Wnioski

Najważniejsze wnioski uzyskane w wyniku przeprowadzenia badań dotyczących aspektów ekologicznych pojazdów zasilanych sprężonym gazem ziemnym to:

1. W zakresie emisji zanieczyszczeń podczas rozruchu i nagrzewania się silnika:

a) odnotowano około 2-krotny wzrost masy dwutlenku węgla podczas zimnego rozruchu silnika w temperaturze otoczenia 0 ^oC, oraz 1,5-krotny wzrost masy tego związku dla badań przeprowadzonych podczas rozruchu zimnego silnika w temperaturze 20 ^oC, w stosunku do rozruchu gorącego w odpowiedniej tem-peraturze;

b) w odniesieniu do masy tlenku węgla, w pierwszych 60. sekundach zimnego rozruchu w temperaturze 0 ^oC odnotowano kilkusetkrotny jej wzrost (około 350 razy) w stosunku do masy tlenku węgla podczas rozruchu gorącego,

c) odnotowano kilkudziesięciokrotne zwiększenie masy węglowodorów (około 70 razy) dla zimnego rozruchu w temperaturze 0 ^oC w porównaniu do rozruchu gorącego;

d) zwiększenie masy tlenków azotu spowodowane było znacznie większą dawką rozruchową w niskiej temperaturze otoczenia (około 80 razy);

e) porównując wartości końcowe uzyskane w badaniach zimnego rozruchu stwierdzono, że:

 zimny rozruch w temperaturze 0 ^oC powoduje (w analizowanym okresie 6 minut w stosunku do gorącego rozruchu): zwiększenie masy dwutlenku węgla o 75%, zwiększenie masy tlenku węgla około 130 razy, zwiększenie masy węglowodorów około 12 razy, zwiększenie masy tlenków azotu około 11 razy,

 zimny rozruch w temperaturze 20 ^oC powoduje (w analizowanym okresie 6 minut w stosunku do gorącego rozruchu): zwiększenie masy dwutlenku węgla o 45%, zwiększenie masy tlenku węgla około 5 razy, zwiększenie masy tlenków azotu około 2 razy.

2. W odniesieniu do emisji zanieczyszczeń w testach miejskich:

a) 40-procentowe zmniejszenie emisji dwutlenku węgla przy zasilaniu CNG w stosunku do zasilania benzyną w warunkach miejskich (niezależnie od wa-runków klimatycznych prowadzonych testów);

b) emisja drogowa tlenku węgla około 10-krotnie mniejsza pojazdów zasilanych gazem ziemnym; tak znaczące różnice świadczą o dostosowaniu systemu za-rządzania spalaniem (sterownika silnika) i układu oczyszczania spalin do więk-szej sprawności oczyszczania spalin pod względem utleniania tlenku węgla przy zasilaniu gazem ziemnym; komercyjne układy oczyszczania spalin dla po-jazdów zasilanych gazem ziemnym i benzyną różnią się pod względem doboru składników do warstw aktywnych reaktora katalitycznego;

c) uzyskane w testach zimowych wartości emisji drogowej węglowodorów nie pozwalają na sformułowanie jednoznacznych spostrzeżeń dotyczących zmian emisji podczas wykonywanych testów; wartości są zbliżone do siebie w sposób uniemożliwiający jednoznaczne wskazanie zalet ekologicznych któregokol-wiek paliwa; natomiast w testach letnich uzyskane wartości emisji drogowej węglowodorów wskazują na 67-procentową większą emisję silnika zasilanego benzyną;

d) emisja drogowa tlenków azotu jest o około 70% i 40% mniejsza przy zasilaniu silnika benzyną niż przy zasilaniu gazem ziemnym, odpowiednio w warunkach zimowych i letnich;

e) uzyskane wskaźniki emisji zanieczyszczeń pojazdu charakteryzują jego emisję w warunkach drogowych w odniesieniu do normy emisji spalin, którą pojazd powinien spełniać; uzyskano następujące wyniki:

 zasilanego gazem ziemnym: wartość wskaźnika emisji tlenku węgla (kCO =

= 0,27), węglowodorów (k_HC = 0,35) i tlenków azotu (k_NOx = 0,23) świadczy o nieprzekraczaniu średniej emisji tych składników w warunkach drogo-wych jazdy miejskiej w stosunku do normy Euro 4,

 zasilanego benzyną: wartość wskaźnika emisji tlenku węgla przekracza war-tość 1 (kCO = 2,73), a więc średnia emisja jest znacznie przekroczona w sto-sunku do normy toksyczności spalin Euro 4, pozostałe składniki nie są przekraczane (kHC = 0,42 oraz kNOx = 0,10);

f) zwiększenie emisji zanieczyszczeń po przebiegu 500 000 km:

 dla tlenku węgla: 3-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyjnej Euro 4 i Euro 5 zasilanych gazem ziemnym oraz benzyną,

 dla węglowodorów: 5-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyj-nej Euro 4 zasilanych gazem ziemnym i benzyną oraz 3-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyjnej Euro 5 zasilanych gazem ziemnym i ben-zyną,

 dla tlenków azotu: ponad 20-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyjnej Euro 4 i Euro 5 zasilanych gazem ziemnym i benzyną,

 dla masy cząstek stałych: ponad 8-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyjnej Euro 4 i Euro 5 zasilanych gazem ziemnym i benzyną,

 dla liczby cząstek stałych: 2-krotne zwiększenie emisji z pojazdów klasy emisyjnej Euro 4 i Euro 5 zasilanych gazem ziemnym i benzyną.

3. W odniesieniu do emisji zanieczyszczeń w warunkach dużych aglomeracji miej-skich:

a) 7-krotne zwiększenie przebiegu pojazdu (75 000 km → 500 000 km) o klasie emisyjnej Euro 4 powoduje około 5-krotne zwiększenie emisji drogowej tlenku węgla, natomiast dla pojazdu o klasie emisyjnej Euro 5, obserwowane jest oko-ło 3-krotne zwiększenie tej emisji,

b) pojazdy o przebiegu 500 000 km emitowały około 1,2–1,5 razy więcej węglo-wodorów w porównaniu do pojazdów o przebiegu 75 000 km,

c) pojazdy o klasie emisyjnej Euro 4 emitowały około 18 razy więcej tlenków azotu, a pojazdy o klasie emisyjnej Euro 5 – 20 razy więcej, odpowiednio po zwiększeniu przebiegu z 75 000 km do 500 000 km,

d) znaczący jest wpływ przebiegu pojazdu na wartość emisji drogowej masy czą-stek stałych: wartości dla pojazdów o różnej klasie emisyjnej i przebiegu rzędu 500 000 km są około 3–5-krotnie większe od masy cząstek stałych pojazdów o przebiegu 75 000 km – świadczy to o znacznym wyeksploatowaniu urządzeń zasilających (głównie wtryskiwaczy) i oczyszczających spaliny oraz o niepre-cyzyjnym dawkowaniu paliwa w stanach przejściowych silnika,

e) pojazdy o klasie emisyjnej Euro 4 i znacznym przebiegu emitują około 6 razy więcej cząstek o wymiarach 30–50 nm w stosunku do pojazdów o przebiegu około 75 000 km; podobna sytuacja występuje dla pojazdów o klasie emisyjnej Euro 5: zwiększenie przebiegu powoduje około 3-krotne zwiększenie liczby cząstek stałych, jednakże powstaje w tym przypadku większa liczba cząstek o większych wymiarach – w rezultacie liczba cząstek zwiększa się o 50%

w stosunku do pojazdów o klasie emisyjnej Euro 4, ale z powodu ich więk-szych rozmiarów, masa cząstek zwiększa się nieznacznie.

4. W odniesieniu do emisji zanieczyszczeń w warunkach pozamiejskich:

a) brak przekroczenia limitów toksyczności spalin dla pojazdów o przebiegu 75 000 km,

b) dla pojazdów o przebiegu 500 000 km przekroczone limity dotyczące emisji drogowej węglowodorów o 20 i 40, odpowiednio dla klasy emisyjnej pojazdów Euro 4 i Euro 5, oraz 5- i 10-krotne przekroczenie emisji drogowej tlenków azotu, odpowiednio dla klasy emisyjnej pojazdów Euro 4 Euro 5,

c) zwiększenie przebiegu pojazdu (75 000 km → 500 000 km) skutkuje zwięk-szeniem emisji zanieczyszczeń pojazdu o klasie emisyjnej Euro 4:

 tlenku węgla – ponad 5-krotnie,

 węglowodorów – ponad 2-krotnie,

 tlenków azotu – ponad 7-krotnie,

 masy cząstek stałych – o około 30%,

d) zwiększenie przebiegu pojazdu (75 000 km → 500 000 km) skutkuje zwięk-szeniem emisji zanieczyszczeń pojazdu o klasie emisyjnej Euro 5:

 tlenku węgla – ponad 4-krotnie,

 węglowodorów – ponad 2-krotnie,

 tlenków azotu – ponad 14-krotnie,

 masy cząstek stałych – o około 20%,

5. W odniesieniu do emisji zanieczyszczeń dla pojazdu o przebiegu 500 000 km z nowym reaktorem katalitycznym w stosunku do reaktora zużytego:

a) ponad 98-procentowe zmniejszenie emisji drogowej tlenków azotu w warun-kach jazdy pozamiejskiej,

b) około 60-procentowe zmniejszenie emisji drogowej tlenku węgla w różnych warunkach jazdy,

c) około 60-procentowe zmniejszenie emisji drogowej węglowodorów w warun-kach jazdy pozamiejskiej.

Wynika z tego, że układ napędowy pojazdu (silnik) zdecydowanie mniej zużywa się podczas eksploatacji, niż systemy oczyszczania spalin.

6. W odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pojazdu przystosowanego do zasilania sprężonym gazem ziemnym poza wytwórnią (w stosunku do pojazdu z fabryczną instalacją gazową):

a) w warunkach jazdy miejskiej:

 ponad 10-krotne zwiększenie emisji drogowej tlenku węgla,

 ponad 2-krotne zwiększenie emisji węglowodorów,

 30-procentowe zwiększenie emisji drogowej dwutlenku węgla,

 emisja drogowa tlenków azotu było mniejsza o około 60% w stosunku do pojazdu wyposażonego w fabryczną instalację zasilania gazem ziemnym, b) w warunkach jazdy pozamiejskiej:

 emisja drogowa dwutlenku węgla – większa o około 20%,

 emisja drogowa tlenku węgla i węglowodorów większa odpowiednio 31 i 21 razy,

 emisja drogowa tlenków azotu 2-krotnie mniejsza dla pojazdu z niefabrycz-ną instalacją zasilania gazem ziemnym.

Uzyskane bardzo znaczne przyrosty emisji drogowej zanieczyszczeń dla pojazdu z niefabryczną instalacją zasilania gazem ziemnym dyskwalifikuje je do stosowa-nia w pojazdach użytkowych. Należy jednak podkreślić, że przedmiotem badastosowa-nia był jeden rodzaj systemu wykorzystującego emulator sterownika benzynowego wtryskowego układu, i nie można uogólnić uzyskanych wyników na systemy, któ-re są dedykowane do zastępowania układów sterowania o znacznym stopniu zaa-wansowania.