaci jízdních odporů vozidla, a to při různých jízdních režimech. Hnací kola stojí na dvojici velkých válců. Přední válec je mechanicky spřežen s elektrickým generátorem, jehož zatížení na výstupu se dá měnit. Zároveň je vybaven přístroji pro měření a záznam rychlosti otáčení, tedy rychlosti vozidla. Generátor absorbuje mechanický výkon dodávaný hnacími koly. Z jeho elektrického výstupního výkonu je vypočten výkon motoru. Řízení dynamometru se nastavuje tak, aby bylo simulováno správné zatížení a setrvačnost vozidla pohybujícího se po vozovce při různých podmínkách. Je snahou dosáhnout stejných podmínek, jaké se vyskytují během skutečné jízdy. Vozidlo má předepsaný program rychlostí a zatížení podle, kterého je provozováno. Program je určený podle příslušného testu. Stanovené jízdní cykly předepisují fáze řazení rychlostí, brzdění, volnoběžného chodu a stání vozidla. Průběžná rychlost jízdy a zrychlování odpovídá městskému a mimoměstskému provozu. Výfukové plyny vozidla jsou zředěny okolním vzduchem, aby se zamezilo jejich kondenzacím. Speciální uspořádání čerpadel jsou výfukové plyny nasávány, tak aby se co nejméně měnil tlak na koncovce výfuku. Určité množství odebíraných zředěných výfukových plynů je během zkušebního cyklu hromaděno v jednom nebo ve více vacích. Na konci testu je z obsahu vaku stanoveny absolutní hmotnosti každé ze složek výfukových plynů a přepočítány podle proběhu vozidla. Tato metoda je označována jako CVS (zkratka anglického názvu Constant Volume Sampling - vzorkování konstantního objemu). Tato metoda je používána nejen v Evropě, ale i v USA a Japonsku. Osobní automobily se vznětovými motory se zkouší stejně, jako zážehové motory. Při testu vznětových motorů je zkušební metoda doplněna o měření obsahu částic.
Oxid uhelnatý vzniká, když pro nedostatek kyslíku nedochází k úplnému shoření paliva. Velikost emisí CO je tedy závislá na složení směsi, které je dáno proměnou vzduchu a paliva. Při přebytku vzduchu vzniká ve výfukových plynech koncentrace CO, pokud je složení směsi ve spalovacím prostoru nehomogenní nebo její složení cyklus od cyklu kolísá. Při nedostatku vzduchu, kdy dochází k neúplnému či částečnému spalování paliva se ve výfukových plynech objevují volné uhlovodíky, sloučeniny CmHn, parafiny, olefiny a aromáty. Další příčina může být vynechání zážehu, zhasnutí zapálené směsi v důsledku její nízké teploty, zejména v blízkosti chladnějších stěn válce, nebo vlivem nedostatečné energie elektrického výboje při zážehu. Popřípadě nerovnoměrného rozložení směsi ve válci. Emise oxidů dusíku jsou velmi závislé na teplotě a tlaku ve spalovacím prostoru a vznikají oxidací atmosférického dusíku obsaženého ve spalovacím vzduchu. Maximální teplota a doba jejího působení mají rozhodující vliv na koncentraci oxidu dusnatého, který se rychle okysličuje na oxid dusičitý. V malém množství vzniká i oxid dusný. Tyto oxidy souhrnně označujeme NOx
Emise zmíněných složek jsou ve výfukových plynech zážehových motorů obsaženy v mnohem větší míře než u vznětových motorů. Vznětové motory pracují s přebytkem vzduchu, takže podíl oxidu uhelnatého je u nich, až o řád nižší. Tvorba oxidů dusíku je závislá na teplotě, tlaku, době hoření a koncentraci kyslíku při spalování. Diesely mají emise NOx řádově vyšší (cca 10x-20x) než zážehové motory (vysoké tlaky ve spalovacím prostoru). Současné reálné emise jsou přibližně následující:
| MOTORY | CO (g/km) | HC (g/km) | NO x (g/km) |
| zážehové | 0,5-0,8 | 0,03 | 0,02-0,05 |
| vznětové | 0,2-0,3 | 0,03 | 0,40-0,50 |
Ve větším měřítku jsou, ale ve výfukových plynech zastoupeny aldehydy. Nepatří přímo k jedovatým látkám, ale způsobují nepříjemný zápach výfukových plynů. Vzhledem k tomu, že v motorové naftě je přípustný vyšší obsah síry než v automobilovém benzinu, je ve výfukových plynech vznětových motorů i vyšší koncentrace oxidů siřičitého. Problémem výfukových plynů vznětových motorů je tvorba pevných částic a sazí. Když dokonale neshoří třeba jen malý podíl paliva, saze zbarví výfukové plyny do tmava. Příčinou tvoření sazí bývá krakování nafty během spalování. Krakování je štěpení velkých molekul paliva. Dochází k němu při vysoké teplotě a velkém tlaku za nedostatku kyslíku. Spalování vstříknutého paliva začíná totiž na povrchu jeho kapiček tam, kde mají teplo a kyslík k palivu přístup nejdříve. Zatímco vnější obal kapiček paliva shoří, uvnitř je kyslíku nedostatek. Pokud se silným prouděním vzduchu nepodaří dostat uhlík dostatečně do styku s kyslíkem, palivo už neshoří, ale formou sazí zbarvuje výfukové plyny do tmava.