Cesta k čistému dieselu

Ale také další plynné škodliviny CO a HC ve spalinách jsou na tom díky spalování s přebytkem vzduchu u vznětového motoru lépe než u benzinového. Problém ovšem zůstává v podobě výrazně většího množství pevných částí (sazi a také zvýšeného obsahu oxidů dusíku (NOx). Jestliže v první evropské ekologické normě z roku 1989 byla pro vozy s dieselovými motory stanovena hranice obsahu pevných částic ve výfuku na 1,1 g/km, současně platný předpis EU3 tento limit snížil na pouhých 0,05 g/km. Předpis EU4 připravený pro rok 2005 posunuje horní hranici na poloviční hodnotu – 0,025 g/km.

Pro plnění těchto zpřísněných norem už nestačí pevné částice likvidovat v běžném oxidačním katalyzátoru, ale je třeba se s nimi vypořádat pomocí speciálního filtru. Pokud přistoupíme na jeho výměnu každých pár stovek kilometrů, pak by to problém nebyl. Horší už to je s regenerací filtru, který zachycené částice na bázi uhlíku dodatečně spaluje. To vyžaduje teplotu ve filtru kolem 550 °C. Už při předepsaném evropském jízdním cyklu s relativně malým zatížením pohonné jednotky však není teplota filtru vyšší než 270 °C, což pro stálé spalování částic nestačí.

Vývojové oddělení Fordu, které se problémy tohoto druhu zabývá, našlo ve spolupráci s francouzským společenstvím PSA návod, jak filtr regenerovat. Předně se mu podařilo krátkodobě (asi na 150 s) zvýšit teplotu spalin změnou režimu motoru. Znamenalo to změnit tlak a zvětšit množství vstřiků nafty při prodloužené době otevření vstřikovačů, seškrtit přívod vzduchu pro sání včetně jeho ohřevu a z turbodmychadla vést stlačený vzduch mimo jeho chladič. Nepříjemností tohoto zásahu je zvýšení spotřeby nafty v průměru o tři až pět procent. Aby nebylo třeba teplotu spalin zvyšovat ještě víc, snižuje se aditivem na bázi chemického prvku ceru přimíšeného v palivu teplota pro vyhořívání usazenin na již vyhovujících 450 °C. Aditivum se do nádrže vstřikuje automaticky při každém tankování. Díky této kombinaci náročného řízení motoru a přidáním aditiva se daří pevné částice z filtru pracujícího mechanickou cestou odstraňovat nejen při plném výkonu motoru, ale už i během nižších teplot typických například pro městský provoz. Regenerace filtru je možná i při rychlosti vozu nižší než 40 km/h a při okolní teplotě -18 °C.

Protože zanesený filtr snižuje výkon motoru zhruba o 10 procent a spotřebu zvyšuje asi o šest procent, musí se čas od času vyměnit. Ford udává, že u filtru této první generace je výměna nutná po ujetí 80 000 km, s vylepšeným složením aditiva pak po 100 000 km. Zanášení filtru popelem vzniklým dodatečným vyhoříváním usazenin je z velké části způsobeno právě aditivem, takže další vývojová fáze odstraňování pevných částic ve výfuku se soustřeďuje na hledání možnosti, jak přejít z mechanického filtru na katalytický, kde by potřebná oxidace proběhla za pomoci vhodné chemické látky. Výměna filtru pracujícího na tomto principu by se pak mohla provádět až po ujetí asi 150 000 kilometrů.

Mají-li však vznětové motory splňovat ekologickou normu EU4, která vstoupí v platnost od roku 2005, pak je třeba se postarat také o to, aby se snížil i obsah oxidů dusíku (NO.) ve spalinách. Velmi dobré výsledky v tomto směru vykazuje katalyzátor typu SCR (Selective Catalytic Reduction) pracující s močovinou v kapalném stavu. Ten rozkládá škodlivé NOx na dusík a vodu. Tím, že se katalyzátor typu SCR stane součástí katalytického filtru pevných částí, vznikne filtrační zařízení tzv. třetí generace, které se postará o likvidaci kompletně všech látek ve výfuku dieselového motoru, které jsou deklarovány jako škodlivé. Ford už dokonce navrhl způsob tankování nafty a močoviny z jednoho potrubí na čerpacím stojanu. Tento návrh předpokládá využití speciálního ventilu v nalévacím hrdle, který by vnějším obvodem hadice přiváděnou močovinu nasměroval do speciální nádrže, odkud by byla poté vstřikována do výfukového potrubí. Tato fáze vývoje není dosud ukončena, ale je reálný předpoklad, že se tak v nejbližší době stane. (Ing. P. Biskup)

(Automobilka Ford Motor Company se kromě ekologických programů intenzívně zabývá alternativními pohony. Ale o tom až příště.)

Svět Fordu léto 2002
Aktuální informace najdete na .