Jak norma Euro 7 zmieni podejście do projektowania układów wydechowych?
stock.adobe.com/herraezNorma Euro 7 już od pewnego czasu elektryzuje branżę motoryzacyjną, pojawiając się w mediach w roli swego rodzaju straszaka, głównie jako zapowiedź kolejnej rewolucji w konstrukcji samochodów. W rzeczywistości jednak okazuje się, że zmiany niekoniecznie są aż tak rewolucyjne. Część limitów emisji pozostaje bez zmian, a prawdziwe wyzwania kryją się gdzie indziej: w sposobie pomiaru zanieczyszczeń, w wydłużonym okresie kontroli emisji oraz w rosnącej roli profilaktyki i jakości usług serwisowych.
- Koniec miejsca na zwykły tłumik? Cały układ wydechowy może stać się zestawem katalizatorów i filtrów cząstek stałych. Poznaj opinie EXPERTów z różnych firm.
- Zapchany DPF to często skutek, nie przyczyna. Samo czyszczenie filtra bez zdiagnozowania wtrysku, EGR czy czujników rozwiąże problem tylko na chwilę.
- 200 tys. km lub 10 lat gwarancji zgodności – to nie limity spalin, a właśnie ten wymóg może realnie zapełnić warsztaty klientami z drobnymi odchyleniami.
Norma Euro 7, wprowadzona Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1257 z 24 kwietnia 2024 r., to kolejny etap ograniczania niekorzystnego wpływu branży motoryzacyjnej na środowisko naturalne. W tym przypadku jednak nie ma mowy o kolejnych rewolucyjnych limitach spalania.
Jeżeli mielibyśmy zachować tę retorykę, to rewolucyjny jest znacznie poszerzony zakres obowiązywania nowych regulacji. Nowa norma wprowadza bowiem – po raz pierwszy – limity emisji z hamulców i opon, do tego wydłuża trwałość systemów kontroli emisji, a także nakazuje wprowadzenie systemu, który w czasie rzeczywistym będzie monitorował przekraczanie emisji i przekazywał niezbędne dane do komputera pokładowego.
Limity bez rewolucji, ale nowy próg pomiaru cząstek
Wbrew powszechnemu przekonaniu w ramach normy Euro 7 nie zmieniają się limity emisji spalin względem Euro 6e.
– Moim zdaniem Euro 7 nie wymusi realnych zmian w konstrukcji układu wydechowego. Normy są już na tyle wysokie, że w obrębie samego układu wydechowego niewiele jest jeszcze do poprawienia – tym bardziej że dla samochodów osobowych i dostawczych limity emisji spalin zostały zachowane na poziomie Euro 6e – mówi Mateusz Lecyk, dyrektor operacyjny i menadżer działu osobowego w firmie Kaliński – Układy Wydechowe.
Prawdziwa zmiana dotyczy natomiast sposobu pomiaru cząstek stałych. Próg zostanie obniżony z 23 do 10 nanometrów, co oznacza objęcie kontrolą również ultra drobnego pyłu, który nie był wykrywalny przy użyciu dotychczasowych metod.
– Z tym pomiarem już dziś jest problem w krajach, takich jak Niemcy, Szwajcaria, Belgia, Holandia czy Czechy, gdzie jest on sprawdzany podczas corocznego przeglądu technicznego. Przekroczenie norm powoduje konieczność wymiany filtra cząstek stałych na nowy – sama regeneracja w tym zakresie nie jest już wystarczająca – wyjaśnia ekspert z firmy Kaliński – Układy Wydechowe.
Poznaj zdanie EXPERTa z firmy Kaliński – Układy Wydechowe.
Od tłumika do zestawu katalizatorów
Konsekwencją zaostrzenia progu pomiaru może być pojawienie się w układach wydechowych dodatkowego elementu filtrującego. Według Mateusza Lecyka konstrukcyjnie najkorzystniejszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie drugiego filtra cząstek stałych, umieszczonego na końcu układu, którego zadaniem byłoby wyłapywanie najdrobniejszego pyłu.
– Myślę, że z takim rozwiązaniem będziemy mieli do czynienia już w niedługim czasie – ocenia Lecyk.
Euro 7 wprowadza też kontrolę zanieczyszczeń, które dotychczas nie były monitorowane – podtlenku azotu i amoniaku. Jak podkreśla przedstawiciel firmy Kaliński – Układy Wydechowe, na razie trudno jednoznacznie określić, jak wpłynie to na konstrukcję układu wydechowego, ale branża ma już częściowo gotowe rozwiązania. Już dziś w wielu pojazdach stosowany jest katalizator ASC, którego zadaniem jest wyłapywanie pozostałości zanieczyszczeń powstających w procesie redukcji tlenków azotu w katalizatorze SCR przy reakcji z AdBlue.
Katalizatory amoniaku są z kolei od pewnego czasu spotykane w pojazdach ciężarowych, więc – jak zaznacza Mateusz Lecyk – dołożenie analogicznego wkładu na końcu układu wydechowego w autach osobowych czy dostawczych nie powinno stanowić większego problemu technologicznego. Wnioski, jakie płyną z tych obserwacji, są dość jednoznaczne:
– Układ wydechowy obecnie jest bardzo rozbudowany i możemy się spodziewać, że miejsca na zwykły tłumik już nie będzie. Cały układ stanie się zestawem katalizatorów i filtrów cząstek stałych, a tłumik będzie rzadkością – podsumowuje ekspert z firmy Kaliński – Układy Wydechowe.
Jak będą ewoluować katalizatory, filtry DPF/GPF i układy SCR
Techniczny kierunek tych zmian potwierdza Jacek Kościołowski, Key Account Manager w firmie Tunap:
– W naszej ocenie, w kontekście jednostek napędowych, norma Euro 7 będzie stymulowała rozwój układów oczyszczania spalin poprzez zwiększenie ich skuteczności w rzeczywistych warunkach eksploatacji i wydłużenie trwałości.
I dodaje, że w silnikach benzynowych można spodziewać się bardziej zaawansowanych katalizatorów trójdrożnych, szybciej osiągających temperaturę roboczą po rozruchu. W silnikach wysokoprężnych rozwijane będą układy SCR stosujące płyn DEF, wyposażone w dodatkowe katalizatory i bardziej precyzyjne systemy dozowania.
Poznaj zdanie EXPERTa z firmy Tunap.
Udoskonalone zostaną też filtry DPF i GPF o większej skuteczności i trwałości. Euro 7 wymusi również zmiany w konstrukcji silników, które obejmą dokładniejsze sterowanie spalaniem, rozwój układów wtryskowych oraz optymalizację zarządzania temperaturą pracy jednostki napędowej.
Czujniki i sondy lambda – niewidoczny, ale kluczowy element
Skoro zmiany w układzie wydechowym sprowadzają się głównie do coraz precyzyjniejszego pomiaru emisji, to coraz istotniejszą rolę do odegrania będą miały elementy odpowiedzialne za sam pomiar – czujniki tlenu, sondy lambda i czujniki NOx. To one w czasie rzeczywistym informują sterownik o stanie spalania i skuteczności katalizatorów, a nawet niewielki spadek ich precyzji może skutkować błędnym odczytem i niepotrzebną wizytą w serwisie. Wraz z wydłużeniem wymaganego okresu bezawaryjnej pracy układu do 200 tysięcy kilometrów lub 10 lat, trwałość i jakość tych komponentów – również tych zamiennych – będzie musiała być coraz większa dla realnej zgodności pojazdu z normą przez cały okres eksploatacji.
Wydłużona trwałość i wyzwania diagnostyki w czasie rzeczywistym
Jedną z najważniejszych zmian, jakie wprowadza nowa norma, jest właśnie wydłużenie okresu, w którym producent musi zagwarantować zgodność pojazdu z normami emisji. Jak przypomina Mateusz Lecyk, w Euro 6 był to okres 100 tysięcy kilometrów lub 5 lat, natomiast w Euro 7 wymóg ten wzrasta do 200 tysięcy kilometrów lub 10 lat.
– Dla nas oznacza to wydłużenie okresu, w którym trzeba dbać o pojazd i układ wydechowy, więc teoretycznie będziemy mieli więcej klientów – zauważa przedstawiciel firmy Kaliński – Układy Wydechowe, wskazując jednocześnie drugą stronę medalu tej zmiany. Systemy pokładowe mają bowiem obowiązek monitorowania emisji w czasie rzeczywistym, co zwiększy liczbę pojazdów, jakie będą trafiać do serwisu, bo nawet drobne odchylenia od normy będą wychwytywane przez sterownik, skutkując częściej pojawiającą się kontrolką Check Engine.
– Niestety diagnostyka tych pojazdów i jej trafność będzie dość trudna, gdyż systemów odpowiedzialnych za emisję będziemy mieli wiele, a koszty na pewno wzrosną – ocenia Mateusz Lecyk. I jednocześnie zastanawia się, czy wprowadzane zmiany nie wykraczają poza czysto techniczny wymiar tematu: – Narzuca się bowiem pytanie, czy mamy tu jeszcze do czynienia tylko z ochroną środowiska, czy już z przemysłem – bo liczba wymienianych komponentów będzie większa, cykl życia produktu krótszy, a produkcja kolejnych części zamiennych to przecież również emisja CO2. Można dodać z przymrużeniem oka, że Excel będzie „świecił na zielono” zarówno u producentów, jak i w serwisach.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Regeneracja DPF i GPF – nowe wymagania jakościowe i mierzalny efekt usługi
Zaostrzenie wymogów emisyjnych i rozbudowa monitoringu pokładowego przekładają się bezpośrednio na rynek regeneracji elementów układu wydechowego. Jak przekonuje Łukasz Basiaga, współwłaściciel firmy XTON, Euro 7 z pewnością podniesie wymagania wobec rynku regeneracji.
Nie chodzi przy tym o obowiązek czyszczenia filtrów DPF, GPF czy układów SCR, bo norma takiej konieczności nie wprowadza. Zmienia się natomiast sposób kontroli emisji i sprawności systemów, które za nią odpowiadają.
Przy bardziej rozbudowanym monitoringu pokładowym coraz trudniej będzie uznać usługę za wykonaną tylko dlatego, że filtr został wyczyszczony. Trzeba jeszcze wiedzieć, w jakim stanie część trafiła do serwisu i jakie parametry uzyskano po jej regeneracji.
– My od lat wychodzimy z założenia, że dobry proces musi dawać wynik, który można zmierzyć. Dlatego widzimy tu dużą szansę dla profesjonalnych serwisów. Euro 7 nie stworzy rynku regeneracji na nowo, ale wyraźnie podniesie wymagania dotyczące jakości i weryfikacji wykonanej usługi – stwierdza Łukasz Basiaga. I wskazuje też na największe, jego zdaniem, wyzwanie związane z nową normą – nie technologiczne, lecz diagnostyczne: – Największe wyzwanie widzimy w diagnostyce. W praktyce warsztatowej zapchany DPF bardzo często jest skutkiem problemu, a nie jego źródłem. Jeżeli przyczyną jest niesprawny wtrysk, EGR, czujnik czy nieprawidłowy przebieg spalania, samo wyczyszczenie filtra rozwiąże problem tylko na chwilę. Przy Euro 7, wraz z większą rolą monitorowania emisji i pracy układów odpowiedzialnych za jej ograniczanie, takie podejście będzie coraz mniej skuteczne. Dlatego regeneracja powinna być procesem, w którym najpierw oceniamy stan elementu, następnie właściwie go czyścimy, a na końcu sprawdzamy rezultat. W XTON od lat rozwijamy rozwiązania właśnie w tym kierunku – w naszych zaawansowanych urządzeniach proces regeneracji obejmuje pomiar przeciwciśnienia przed i po czyszczeniu, a wynik może zostać udokumentowany wydrukiem parametrów filtra.
Poznaj zdanie EXPERTa z firmy XTON.
Profilaktyka zamiast naprawy po awarii
Wnioski płynące z doświadczeń XTON potwierdza również Jacek Kościołowski z firmy Tunap. Nie ma on wątpliwości, że Euro 7 będzie stanowić istotne wyzwanie dla całego segmentu regeneracji.
Znacznie wyższe wymagania dotyczące skuteczności ograniczania emisji oraz trwałości układów oczyszczania spalin sprawią, że kluczowego znaczenia nabiorą działania profilaktyczne i profesjonalne procedury serwisowe. Szczególnym wyzwaniem będzie utrzymanie sprawności filtrów DPF i GPF oraz układów SCR przez cały okres eksploatacji pojazdu. Coraz większą rolę będą odgrywały więc rozwiązania zapobiegające odkładaniu się zanieczyszczeń i ograniczające ryzyko kosztownych napraw.
– Dobrym przykładem jest TUNAP 184, stosowany profilaktycznie do filtrów DPF i GPF, wspierający prawidłowy proces regeneracji filtra cząstek silnika benzynowego czy diesla oraz ograniczający gromadzenie się w nich osadów. Równie istotna jest prawidłowa eksploatacja układów SCR – tu zastosowanie znajduje TUNAP 987, przeznaczony do profilaktyki układów wykorzystujących płyn DEF/AdBlue, pomagający zapobiegać powstawaniu krystalicznych osadów mogących negatywnie wpływać na pracę systemu – tłumaczy Jacek Kościołowski. – W przypadku już występujących zanieczyszczeń skutecznym rozwiązaniem jest TUNAP 923, służący do czyszczenia układów SCR i usuwania osadów mogących prowadzić do nieprawidłowego dozowania czynnika redukującego. W naszej ocenie, wraz z wejściem w życie normy Euro 7, rynek będzie coraz mocniej przesuwał się z modelu „naprawa po awarii” w kierunku regularnej profilaktyki i utrzymania sprawności układów oczyszczania spalin. A to pomoże warsztatom oraz użytkownikom pojazdów spełniać coraz bardziej rygorystyczne wymagania emisyjne.
Drobne komponenty, duża odpowiedzialność: uszczelnienia i rynek części
Skuteczność całego, coraz bardziej rozbudowanego układu oczyszczania spalin zależy nie tylko od katalizatorów, filtrów i czujników, ale też od elementów z pozoru drugorzędnych – uszczelek, mocowań i tulei tłumiących drgania. Norma Euro 7, oparta na ciągłym monitoringu pokładowym, nie toleruje nieszczelności.
Nawet niewielki wyciek spalin przed czujnikiem może zafałszować odczyt i wygenerować błąd, mimo że sam układ oczyszczania działa prawidłowo. Im więcej newralgicznych punktów pomiarowych, tym większe znaczenie jakości tych drobnych komponentów montażowych.
Eksperci wskazują jednoznacznie, że Euro 7 to przede wszystkim wyzwanie organizacyjne i jakościowe, a nie – jak można by sądzić – rewolucja w samej konstrukcji katalizatorów czy filtrów. Rośnie presja na producentów części zamiennych, od których oczekuje się komponentów o wyższej trwałości i powtarzalnej jakości, oraz na warsztaty, które będą musiały inwestować zarówno w sprzęt diagnostyczny, jak i w wiedzę pozwalającą interpretować rosnącą liczbę parametrów kontrolowanych przez systemy pokładowe. Coraz mniejsze znaczenie będzie miała wymiana lub czyszczenie „na oko” – rynek zacznie premiować podmioty, które potrafią zmierzyć, udokumentować i zagwarantować efekt usługi.
Podsumowanie: rewolucja czy ewolucja?
Odpowiedź na pytanie z tytułu tego artykułu nie jest jednoznaczna. Na poziomie samych limitów emisji oraz podstawowej architektury katalizatorów i filtrów nowa norma Euro 7 jest raczej ewolucją: rozwija rozwiązania, które w dużej mierze funkcjonują już dziś.
Prawdziwa rewolucja dokonuje się natomiast w trzech innych obszarach: w precyzji pomiaru emisji (nowy próg dziesięciu nanometrów, kontrola podtlenku azotu i amoniaku), w długości okresu, przez który trzeba tę zgodność utrzymać (200 tysięcy kilometrów lub 10 lat), oraz w standardach jakości usług serwisowych, które przestają polegać na intuicji, a zaczynają wymagać mierzalnych, dokumentowanych rezultatów. Dla warsztatów i producentów elementów układów wydechowych oznacza to więcej pracy, wyższe koszty inwestycji w sprzęt diagnostyczny i w szkolenia mechaników oraz większy nacisk na profilaktykę – ale też potencjalnie więcej klientów i dłuższy cykl relacji z każdym z nich.
Źródło: Materiały redakcyjne
O Autorze
