Spaliny po nowemu

Procedury określania zużycia paliwa, a co z tym związane – i emisji CO2, określane są przez przepisy unijne. Nieprzestrzeganie zalecanych krajom członkowskim wytycznych może skończyć się nałożeniem kar.
Przede wszystkim na producentów samochodów na poziomie europejskim nałożone są kary za przekroczenie normy 95 gramów emisji CO2/km. System kar za wysoką emisję kształtuje się następująco:
- przekroczenie normy emisji do 1 grama: 5 euro za gram CO2/km,
- przekroczenie normy emisji o 1–2 gramy: 5 euro + 15 euro za każdy następny gram CO2/km będący ułamkiem powyżej 1 grama,
- przekroczenie normy emisji o 2–3 gramy: 20 euro + 25 euro za każdy następny gram CO2/km będący ułamkiem powyżej 2 gramów,
- przekroczenie normy emisji o ponad 3 gramy: 45 euro + 95 euro za każdy następny gram CCO2/km będący ułamkiem powyżej 3 gramów,
- od 2019 r. – 95 euro kary za każdy gram nadwyżki CO2/km niezależnie od ilości emisji.
Zmniejszanie emisji nie jest ograniczone do pojazdów osobowych. Aktualny stan regulacji mówi, że do 2020 roku również producenci samochodów dostawczych i półciężarówek mają ograniczyć emisję CO2 w swoich autach do 147 g/km.
Procedury testowe
Z przytoczonych wyżej wielkości kar wynika, że producenci muszą robić wszystko, aby wykazać mniejsze zużycie paliwa, a co za tym idzie – mniejszą emisję CO2 do atmosfery. W momencie, kiedy precyzowano wartości progowe emisji, zużycie paliwa przez samochody było określane według norm ECE+EUDC, które były określane mianem MVEG-A. W tym teście cykl badawczy składa się z 4 powtórzeń przebiegu ECE powtarzanych bez przerwy oraz z następującego jednego przebiegu testu EUDC.
Przed testem zużycia paliwa samochód już dobę wcześniej wprowadzany był do pomieszczenia testowego, żeby zrównał się z jego temperaturą (temperatura musi być w przedziale od 20 do 30°C). Przed rozpoczęciem testu samochód był uruchamiany i pracował bez obciążenia na biegu jałowym przez 40 sekund.
W 2000 roku w życie wszedł nowy europejski cykl jazdy, czyli nowa procedura testowa, zwana NEDC (New European Driving Cycle). W tej procedurze testowej zrezygnowano ze wstępnego nagrzewania silnika przez 40 sekund. Pomiar rozpoczyna się od razu po uruchomieniu silnika. Ten zmodyfikowany cykl z zimnym startem silnika określono mianem MVEG-B. Tak jak we wcześniejszym przypadku, cały test składał się z 4 powtórzeń cyklu ECE i jednego powtórzenia cyklu EUDC. Jak widać na przedstawionych wykresach, od omawianego wcześniej testu różni się początkową fazą przygotowania samochodu do pomiaru, co oznacza, że pomiar zaczynał się, kiedy samochód pracował na wzbogaconej mieszance przystosowanej do pracy „na zimno”.
Cykl ECE, zwany również UDC (Urban Driving Cycle – cykl jazdy miejskiej), ma odpowiadać jeździe miejskiej z małym obciążeniem silnika, przy niskich prędkościach samochodu i niskiej temperaturze gazów spalinowych.
Segment EUDC został dodany po 4 powtórzeniach testu ECE jako tryb jazdy bardziej agresywnej. W trakcie tego testu przewiduje się osiągnięcie przez pojazd prędkości 120 km/h. W przypadku pojazdów dostawczych nieosiągających takiej prędkości stosuje się zamiennie cykl z prędkością maksymalną na poziomie 90 km/h.
Nowe przepisy
Dla uzyskania większej dokładności i wartości bardziej realnych, jeśli chodzi o emisję spalin zmieniana jest technika pomiaru zużycia paliwa i zanieczyszczenia. Obowiązujący do tej pory cykl NEDC jest zastępowany cyklem WLTC. Nowy cykl badań opracowany przez ekspertów z różnych kontynentów bierze pod uwagę wiele czynników, takich jak temperatura otoczenia, czy ilość włączonych w samochodzie odbiorników energii elektrycznej. W przeciwieństwie do testu NEDC, który jest przeprowadzany w temperaturze 20–30°C, test WLTC odbywa się w temperaturze 13°C. Wynika to z faktu, że w Europie samochód jest eksploatowany przy temperaturze średniej na poziomie 12,5°C. W teście WLTC wydłużono czas badania, a także wprowadzono zależność mocy od masy pojazdu. Test podzielony jest na 3 klasy:
- klasa 1 – samochody o mocy jednostkowej poniżej 22 kW/1 tonę masy,
- klasa 2 – samochody o mocy jednostkowej między 22, a 34 kW/1 tonę masy,
- klasa 3 – samochody o mocy jednostkowej powyżej 34 kW/1 tonę masy.
Od września 2017 procedura testowa WLTC obowiązuje wszystkie nowe homologacje samochodów. Ustawodawca określa jednak, że wartości zmierzone w procedurze WLTC mają być jeszcze podawane w przeliczeniu na wartości NEDC. W tym celu komisja UE opracowała procedurę korelacji, która obowiązuje na równi wszystkich producentów samochodów. Ta faza ma ułatwić przejście na nową procedurę. Jej okres obowiązywania zależy od regulacji prawnych w danym kraju i jest różny na poszczególnych rynkach. Od września 2018 r. wszyscy producenci zobowiązani są ustawowo testować samochody sprzedawane w UE, Szwajcarii, Turcji, Norwegii, Liechtensteinie, Izraelu i Islandii według cyklu WLTC. Do grudnia 2020 r. wszystkie kraje stosujące prawodawstwo UE do homologacji pojazdów będą musiały publikować dla wszystkich samochodów wartości wg cyklu WLTC.
Przebieg testów
Każda z klas będzie podlegała innym warunkom testowania. Sekwencja testu jest ograniczana prędkością maksymalną pojazdu. Aby test był jednoznaczny, w trakcie jego przebiegu przeprowadzana jest procedura polegająca na odrzucaniu wyników pobranych w warunkach, kiedy występowała nagła zmiana przełożeń. W przypadku kiedy między zmianami poszczególnych przełożeń upłynie mniej niż 5 sekund, wynik będzie pomijany, co pozwoli na ujednolicenie odczytu. Jak widać na zamieszczonych wykresach, nowa procedura testowa będzie obejmowała każdy zakres obciążenia pojazdu.

Wykres 1. Przebieg łączony składający się na dotychczasowy test NEDC. Źródło: mcc500 - Creative Commons CC BY-SA 4.0
Tabela 1. Przebieg dotychczasowych testów emisji spalin.
Charakterystyka | Jednostka | ECE 15 | EUDC | NEDC† |
Dystans | km | 0,9941 | 6,9549 | 10,9314 |
Czas całkowity | s | 195 | 400 | 1180 |
Praca na biegu jałowym (postój) | s | 57 | 39 | 267 |
Średnia prędkość (razem z postojami) | km/h | 18,35 | 62,59 | 33,35 |
Średnia prędkość jazdy (bez postojów) | km/h | 25,93 | 69,36 | 43,1 |
Prędkość maksymalna | km/h | 50 | 120 | 120 |
Średnie przyspieszenie1 | m/s2 | 0,599 | 0,354 | 0,506 |
Maksymalne przyspieszenie1 | m/s2 | 1,042 | 0,833 | 1,042 |
† 4 powtórzenia testu ECE 15 zakończone przebiegiem EUDC |

Wykres 2. Przebieg testu WLTC – klasa 3. Źródło: mcc500 - Creative Commons CC BY-SA 4.0
Tabela 2. Przebieg testu dla klasy 3.
WLTC Przebieg testu klasy 3 (wykres 2) | |||||
| Niski zakres prędkości | Średni zakres prędkości | Wysoki zakres prędkości | Bardzo wysoki zakres prędkości | Total |
Czas trwania, s | 589 | 433 | 455 | 323 | 1800 |
Czas postojów, s | 150 | 49 | 31 | 8 | 235 |
Dystans, m | 3095 | 4756 | 7162 | 8254 | 23266 |
% postoju | 26.5% | 11.1% | 6.8% | 2.2% | 13.4% |
Prędkość maksymalna, km/h | 56.5 | 76.6 | 97.4 | 131.3 |
|
Prędkośćśrednia bez postojów, km/h | 25.3 | 44.5 | 60.7 | 94.0 | 53.5 |
Prędkośćśrednia z postojami, km/h | 18.9 | 39.4 | 56.5 | 91.7 | 46.5 |
Minimalne przyspieszenie, m/s2 | -1.5 | -1.5 | -1.5 | -1.44 |
|
Maksymalne przyspieszenie, m/s2 | 1.611 | 1.611 | 1.666 | 1.055 |
|

Wykres 3. Przebieg testu WLTC – klasa 2. Źródło: mcc500 - Creative Commons CC BY-SA 4.0
Tabela 3. Przebieg testu dla klasy 2.
WLTC Przebieg testu klasy 2 (wykres 3) | ||||
| Niski zakres prędkości | Średni zakres prędkości | Wysoki zakres prędkości | Total |
Czas trwania, s | 589 | 433 | 455 | 1477 |
Czas postojów, s | 155 | 48 | 30 | 233 |
Dystans, m | 3132 | 4712 | 6820 | 14664 |
% postoju | 26.3% | 11.1% | 6.6% | 15.8% |
Prędkość maksymalna, km/h | 51.4 | 74.7 | 85.2 |
|
Prędkośćśrednia bez postojów, km/h | 26.0 | 44.1 | 57.8 | 42.4 |
Prędkośćśrednia z postojami, km/h | 19.1 | 39.2 | 54.0 | 35.7 |
Minimalne przyspieszenie, m/s2 | -1.1 | -1.0 | -1.1 |
|
Maksymalne przyspieszenie, m/s2 | 0.9 | 1.0 | 0.8 |
|

Wykres 4. Przebieg testu WLTC – klasa 1. Źródło: mcc500 - Creative Commons CC BY-SA 4.0
Tabela 4. Przebieg testu dla klasy 1.
WLTC Przebieg testu klasy 1 (wykres 4) | |||
| Niski zakres prędkości | Średni zakres prędkości | Total |
Czas trwania, s | 589 | 433 | 1022 |
Czas postojów, s | 155 | 48 | 203 |
Dystans, m | 3324 | 4767 | 8091 |
% postoju | 26.3% | 11.1% | 19.9% |
Prędkość maksymalna, km/h | 49.1 | 64.4 |
|
Prędkośćśrednia bez postojów, km/h | 27.6 | 44.6 | 35.6 |
Prędkośćśrednia z postojami, km/h | 20.3 | 39.6 | 28.5 |
Minimalne przyspieszenie, m/s2 | -1.0 | -0.6 |
|
Maksymalne przyspieszenie, m/s2 | 0.8 | 0.6 |
|