PRACA DOKTORSKA. mgr inż. Maciej Andrzejewski WPŁYW STYLU JAZDY KIEROWCY NA ZUŻYCIE PALIWA I EMISJĘ SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W SPALINACH.

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PRACA DOKTORSKA. mgr inż. Maciej Andrzejewski WPŁYW STYLU JAZDY KIEROWCY NA ZUŻYCIE PALIWA I EMISJĘ SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W SPALINACH."

Transkrypt

1 P O L I T E C H N I K A P O Z N A Ń S K A WYDZIAŁ MASZYN ROBOCZYCH I TRANSPORTU PRACA DOKTORSKA mgr inż. Maciej Andrzejewski WPŁYW STYLU JAZDY KIEROWCY NA ZUŻYCIE PALIWA I EMISJĘ SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W SPALINACH Promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz Praca naukowa finansowana przez Narodowe Centrum Nauki w latach w ramach projektu badawczego promotorskiego nr N N Poznań

2 Spis treści Streszczenie... 4 Abstract... 4 Spis skrótów i oznaczeń Wstęp Sposoby zmniejszenia emisji substancji szkodliwych w spalinach pojazdów samochodowych Silnikowe i pozasilnikowe układy oczyszczania spalin Zmiany konstrukcyjne jednostek napędowych Napędy alternatywne Sposób eksploatacji pojazdu Cel, teza i zakres pracy Kryteria oceny stylu jazdy kierowcy Wykorzystanie danych z pokładowych rejestratorów parametrów ruchu pojazdów Zdefiniowanie stylów jazdy kierowcy Metodyka badań Obiekty badań Aparatura do pomiarów zużycia paliwa i emisji substancji szkodliwych w spalinach Harmonogram badań Niepewność pomiarowa Weryfikacja wybranych zasad eco-drivingu badania w rzeczywistych warunkach ruchu Wpływ sposobu rozpędzania pojazdu na emisję substancji szkodliwych i zużycie paliwa Dynamika przyspieszania pojazdem Rozpędzanie pojazdu z zastosowaniem różnej liczby biegów Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję spalin i zużycie paliwa Wpływ sposobu hamowania pojazdem na emisję spalin i zużycie paliwa Wpływ stylu jazdy kierowcy na zużycie paliwa i emisję spalin w warunkach ruchu drogowego Badania drogowe pojazdów lekkich Badania drogowe pojazdów ciężkich Propozycja zaleceń dotyczących sposobu jazdy z uwzględnieniem wyników pracy

3 9. Zakończenie Wnioski Kierunki dalszych prac Literatura

4 Streszczenie Przedmiotem niniejszej pracy była analiza wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję spalin i zużycie paliwa przez pojazd samochodowy. Wykonano ją na podstawie pomiarów toksyczności spalin, przeprowadzonych przy użyciu mobilnej aparatury badawczej, w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdów. Środkiem realizacji pracy była szczegółowa ocena wybranych zasad eco-drivingu. Dążeniem autora było określenie oddziaływania zachowania kierowcy na środowisko naturalne człowieka oraz wskazanie wpływu stosowanego przez niego sposobu jazdy na ekologiczne i energetyczne aspekty eksploatacji pojazdu w różnych warunkach ruchu drogowego. Dlatego też w ramach pracy wykonano badania drogowe pojazdów: osobowych, dostawczych i ciężarowych. Pojazdy te badano na trasach o różnej długości i charakterystyce. W przeważającej części pomiary toksyczności spalin wykonywano w ruchu miejskim. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że stosowanie zasad jazdy ekologicznej i ekonomicznej przez prowadzącego pojazd samochodowy, powoduje znaczące zmniejszenie zawartości tlenku węgla, dwutlenku węgla, węglowodorów, tlenków azotu oraz cząstek stałych w spalinach. Ponadto stwierdzono, że zmniejszenie emisji spalin, a przy tym i przebiegowego zużycia paliwa przez pojazd, w wyniku stosowania zasad eco-drivingu, jest dostrzegalne zwłaszcza w warunkach jazdy miejskiej (przy występowaniu dużego natężenia ruchu, częstego przyspieszania i hamowania oraz postoju). Efektem było również podanie zasad dotyczących sposobu jazdy i uzyskiwania wymiernych efektów zmniejszenia emisji spalin i zużycia paliwa. Abstract The influence of the driving style on the fuel consumption and exhaust emissions The subject of this dissertation was to analyze the impact of the driving style on the exhaust emissions and fuel consumption of the motor vehicle. It was done by measuring the toxicity of exhaust gases under real operating conditions of vehicles, by using the mobile research equipment. The means, which allowed to explore the problem, was a detailed evaluation of selected principles of eco-driving. An author s aspiration was to determine the impact of driver behavior on the environment and to indication of the impact of his driving style on the environmental and energy aspects of the vehicle exploitation in various traffic conditions. Therefore under the dissertation a series of road tests of vehicles was done. The vehicles belonged to three types: passenger cars, light duty and heavy duty vehicles. These vehicles were tested on routes of different lengths and characteristics. For the most part the exhaust emissions measurements were carried out in urban traffic

5 The studies have shown that the use by the driver the eco-driving principles causes a significant reduction in carbon monoxide, carbon dioxide, hydrocarbons, nitrogen oxides and particulate matter concentration in the exhaust. It was also found that the reduction of exhaust emissions and fuel consumption, as a result of application of the eco-driving principles, is visible especially in urban driving conditions heavy traffic and frequent acceleration, braking and layover. The result was also the presentation of the rules on driving style and obtaining measurable effects to reduce exhaust emissions and fuel consumption

6 Spis skrótów i oznaczeń α poziom istotności a przyspieszenie (pojazdu) [m/s 2 ] a śr przyspieszenie średnie (tylko dodatnie) [m/s 2 ] ACEA European Automobile Manufacturers Association europejskie stowarzyszenie producentów pojazdów APU Auxiliary Power Unit tzw. pomocnicza jednostka mocy (dodatkowe źródło energii) ATMS Advanced Traffic Management System zaawansowany system zarządzania ruchem drogowym BRT Bus Rapid Transit system szybkiej komunikacji autobusowej CAN Controller Area Network szeregowa magistrala komunikacyjna CARB California Air Resources Board kalifornijski Urząd Ochrony Środowiska CNG Compressed Natural Gas sprężony gaz ziemny CO tlenek węgla CO 2 dwutlenek węgla CRT Continuous Regeneration Trap układ oczyszczania spalin firmy HJS Emission Technology, przeznaczony do pojazdów ciężarowych DeNO x zaawansowany reaktor katalityczny wiążący i redukujący tlenki azotu dmc dopuszczalna masa całkowita pojazdu DOC Diesel Oxidation Catalyst utleniający reaktor katalityczny dla silnika ZS DPF Diesel Particulate Filter filtr cząstek stałych DR Dilution Ratio stopień rozcieńczenia spalin ECU Electronic Control Unit elektroniczna jednostka sterująca pracą silnika spalinowego EEV Enhanced Environmentally-friendly Vehicle pojazd przyjazny środowisku EGR Exhaust Gas Recirculation system recyrkulacji gazów spalinowych EOBD European On-Board Diagnostics europejski odpowiednik amerykańskiego systemu diagnostyki pokładowej pojazdu OBD EPA Environmental Protection Agency urząd ochrony środowiska, działający na terenie Stanów Zjednoczonych ESC European Stationary Cycle homologacyjny europejski test statyczny wykonywany na hamowni silnikowej (dla pojazdów ciężkich) ETC European Transient Cycle homologacyjny europejski test dynamiczny wykonywany na hamowni silnikowej (dla pojazdów ciężkich) FAME Fatty Acid Methyl Esters estry metylowe kwasów tłuszczowych olejów roślinnych FID Flame Ionization Detector analizator płomieniowo-jonizacyjny GHG Greenhouse Gases gazy cieplarniane GPS Global Positioning System system nawigacji satelitarnej GSM Global System for Mobile communications standard telefonii komórkowej HC węglowodory - 6 -

7 HCCI Homogeneous Charge Compression Ignition silnik z systemem spalania mieszanki jednorodnej HDD Heavy Duty Diesel silnik ZS o dużej objętości skokowej HDV Heavy Duty Vehicle pojazd ciężki HDV1 obiekt badań samochód ciężarowy nr 1 HDV2 obiekt badań samochód ciężarowy nr 2 HDV3 obiekt badań zestaw drogowy (ciągnik siodłowy i naczepa) ITS Intelligent Transportation Systems inteligentne systemy transportowe I agr indeks agresywności jazdy k liczba stopni swobody, równa liczbie pomiarów n pomniejszonej o 1 LDV Light Duty Vehicle lekki pojazd użytkowy LDV1 obiekt badań samochód dostawczy nr 1, wyposażony w silnik ZS LDV2 obiekt badań samochód dostawczy nr 2, wyposażony w silnik ZS LDV3 obiekt badań samochód dostawczy nr 3, wyposażony w silnik ZS LDV4 obiekt badań samochód dostawczy nr 4, wyposażony w silnik ZS MPI Multi Point Injection system wtrysku wielopunktowego n liczba wykonanych pomiarów NCN Narodowe Centrum Nauki NDIR Non-Dispersive InfraRed analizator niedyspersyjny na podczerwień NDUV Non-Dispersive UltraViolet analizator niedyspersyjny na promieniowanie ultrafioletowe NEDC New European Driving Cycle homologacyjny europejski test jezdny wykonywany na hamowni podwoziowej NO tlenek azotu NO 2 dwutlenek azotu NO x tlenki azotu OBD On-Board Diagnostics amerykański system diagnostyki pokładowej pojazdu PASS Photo Acoustic Soot Sensor czujnik fotoakustyczny do określania stężenia cząstek stałych w spalinach PC Passenger Car samochód osobowy PC1 obiekt badań samochód osobowy nr 1, wyposażony w silnik ZI PC2 obiekt badań samochód osobowy nr 2, wyposażony w silnik ZS PC3 obiekt badań samochód osobowy nr 3, wyposażony w silnik ZI PC4 obiekt badań samochód osobowy nr 4, wyposażony w silnik ZS PC5 obiekt badań samochód osobowy nr 5, wyposażony w silnik ZI PDE Pumpe Düse Einheit pompowtryskiwacz PEMS Portable Emissions Measurement System aparatura mobilna do badań toksyczności spalin PM Particulate Matter cząstki stałe Q wartość przebiegowego zużycia paliwa [dm 3 /100 km] RME Rapeseed Methyl Esters estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego s(x) odchylenie standardowe z próbki (niepewność przypadkowa pojedynczego pomiaru) - 7 -

8 SAE Society of Automotive Engineers Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacji SCR Selective Catalytic Reduction system selektywnej redukcji katalitycznej SMF Sintered Metal Filter filtr cząstek stałych, wykonany ze spieków metali t zmienna losowa w rozkładzie Studenta t 1b udział czasu jazdy na pierwszym biegu [%] t 2b udział czasu jazdy na drugim biegu [%] t >1850 udział czasu pracy silnika z prędkością obrotową ponad 1850 obr/min [%] t >2000 udział czasu pracy silnika z prędkością obrotową ponad 2000 obr/min [%] ±t α,k s(x ) dokładność pomiaru TWC Three Way Catalyst trójfunkcyjny reaktor katalityczny dla silnika ZI u(x) niepewność standardowa (odchylenie standardowe średnich arytmetycznych) V prędkość (jazdy) [m/s], [km/h] V ss objętość skokowa silnika [dm 3 ] VCR Variable Compression Ratio zmienny stopień sprężania silnika spalinowego VGT Variable Geometry Turbocharger turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek VVT Variable Valve Timing system zmiennych faz rozrządu VVTL Variable Valve Timing and Lift system zmiennych faz rozrządu WHTC World Harmonized Transient Cycle test dynamiczny dla pojazdów ciężkich obowiązujący od normy Euro VI x i wartość otrzymana w i-tym pomiarze x d dolna granica przedziału ufności dla wartości średniej x g górna granica przedziału ufności dla wartości średniej XPI extra-high Pressure Injection nowoczesny układ wtrysku paliwa firmy Scania ZI silnik spalinowy o zapłonie iskrowym ZS silnik spalinowy o zapłonie samoczynnym λ współczynnik nadmiaru powietrza [ ] - 8 -

9 Liczba ludności [mld] Liczba pojazdów [mln sztuk] 1. Wstęp W ostatnich latach obserwuje się znaczący wzrost liczby pojazdów samochodowych na świecie, głównie w krajach rozwijających się (rys. 1.1). Wzrost gospodarczy w tych krajach powoduje wzrost zamożności ich mieszkańców, co przekłada się na coraz częstsze posiadanie przez wspólnoty rodzinne więcej niż jednego samochodu. Rynek motoryzacyjny staje się więc coraz większy, a każdy z koncernów motoryzacyjnych stara się mieć na nim jak największy udział (konieczność ciągłego rozwoju produkcji) Liczba ludności Liczba pojazdów 1,4 1,2 1, ,8 0,6 0,4 0,2 0 0, Rok Rys Prognozowany światowy wzrost liczby pojazdów na tle liczby ludności [78] Jednym z ważniejszych czynników warunkujących charakter rozwoju techniki motoryzacyjnej w kilku najbliższych dziesięcioleciach, będzie świadomość, że bez ograniczenia emisji szkodliwych składników spalin dość szybko może dojść do katastrofalnego zanieczyszczenia środowiska. Aby temu zapobiec, światowi ustawodawcy (w Europie Komisja Europejska) wprowadzają w życie coraz bardziej rygorystyczne normy emisji substancji szkodliwych z pojazdów [55, 56, 58, 85, 86]. Ograniczenia te mają na celu poprawę jakości powietrza, szczególnie w strefach o dużym natężeniu ruchu drogowego, oraz zmniejszenie uzależnienia motoryzacji od paliw kopalnych. Producenci pojazdów, chcąc spełnić coraz ostrzejsze normy czystości spalin, niestety są często zmuszeni do stosowania innowacyjnych, drogich rozwiązań. Najbardziej istotne znaczenie w aspekcie ekologicznych skutków eksploatacji pojazdów ma emisja związków toksycznych z pojazdów ciężarowych (użytkowych), zwłaszcza tych poruszających się po zatłoczonych centrach miast (głównie autobusy miejskie, pojazdy komunalne i dystrybucyjne), gdzie w bliskim ich otoczeniu porusza się duża liczba osób m.in. piesi i rowerzyści. Pojazdy ciężarowe odgrywają jednak kluczową rolę w transporcie osób i ładunków. Obecnie w Polsce (rys. 1.2) i na świecie eksploatowanych jest wiele typów takich pojazdów o różnej ładowności, ograniczonej dopuszczalną masą całkowitą (dmc)

10 Liczba pojazdów [szt] Rok Rys Liczba pojazdów ciężarowych poruszających się po polskich drogach w latach [96] Transport samochodowy odgrywa znaczącą rolę w rozwoju światowej gospodarki. Jest on jednak odpowiedzialny za % światowej emisji dwutlenku węgla (z emisją CO 2 bezpośrednio związane jest zużycie paliwa przez pojazdy). Według danych pochodzących z Ministerstwa Ochrony Środowiska, w roku 2002 transport samochodowy w kraju wytwarzał 29,5 mln kg CO 2 i zjawisko to wykazuje tendencję wzrostową. Eksploatowane samochody przyczyniają się do zanieczyszczenia atmosfery w około 30 %, a w dużych miastach nawet w 90 %. Szacuje się również, że pojazdy silnikowe są odpowiedzialne za emisję około 12 % gazów cieplarnianych (GHG Greenhouse Gases) w Europie [92]. Zatem wszelkie działania, polegające na ograniczeniu skali tego zjawiska są uzasadnione. Unia Europejska (UE) od wielu już lat podejmuje kroki związane z ograniczaniem dopuszczalnej emisji dwutlenku węgla przez pojazdy samochodowe. Dzięki określeniu rygorystycznych norm zmuszono przemysł motoryzacyjny do produkcji pojazdów ekonomicznych i bardziej przyjaznych środowisku (rys. 1.3 i 1.4). Przykładowo, emisja drogowa CO 2 o wartości 130 g/km oznacza przebiegowe zużycie paliwa ok. 5,1 dm 3 /100 km, a o wartości 95 g/km już tylko 3,7 dm 3 /100 km [12]. Sprostanie wprowadzeniu kolejnych planowanych ograniczeń odnośnie do emisji drogowej dwutlenku węgla jest zdaniem Komisji Europejskiej możliwe dzięki nowym konstrukcjom silników, nowym technologiom ogumienia, klimatyzacji oraz zastosowaniu tzw. biopaliw. Niemieccy producenci, specjalizujący się w produkcji dużych pojazdów proponowali, by większa masa samochodu pozwalała na dużo większy limit emisji CO 2. Inny pogląd prezentowały koncerny włoskie i francuskie jak najmniejsze odchylenia od przyjętego limitu i znaczące kary za jego przekroczenie (przekroczenie limitu emisji w 2012 r. kosztowało 35 euro za każdy 1 g nadmiarowej emisji CO 2 od każdego samochodu; w 2015 r. kara będzie wynosiła 95 euro) [14, 80]. Ostatecznie Komisja zaproponowała, aby nowy limit emisji drogowej dwutlenku węgla był tylko uśrednioną wartością dla całej floty pojazdów danego producenta (rys. 1.5). Stąd między innymi pojawił się trend związany z łączeniem się koncernów motoryzacyjnych w grupy producenckie oraz z posiadaniem w ofercie przez takich producentów, jak np. Daimler czy BMW, pojazdów małych (odpowiednio: Smart i Mini)

11 Wskaźnik zmiany biegów Obniżenie oporów aerodynamicznych i toczenia Optymalizacja układu przeniesienia napędu Odzysk energii podczas hamowania Zarządzanie przepływem ciepła Zmienne układy pomocnicze System start-stop Bezpośredni wtrysk benzyny II generacji (HPI) Mild hybrid Full hybrid CO 2 [g/km] Współcześnie dąży się nie tylko do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w spalinach pojazdów, ale do jej zmniejszenia na całej tzw. drodze od źródła do koła from well to wheel. W tej kwestii, oprócz uregulowań prawnych, istotną rolę odgrywają też dobrowolne zobowiązania do ograniczania emisji CO 2 i zużycia paliwa samych producentów pojazdów, np. zrzeszonych w ACEA (European Automobile Manufacturers Association) europejskim stowarzyszeniu producentów pojazdów. plan na 2015 rok plan na 2020 rok Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla z nowych samochodów osobowych eksploatowanych w Europie [15, 19] Redukcja emisji CO 2 Koszt realizacji Rys Analiza zysk-koszt różnych rozwiązań zmniejszających emisję dwutlenku węgla w samochodach firmy BMW [24] Wśród możliwości zmniejszenia zużycia paliwa przez współczesne pojazdy wyróżnić można m.in. [63]: zastosowanie silnika ZS (30 %), hybrydyzacja napędu (5 30 %), dezaktywacja cylindrów (6 20 %), zmienne fazy rozrządu (5 20 %),

12 spalanie mieszanek homogenicznych (15 %), optymalizacja przekładni (do 15 %), silnik ZI, wtrysk bezpośredni (4 10 %), zmienny stopień sprężania (9 %), downsizing (6 %). Rys Średnia emisja drogowa dwutlenku węgla dla floty pojazdów danego producenta [87] Mimo ciągle prowadzonych prac nad rozwojem silników spalinowych, zasilanych innym rodzajem paliwa niż benzyna czy olej napędowy, klasyczne silniki są nadal podstawowym źródłem napędu pojazdów. Konstruktorzy silników i pojazdów rozwijają obecnie kilka metod konstrukcyjno-technologicznych pozwalających na znaczne zmniejszenie emisji substancji szkodliwych w spalinach i poprawę sprawności układu napędowego (uzyskania mniejszego zapotrzebowania na energię). Prace prowadzone w wielu ośrodkach badawczych i badawczo-rozwojowych, dotyczące ww. parametrów, mają związek zarówno ze zmianami konstrukcyjnymi w samych silnikach, jak i ze zmianami w pozostałych podzespołach lub układach pojazdów. Jedną z metod, za pomocą której możliwe jest zrealizowanie określonego celu, jest również propagowanie zasad związanych z oszczędnym (ekologicznym) sposobem eksploatacji pojazdów tzw. eco-driving. Niniejsza rozprawa doktorska powstała w wyniku przeprowadzonych badań, które sfinansowano ze środków Narodowego Centrum Nauki (NCN) projekt badawczy promotorski nr N N Przedmiotowy projekt dotyczył oceny wpływu stylu jazdy kierowcy, określanego jako eco-driving, na zużycie paliwa i emisję substancji szkodliwych w spalinach

13 2. Sposoby zmniejszenia emisji substancji szkodliwych w spalinach pojazdów samochodowych 2.1. Silnikowe i pozasilnikowe układy oczyszczania spalin Ze światowym rozwojem motoryzacji, zwłaszcza tym dynamicznym, obserwowanym w przypadku Chin i Indii, nieuchronnie związany jest wzrost zużycia paliw kopalnych. W wyniku reakcji utleniania paliwa (spalania) oprócz energii cieplnej powstaje również wiele substancji, także tych szkodliwych dla środowiska naturalnego. Najbardziej znaczącymi wśród nich są: tlenek i dwutlenek węgla, węglowodory, tlenki azotu oraz cząstki stałe. Aby zminimalizować udział tych substancji w spalinach emitowanych przez silnik należy ciągle (bo przepisy dotyczące emisji spalin są obecnie w szybkim tempie zmieniane i zaostrzane) pracować nad nowoczesnymi układami oczyszczania spalin [66]. Wymagane jest stosowanie coraz doskonalszych oraz efektywniejszych konstrukcji, które zapewnią maksymalne zmniejszenie ilości zanieczyszczeń emitowanych z gazami wylotowymi. Współcześnie ograniczenie emisji szkodliwych produktów niezupełnego i niecałkowitego spalania paliwa w silnikach spalinowych zasadniczo może być osiągnięte przez realizację dwóch grup przedsięwzięć. Przedsięwzięcia te można określić jako [62]: 1) pierwotne (tzw. wewnątrzsilnikowe), które polegają na wprowadzeniu odpowiednich zmian konstrukcyjnych lub regulacyjnych w podzespołach i układach silnika, powodujących, że spaliny opuszczające cylindry zawierają mniej substancji szkodliwych. W zakres przedsięwzięć pierwotnych mogą wchodzić m.in.: optymalizacja faz rozrządu, optymalizacja strategii wtrysku (wtrysk wielofazowy, wysokociśnieniowy, itp.), recyrkulacja spalin, optymalny dobór stopnia sprężania, poprawa napełniania cylindrów, doskonalenie kształtu komory spalania, zawirowanie ładunku w komorze spalania oraz lepsze przygotowanie mieszanki palnej, dobór poziomu temperatury wewnątrz cylindra, metoda wyłączania z pracy wybranych cylindrów. 2) wtórne (tzw. pozasilnikowe), w ramach których, w układzie wylotowym silnika instaluje się specjalne systemy oczyszczania spalin, np.: reaktory katalityczne utleniające, reaktory katalityczne trójfunkcyjne z regulacją stosunku nadmiaru powietrza (czujnik tlenu) w układzie sprzężenia zwrotnego, układy selektywnej redukcji katalitycznej, filtry cząstek stałych

14 W zakres przedsięwzięć wtórnych wchodzą również: podgrzewanie reaktorów katalitycznych w fazie rozruchowej, izolacja układów wylotowych, doprowadzanie powietrza wtórnego do dopalania. Obecnie w różnych ośrodkach badawczych i badawczo-rozwojowych (B+R) na świecie prowadzi się intensywne prace nad wieloma z przedsięwzięć pierwotnych, w celu uzyskania najlepszych efektów w zakresie poprawy ekologiczności silników spalinowych. Dzięki temu poziom emisji substancji szkodliwych jest obniżany do poziomu, który pozwala wraz z przedsięwzięciami wtórnymi na spełnienie restrykcyjnych norm emisji spalin. Zagadnienie ograniczenia emisji szkodliwych składników spalin zostało do tej pory w zasadzie w sposób kompleksowy i zadowalający rozwiązane jedynie dla silników spalinowych o zapłonie iskrowym (w dalszej części pracy będzie skrócony zapis: silniki ZI). Nastąpiło to dzięki zastosowaniu w układach wylotowych trójfunkcyjnych reaktorów katalitycznych (TWC Three Way Catalyst). W przypadku silników ZI o bezpośrednim wtrysku paliwa, montowanie jako układu oczyszczania spalin wyłącznie reaktora TWC staje się powoli niewystarczające, aby sprostać wymaganiom współczesnych norm emisyjnych [66]. Konieczne jest więc łączenie go z innymi dodatkowymi układami, co niestety powoduje wzrost kosztów produkcji całego pojazdu. W związku z inną specyfiką oraz odmiennymi parametrami pracy (w tym zmienną wartością współczynnika nadmiaru powietrza λ i inną strukturą wydzielanych substancji szkodliwych) silników o zapłonie samoczynnym (ZS), nie można w nich bezpośrednio zastosować reaktorów działających na tej samej zasadzie, co reaktory trójfunkcyjne w silnikach ZI. Zmniejszenie emisji substancji toksycznych z silników ZS jest więc jednym z ważniejszych zagadnień, którymi zajmuje się wiele podmiotów z branży motoryzacyjnej. Sprzedawane na rynku europejskim, na przestrzeni ostatnich lat, samochody osobowe napędzane silnikami o zapłonie samoczynnym często wyposażano w utleniające reaktory katalityczne (DOC Diesel Oxidation Catalyst). Tego rodzaju reaktory montowano także w niektórych układach wylotowych silników typu HDD (Heavy Duty Diesel), służących m.in. do napędu samochodów ciężarowych. W typowych utleniających reaktorach katalitycznych następuje dopalanie produktów niezupełnego spalania (tlenku węgla i węglowodorów) oraz frakcji organicznej cząstek stałych (jedynie częściowo). Natomiast w celu zmniejszenia emisji tlenków azotu oraz cząstek stałych (jako całości frakcja organiczna i nieorganiczna) stosowane są odrębne przedsięwzięcia, takie jak selektywna redukcja katalityczna SCR (Selective Catalytic Reduction) oraz filtr cząstek stałych DPF (Diesel Particulate Filter). Parametry procesu spalania w silniku ZS mogą być optymalizowane albo pod kątem minimalizacji emisji PM albo NO x. Jeśli regulacja jednostki napędowej jest zorientowana na uzyskanie małej zawartości tlenków azotu w spalinach (np. przez zastosowanie układu EGR Exhaust Gas Recirculation), wówczas niezbędne jest zainstalowanie filtra cząstek stałych w układzie wylotowym. Natomiast, gdy optymalizacja parametrów procesu spalania jest ukierunkowana na osiągnięcie małego poziomu emisji PM, wówczas w celu zmniejszenia emisji NO x stosuje się najczęściej

15 układ selektywnej redukcji katalitycznej SCR. Oba wymienione sposoby umożliwiają spełnienie norm emisji spalin Euro V oraz EEV (Enhanced Environmentally-friendly Vehicle). Aby jednak osiągnąć wymagane aktualną normą Euro VI poziomy emisji tlenków azotu i cząstek stałych, należy stosować kombinację tych dwóch sposobów. Przykładowy, rozbudowany układ oczyszczania spalin, będący połączeniem opisywanych technik zmniejszających ilość NO x i PM w spalinach, zaprezentowano na rysunku 2.1. Rys Silnik firmy Scania (Euro VI) z zaawansowanym układem oczyszczania spalin [34] Technologia BlueTec koncernu Daimler jest przykładem zastosowania opisanych wcześniej metod ograniczania emisji tlenków azotu i cząstek stałych w samochodach osobowych. Została ona zaprezentowana przez Daimlera na rynku amerykańskim w roku W rzeczywistości nie chodziło o jedno konkretne rozwiązanie techniczne, a raczej o jeden efekt: zapewnienie zgodności z istniejącymi w Stanach Zjednoczonych, wymagającymi normami w zakresie czystości spalin (według przepisów EPA Environmental Protection Agency lub CARB California Air Resources Board). Wyróżnić można dwa systemy BlueTec. Pierwszy, to stosowane powszechnie w wielu pojazdach użytkowych dawkowanie do układu wylotowego silnika preparatu mocznikowego, który uwalniając w wysokiej temperaturze amoniak, umożliwia pracę reaktora SCR. Reaktor ten rozkłada znaczną część tlenków azotu, zawartych w spalinach. Na cały układ oczyszczania spalin w systemie BlueTec składają się [3, 4, 27]: reaktor katalityczny utleniający, zabudowany razem z bezobsługowym filtrem cząstek stałych, dozownik wodnego roztworu preparatu mocznikowego AdBlue, rozkładającego się na amoniak, reaktor katalityczny SCR, przetwarzający tlenki azotu do czystego azotu. Firma Daimler zdecydowała się również wprowadzić na rynek motoryzacyjny system BlueTec w innej, mniej skomplikowanej technicznie wersji bez dawkowania roztworu mocznikowego. W zamian system wykorzystuje reaktory katalityczne DeNO x oraz SCR (ten drugi działający dzięki wytwarzaniu amoniaku w pewnych fazach pracy reaktora DeNO x )

16 Nazwa BlueTec określa nie tylko wspomniany układ reaktorów katalitycznych i filtrów, ale cały system pozwalający na zminimalizowanie emisji wszelkich szkodliwych składników spalin. W jego skład bowiem wchodzą najnowsze rozwiązania osprzętu silnika z wielofazowym wtryskiem paliwa pod ciśnieniem ponad 200 MPa (wtryskiwacze piezoelektryczne), mały stopień sprężania równy 16,5, nowa konstrukcja ceramicznych świec żarowych, regulowana turbosprężarka, układ recyrkulacji spalin, wreszcie zaawansowane sterowanie elektroniczne. Zespół współpracujących reaktorów katalitycznych i filtrów jest ostatnim ogniwem tego systemu. Drugim przykładem zaawansowanego układu oczyszczania spalin, przeznaczonym jednak do pojazdów ciężarowych, jest system CRT (Continuous Regeneration Trap). Stanowi on połączenie reaktora katalitycznego utleniającego i filtra cząstek stałych SMF (Sintered Metal Filter, wykonany z metali spiekanych), zamkniętych we wspólnej obudowie. Filtr w systemie CRT nie wymaga stosowania dodatku do paliwa, jego regeneracja zachodzi dzięki precyzyjnemu sterowaniu parametrami spalin. Układ CRT opracowano w niemieckiej firmie HJS Emission Technology (HJS); jest przewidziany do stosowania w autobusach i innych pojazdach użytkowych (rys. 2.2). Rys System CRT samochodu ciężarowego Mercedes-Benz Actros (Euro V) [29] Filtr cząstek stałych SMF, w przeciwieństwie do filtrów ceramicznych wykonano ze specjalnego spieku metalowego. Posiada on ścianki wykonane z porowatej stali chromoniklowej o dużej odporności termicznej, na które dodatkowo naniesiono ten sam materiał w postaci sproszkowanej (rys. 2.3). Ścianki te są łączone ze sobą na przeciwległych końcach, tworząc tym samym na przemian rozszerzające się i zwężające komory. Umieszczone na ściankach pory o małej średnicy (ok. 10 μm) umożliwiają przenikanie spalin z komory do komory, podczas gdy cząstki stałe zatrzymują się w skomplikowanej strukturze spieku. Sprawność filtrów SMF wynosi nawet 99 %, a jednocześnie straty ciśnienia (wywoływane przez filtr) są relatywnie niewielkie [66]. Dobre odprowadzanie ciepła i metalowa elastyczność chronią filtr przed termicznym uszkodzeniem regeneracyjnym. Dodatkowo wyeliminowano ewentualną możliwość emisji szkodliwych włókien ceramicznych

17 Rys Wkład filtra SMF [29]: a) ścianki wykonane z blachy chromoniklowej, dodatkowo pokrytej chromoniklowym proszkiem, b) fragment ścianki filtra widziany pod mikroskopem System CRT różni się od innych rozwiązań wykorzystujących filtr cząstek stałych. Do wypalania cząstek zatrzymanych w filtrze nie wykorzystuje się bowiem cząsteczek tlenu, lecz cząsteczki dwutlenku azotu. Umieszczony przed filtrem utleniający reaktor katalityczny, powoduje m.in. utlenienie tlenku azotu (NO) do dwutlenku azotu (NO 2 ). Jest to ważne, ponieważ tlenek azotu, w przeciwieństwie do dwutlenku, nie przyczynia się do wypalania PM i regeneracji filtra. Skuteczne działanie układu oczyszczania spalin CRT wiąże się między innymi z [66]: koniecznością stosowania paliwa o zawartości siarki ograniczonej do 50 ppm, potrzebą zapewnienia temperatury spalin w zakresie od 250 do 400 ºC. Układ oczyszczania spalin firmy HJS może być uzupełniony o reaktor katalityczny redukujący NO x. Modułową budowę systemu CRT z dodatkowym reaktorem redukującym (system SCRT) przedstawiono na rysunku 2.4. Rys Nowoczesny układ oczyszczania spalin SCRT firmy HJS [29] Kolejnym przykładem konstrukcyjnym tym razem z grupy przedsięwzięć pierwotnych zastosowania skutecznych metod ograniczania emisji NO x i PM jest rozwiązanie szwedzkiego producenta pojazdów ciężarowych. Firma Scania, jako pierwszy na świecie producent, zbudowała silnik spełniający normę emisji Euro V bez konieczności oczyszczania spalin za pomocą układów pozasilnikowych. W celu uzyskania dużych parametrów eksploatacyjnych silnika i jednocześnie małego zużycia

18 paliwa, wprowadzono kilka nowych technologii (w tym nowy układ wtrysku paliwa). Dwa spośród nowej gamy silników, przeznaczone do zastosowań w transporcie miejskim, zaprojektowano również według wymagań normy emisji spalin EEV. Nową platformę silnikową opracowano od podstaw z myślą o technologii recyrkulacji gazów wylotowych EGR oraz Scania XPI (extra-high Pressure Injection) nowym układzie wtryskowym. Główny wpływ na założenia projektowe miały wymagania dotyczące parametrów użytkowych silnika i oszczędności paliwa, jak również ochrony środowiska, wytrzymałości konstrukcji i wygody eksploatacji. Między innymi dzięki układowi EGR emisja zanieczyszczeń jest utrzymywana na niskim poziomie już na etapie procesu spalania (rys. 2.5). W związku z tym nie ma potrzeby stosowania pozasilnikowych układów oczyszczania spalin i np. montowania w pojeździe zbiorników na dodatki chemiczne (jakie ma miejsce w przypadku układu selektywnej redukcji katalitycznej). Rys Rozbudowany system EGR w silniku Scania z dwustopniowym chłodzeniem (V ss = 13 dm 3, Euro V) [34] W celu zachowania kontroli nad wszystkim, co ma związek z parametrami eksploatacyjnymi silnika, szwedzki producent opracował też nową generację układów sterowania silnikiem. Układy te nadzorują dużą liczbę funkcji i systemów, takich jak np.: wtrysk paliwa, dwustopniowy układ recyrkulacji spalin, doładowanie, hamulec wydechowy, turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek (VGT Variable Geometry Turbocharger). Wspominany, nowy, wysokociśnieniowy układ wtryskowy typu common rail Scania XPI opracowano we współpracy z amerykańską firmą Cummins. Duża wartość ciśnienia wtrysku już na etapie spalania zapewnia małą ilość powstających PM w spalinach. Przedmiotowy układ pozwala na duże możliwości w kwestii doboru kąta wyprzedzenia i czasu trwania wtrysku oraz ciśnienia wtrysku paliwa. Istnieje również możliwość stosowania wtrysku wielofazowego, dzięki elektronicznej jednostce sterującej (ECU Electronic Control Unit). W pierwszym etapie do cylindra silnika podawana jest niewielka dawka wstępna (pilotująca), która ma za zadanie zredukowanie poziomu hałasu i wytworzenie odpowiednich warunków w komorze spalania, aby zapewnić małą emisję substancji toksycznych. Dawka końcowa (tzw. powtrysk), podawana krótko po wtrysku głównym, zmniejsza zawartość tlenków azotu i cząstek stałych w spalinach

19 2.2. Zmiany konstrukcyjne jednostek napędowych Zaprezentowane w poprzednim podrozdziale (wybrane) układy oczyszczania spalin w największym stopniu umożliwiają zmniejszenie ilości zanieczyszczeń emitowanych z jednostek napędowych pojazdów samochodowych. W tym aspekcie prowadzi się również działania nad optymalizacją konstrukcji i pracy samych silników, by już tzw. surowe spaliny charakteryzowały się jak najmniejszą zawartością substancji szkodliwych, a zwłaszcza tych toksycznych (CO, HC, NO x, PM). Działania te wpisują się w przedsięwzięcia pierwotne, polegające na wprowadzaniu pewnych zmian konstrukcyjnych lub regulacyjnych w podzespołach silnika, mających na celu minimalizację emisji spalin z cylindrów. Współczesne, konwencjonalne silniki ZI bez wątpienia cechują się mniejszą emisją substancji szkodliwych w porównaniu do silników ZS (jest to jedna z ich głównych zalet). Wynika to m.in. z montowania w nich bardzo skutecznych, a zarazem prostych układów oczyszczania spalin. Problemem w przypadku silników ZI jest natomiast, pozostające jeszcze na dość wysokim poziomie zużycie paliwa. Trwają jednak ciągłe prace B+R nad polepszeniem ekonomii paliwowej. Wzrost sprawności działania (pracy) silników ZI, czyli zmniejszenie energochłonności, ich producenci starają się uzyskać na kilka sposobów. Jest to możliwe między innymi przez następujące technologie [40]: dezaktywacja cylindrów, zmienne napełnienie cylindrów, optymalizacja strat tarcia, zarządzanie cieplne silnikiem, doładowanie turbosprężarką, zmienny stopień sprężania (VCR Variable Compression Ratio), zmienne systemy zaworowe (VVT Variable Valve Timing, VVTL Variable Valve Timing and Lift), bezpośredni wtrysk benzyny oraz spalanie mieszanek jednorodnych (HCCI Homogeneous Charge Compression Ignition). We współczesnych silnikach ZI stosuje się również wiele rozwiązań technicznych i technologicznych, pozwalających na polepszenie ich właściwości ekologicznych. Zmianom podlega przede wszystkim sterowanie silnikiem. Wprowadza się także sterowanie układem chłodzenia. Ponadto eliminuje się przepustnicę, stosuje bezpośredni wtrysk benzyny do cylindrów oraz różnego rodzaju doładowanie (rys. 2.6 i 2.7). Obecnie wielu producentów znacznie zmniejsza produkcję silników charakteryzujących się dużą objętością skokową i masą. W ich miejsce wprowadzają nowe jednostki napędowe o małej objętości skokowej (także z mniejszą liczbą cylindrów), często przewyższające swoimi parametrami eksploatacyjnymi jednostki większe gabarytowo. Tym sposobem z 1 dm 3 objętości skokowej silnika uzyskuje się znacznie więcej mocy użytecznej. Nowe konstrukcje silników spalinowych, oprócz mniejszych wymiarów, charakteryzują się także większą sprawnością. Oznacza to

20 Emisja CO 2 w teście europejskim [%] g e [g/(kw h)] p e [bar] lepsze wykorzystanie energii chemicznej zmagazynowanej w paliwie mniejsze przebiegowe zużycie paliwa [52, 72]. Te dążenia obserwowane wśród producentów silników, noszące miano downsizingu, dotyczą zarówno silników ZI, jak i ZS (rys. 2.8 i 2.9). Należy przy tym wspomnieć, iż podobną popularność w przemyśle motoryzacyjnym zyskuje tzw. downspeeding [60, 84]. Trend ten polega na odpowiednich zmianach w konstrukcji silnika, w celu umożliwienia używania mniejszych prędkości obrotowych. Obie te technologie mają na celu spowodowanie by praca silnika odbywała się w bardziej korzystnych, pod względem emisji spalin i zużycia paliwa, obszarach jego charakterystyk. Prędkość obrotowa [obr/min] Rys Zmiany podstawowych parametrów pracy doładowanych silników ZI na przestrzeni ostatnich lat [23] > - 35% ZI-silnik bazowy VVT/ VVTL Elektromagnet. napęd zaworów ZI DI NA (mieszanki ubogie) ZI DI Turbo, downsizing ZI DI Turbo, VCR ZI DI Turbo, VCR, przekładnia hybrydowa Rys Możliwości zmniejszenia emisji CO 2 na przykładzie zmian konstrukcyjnych, wprowadzanych w silnikach o zapłonie iskrowym [40]

21 Rys Prognoza udziału procentowego silników ZI o różnej objętości skokowej w ogólnym ich rynku: a) rok 2009, b) rok 2016 [93] Rys Prognoza udziału procentowego silników ZS o różnej objętości skokowej w ogólnym ich rynku: a) rok 2009, b) rok 2016 [93] Silnik SGE (Small Gasoline Engine) firmy FIAT jest dobrym przykładem zastosowania technologii downsizingu w motoryzacji. Jest to silnik dwucylindrowy o objętości skokowej 0,9 dm 3, przeznaczony do napędu samochodów osobowych (rys. 2.10). Układ zasilania stanowi elektronicznie sterowany, pośredni, wielopunktowy wtrysk paliwa (MPI Multi Point Injection). W omawianym silniku zastosowano innowacyjny system MultiAir (rys. 2.11). Technologia MultiAir to zintegrowany układ sterowania zaworami dolotowymi. Zawory te są napędzane od krzywek wału rozrządu za pośrednictwem specjalnych siłowników hydraulicznych, których pracę korygują elektrozawory sterowane przez zintegrowany sterownik elektroniczny silnika (ECU). Można dzięki temu optymalizować czas początku otwarcia, końca otwarcia oraz wznios zaworów dolotowych. Układ zmiennego wzniosu zaworów działa szybko, czas odpowiedzi systemu jest krótki, a straty mocy systemu mechanicznego są małe. System sterowania zapewnia płynne przejścia pomiędzy poszczególnymi trybami pracy i całkowicie zastępuje przepustnicę tradycyjnego silnika ZI

22 Rys Silnik FIAT SGE MultiAir [28] Główną zaletą silnika SGE jest znaczna redukcja emisji dwutlenku węgla, w stosunku do obecnie produkowanych silników o zapłonie iskrowym. Poziom emisji CO 2, napędzanego tym silnikiem samochodu FIAT Panda, wynosi w teście jezdnym NEDC (New European Driving Cycle) około g/km. Jest to wartość mniejsza od uzyskiwanej przez ten pojazd napędzany silnikiem ZS (113 g/km) [28]. Rys Technologia MultiAir zastosowana w silniku FIAT SGE [28] W przypadku współczesnych, konwencjonalnych silników ZS należy wskazać na jedną z ich głównych zalet w postaci małego zużycia paliwa. Mimo tego, ciągle trwają prace badawczo-rozwojowe nad dalszym zmniejszeniem wartości zużywanego przez te silniki paliwa oraz, bezpośrednio związanym z tym, obniżeniem poziomu emisji dwutlenku węgla z pojazdów napędzanych tymi silnikami. Główną wadą silników ZS jest natomiast duża emisja tlenków azotu oraz cząstek stałych. W celu sprostania ciągle zaostrzanym normom dotyczącym emisji substancji szkodliwych, prowadzi się prace badawcze nad spalaniem niskotemperaturowym. Ponadto stosuje się zaawansowane systemy doprowadzania ładunku do cylindra oraz sterowanie silnikiem w pętli zamkniętej. Producenci silników pracują też nad polepszeniem sprawności redukcji tlenków azotu (konieczność opracowywania nowoczesnych systemów oczyszczania spalin). Pomimo stosowania bezpośredniego

23 wtrysku paliwa oraz doładowania najczęściej turbosprężarkowego nadal wykonywane są też prace nad poprawą procesu spalania paliwa, w tym także nad systemami spalania ładunków homogenicznych (HCCI). Aby tego dokonać między innymi opracowuje się nowe strategie sterowania silnikiem. W pojazdach samochodowych napędzanych silnikami o zapłonie samoczynnym rozwija się obecnie także następujące technologie [40]: wtrysk wielofazowy, downsizing i downspeeding, ograniczanie strat tarcia, zintegrowany układ chłodzenia, zastosowanie paliw syntetycznych, system recyrkulacji spalin, system doładowania silnika, system wtrysku common rail, system diagnostyki pokładowej OBD (On-Board Diagnostics), filtry cząstek stałych bez dodatków regenerujących. Technologie stosowane w silnikach ZI i ZS stopniowo się łączą następuje swoista unifikacja konstrukcyjna tych silników (rys. 2.12). Rozwój obu typów silników prowadzi do uzyskania wspominanego spalania niskotemperaturowego, co wpływa na zmniejszenie emisji tlenków azotu. W przypadku silnika ZI zwiększa się jego stopień sprężania, w celu poprawy jego sprawności, co przekłada się na zmniejszenie zużycia paliwa. Natomiast w przypadku silnika ZS zmniejsza się stopień sprężania, aby obniżyć maksymalną temperaturę procesu spalania i ograniczyć tym samym emisję NO x. Pośredni wtrysk paliwa, stosowany obecnie tylko w silnikach ZI, zastępowany jest przez wtrysk bezpośredni (taki, jak w silnikach ZS). Dąży się ponadto do uzyskania wtrysku kompleksowego, przy zastosowaniu w silniku dużego stopnia recyrkulacji spalin. Rys Silnik ZI i ZS serii SKY firmy Mazda [31]

24 2.3. Napędy alternatywne Układ napędowy ma znaczący wpływ na aspekty ekologiczne i ekonomiczne pojazdu, czyli emisję substancji szkodliwych oraz zużycie paliwa. Jego głównym elementem jest silnik spalinowy. W skład układu napędowego wchodzą również m.in. przekładnia główna, skrzynia przekładniowa, wał napędowy oraz mechanizm różnicowy. Od sprawności poszczególnych elementów tego układu zależy w jakim stopniu, do napędu pojazdu, zostanie wykorzystana energia chemiczna paliwa i w jakim stopniu będzie on oddziaływał na środowisko naturalne. Możliwość długiej eksploatacji pojazdów wiąże się między innymi z dobrze skonstruowanym układem napędowym. Przy jego projektowaniu, oprócz dużej wytrzymałości, bierze się pod uwagę także wspominane względy ekologiczne i ekonomiczne. Producenci pojazdów muszą więc w tych kierunkach ciągle prowadzić prace, aby sprostać uregulowaniom prawnym, dotyczącym ekologii eksploatacji pojazdów, oraz oczekiwaniom klientów (użytkowników). Z powodu istnienia dużej konkurencji wśród producentów, obserwuje się obecnie szybko postępującą ewolucję w układach napędowych, która jest procesem pozytywnym (rys. 2.13). Powoduje ona bowiem poprawę bezpieczeństwa i efektywności transportu oraz wpływa na zmniejszenie negatywnego oddziaływania pojazdów na środowisko naturalne. dzisiaj jutro Wodór i ogniwa paliwowe Pojazdy hybrydowe Paliwa alternatywne Optymalizacja silników spalinowych Rys Perspektywy rozwoju systemów napędowych pojazdów [11] Mimo prognozowanego dość znaczącego wzrostu udziału poszczególnych napędów alternatywnych w rynku motoryzacyjnym, rola konwencjonalnego silnika spalinowego w najbliższych latach będzie nadal dominująca (rys. 2.14). Postępująca coraz szybciej ewolucja systemów napędowych jest jednak w pewnym stopniu ograniczona: brakiem odpowiedniej infrastruktury (stacje tankowania wodoru i innych paliw alternatywnych, punkty ładowania pojazdów elektrycznych itp.) oraz większymi kosztami tych rozwiązań. Stąd bardziej racjonalnym rozwiązaniem jest dalsza praca nad optymalizacją silników zasilanych paliwami ropopochodnymi, co czyni się w wielu ośrodkach badawczych i badawczo-rozwojowych

25 Zapotrzebowanie mocy elektrycznej [kw] Rys Przewidywany udział poszczególnych typów napędów w nowych samochodach osobowych na terenie Unii Europejskiej [10, 50] Dobrym przykładem na doskonalenie konstrukcyjne i funkcjonalne konwencjonalnych jednostek napędowych jest adaptowanie w nich układów lub napędów mechatronicznych (rys. 2.15). Można nawet zauważyć dość szybkie tempo wzrostu udziału tego typu układów we współczesnych konstrukcjach. Coraz częściej bowiem, do napędu wielu podzespołów silnika i urządzeń w pojeździe, wykorzystuje się napęd elektryczny połączony z jednostką sterującą pojazdu. Zaczynają się pojawiać choćby takie podzespoły zasilane elektrycznie, jak elektromechaniczne zawory oraz elektryczna pompa cieczy chłodzącej. Stosuje się także elektryczne doładowanie oraz elektryczną klimatyzację. Napęd mechatroniczny pozwala zmniejszyć zużycie paliwa przez pojazd, jednak znacznie wzrasta w nim zapotrzebowanie na energię elektryczną. Konieczne staje się więc często stosowanie dodatkowego źródła energii (APU Auxiliary Power Unit), które niewątpliwie powoduje m.in. wzrost masy pojazdu oraz kosztu zakupu. Ponadto zajmuje ono dodatkowe miejsce w pojeździe. 10 Elektryczne doładowanie Elektryczna klimatyzacja 5 Zintegrowany rozrusznik/generator Elektromechaniczne zawory System start-stop Wprowadzenie 0 Elektroniczne sterowanie Dodatkowe źródło mocy (APU) Rok Rys Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną przy wzroście udziału napędu mechatronicznego w pojazdach [40]

26 W ewolucji układów napędowych pojazdów dużą rolę odgrywają obecnie paliwa alternatywne. Chociaż większość współcześnie produkowanych pojazdów napędzanych silnikami ZS zasilana jest konwencjonalnym olejem napędowym, coraz powszechniej spotyka się jednak pojazdy zasilane innym rodzajem paliw. Mały udział pojazdów zasilanych paliwami alternatywnymi w ogólnym rynku pojazdów wynika ze słabo zorganizowanej infrastruktury mała liczba stacji tankowania. Paliwami alternatywnymi, które aktualnie mają już dość ugruntowaną pozycję w środowisku motoryzacyjnym i mają szansę na dalsze zwiększanie swego udziału w światowym rynku paliw są: sprężony gaz ziemny (CNG Compressed Natural Gas), bioetanol używany jako samoistne paliwo lub jako biokomponent, zarówno w silnikach ZI, jak i ZS, estry metylowe kwasów tłuszczowych olejów roślinnych (FAME Fatty Acid Methyl Esters), a zwłaszcza estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego (RME Rapeseed Methyl Esters) stosowane jako biokomponenty w oleju napędowym lub jako samodzielne paliwo tzw. biodiesel. Współcześnie gaz ziemny w postaci sprężonej (CNG) stosuje się najczęściej do zasilania silników autobusów miejskich. Gaz ziemny jest naturalnym wysokokalorycznym paliwem występującym samodzielnie lub towarzyszącym pokładom ropy naftowej. Po wydobyciu wymaga jedynie osuszenia oraz, w niektórych przypadkach, odsiarczenia. Głównym jego składnikiem jest metan, którego zawartość wynosi od 85 do 98 %. Pozostałe składniki to: etan, propan i butan oraz w mniejszych ilościach dwutlenek węgla, tlen, azot i niekiedy hel [51]. Do zasilania silników pojazdów wykorzystuje się wyłącznie gaz ziemny zawierający powyżej 90 % metanu (tzw. wysokometanowy). Wielu producentów przystosowało silniki do zasilania tego rodzaju paliwem. Można je spotkać m.in. w autobusach marki Solaris, Volvo, MAN oraz Scania (rys. 2.16). Rys Autobus MAN Lion s City CNG [30] Aby rozwiązać problem małej dostępności na rynku paliwa gazowego CNG, firma Bosch Automotive Technology (Bosch) opracowała system DG-Flex. System ten umożliwia podwójne zasilanie: olejem napędowym oraz gazem ziemnym. W tym samym czasie wykorzystywane są obydwa paliwa w różnych proporcjach,

27 z maksymalnie 90-procentowym udziałem gazu. Parametry eksploatacyjne silnika oraz jego prędkość obrotowa pozostają niezmienione, w porównaniu do zasilania samym olejem napędowym. Użycie gazu ziemnego zmniejsza koszty eksploatacyjne (nawet o 30 %) a przy okazji chroni środowisko naturalne. System DG-Flex firmy Bosch przeznaczony jest głównie dla autobusów miejskich oraz lekkich pojazdów użytkowych [25]. Innym paliwem alternatywnym, które znalazło zastosowanie przede wszystkim w autobusach miejskich jest bioetanol. Jest ono produkowane z roślin zawierających cukier (buraki, trzcina, proso cukrowe), skrobię (zboża, ziemniaki) oraz celulozę. Używane jest jako samoistne paliwo oraz jako biokomponent. Najpopularniejsze paliwa oparte na bioetanolu to: E10, E20, E85, E95, E100 [91]. Producentem pojazdów ciężarowych, który przystosował silniki do zasilania paliwem E95 jest Scania (rys i 2.18). Jest to biopaliwo do silników o zapłonie samoczynnym, będące mieszaniną składającą się z 95 % obj. bioetanolu i 5 % obj. dodatków poprawiających jego parametry. Paliwo E95 ma zastosowanie wyłącznie w dużych silnikach ZS, wykorzystywanych do zasilania odpowiednio przystosowanych samochodów ciężarowych i autobusów. Paliwo to jest produktem oferowanym na małą skalę. W Europie paliwo E95 stosowane jest głównie w Szwecji. Rys Silnik firmy Scania zasilany paliwem E95 [34] Rys Autobus miejski Scania OmniCity podczas tankowania bioetanolu [34]

28 Po zastosowaniu paliw alternatywnych w pojazdach, kolejnym krokiem w ewolucji układów napędowych tych pojazdów było zastosowanie napędu hybrydowego. Coraz częściej można zaobserwować na ulicach miast, gdzie racjonalne jest stosowanie układu hybrydowego, pojazdy różnych kategorii homologacyjnych, wyposażone w silnik spalinowy w połączeniu z maszyną elektryczną. Jest to obecnie najpopularniejsza konfiguracja, na różny sposób rozwijana w ośrodkach badawczych (swoistym pierwowzorem obecnych rozwiązań był samochód Toyota Prius I generacji z 1997 roku). Głównymi zaletami pojazdów z napędem hybrydowym są [51]: możliwość odzysku energii podczas hamowania (tzw. hamowanie rekuperacyjne) mniejsze straty energetyczne, silnik spalinowy dobierany jest do średnich obciążeń mniejsza masa silnika, duży wzrost sprawności przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji substancji szkodliwych. System start-stop, czyli rozwiązanie techniczne pozwalające na samoczynne wyłączanie się i włączanie silnika podczas postoju pojazdu (np. na czerwonym świetle lub podczas występowania zjawiska kongestii drogowej), jest pewną odmianą pełnego układu hybrydowego. Układ ten jest zaliczany do tzw. mikro-hybryd (micro-hybrids). Aby podołać potrzebom częstego uruchamiania silnika pojazdu, jego rozrusznik i alternator muszą być odpowiednio wzmocnione. Często pojazdy posiadające system start-stop mają zblokowany układ rozrusznika-alternatora (rys. 2.19). Rys Silnik ze zintegrowanym rozrusznikiem-alternatorem [25] Z pewnością do bardzo korzystnych zastosowań systemu start-stop należy jego montaż w autobusach miejskich. Przykładem takich działań jest skonstruowany przez firmę Solaris Bus & Coach S.A., we współpracy z amerykańską firmą Eaton, autobus Urbino 12 Hybrid (rys. 2.20). Dzięki temu autobus w rejonie przystanków chwilowe wyłączenie jednostki napędowej radykalnie zmniejsza emisję substancji szkodliwych. Rys Autobus miejski Solaris Urbino 12 Hybrid z systemem start-stop [36]

29 Pełny napęd hybrydowy w pojazdach ciężkich (o masie własnej powyżej 2610 kg) jako pierwsza postanowiła zaadaptować firma Volvo Trucks. Początkowo były to samochody ciężarowe wykorzystywane w transporcie komunalnym (rys. 2.21), a w szczególności śmieciarki. Z upływem czasu również inni producenci pojazdów użytkowych zaprezentowali swoje konstrukcje z segmentu średniego. Były nimi między innymi firmy: Renault Trucks (samochód Premium Distribution Hybrys Tech) i Daimler (Mercedes-Benz Econic BlueTec Hybrid). Napęd hybrydowy zastosowany w tych pojazdach umożliwia jazdę z wykorzystaniem tylko silników elektrycznych, co pozwala zmniejszyć hałas emitowany przez te pojazdy (korzystne zwłaszcza w ścisłych centrach miast). Jest to w pełni funkcjonalny układ hybrydowy w konfiguracji równoległej (obecnie najczęściej stosowany), pozwalający na napęd pojazdu przez silnik spalinowy i/lub elektryczny. Główne zalety równoległego układu hybrydowego to [51]: pojazd ma do dyspozycji większą moc niż zainstalowany silnik spalinowy, ponieważ oba silniki mogą dostarczać energię jednocześnie, nie jest konieczne zabudowanie generatora do ładowania akumulatorów, większa sprawność energetyczna niż w przypadku konfiguracji szeregowej. Rys Układ napędowy samochodu Volvo FE Hybrid [38]: 1 silnik spalinowy Volvo D7, 2 sprzęgło, 3 silnik elektryczny I-SAM, 4 zautomatyzowana skrzynia przekładniowa I-Shift, 5 elektroniczna jednostka sterująca PMU, 6 akumulatory, 7 konwerter prądu Napęd hybrydowy został również zaadaptowany w publicznym transporcie osób. Autobusy miejskie cechuje znacząco inny charakter ruchu niż autobusów kursujących w komunikacji międzymiastowej oraz autokarów. Jak dotąd napęd hybrydowy w autobusach miejskich upowszechnił się głównie w Stanach Zjednoczonych i Japonii. W Europie udział autobusów miejskich z napędem hybrydowym, w ogólnej liczbie eksploatowanych autobusów, jest obecnie mały. Miejskie przedsiębiorstwa komunikacyjne, głównie dla celów testowych (badawczych), kupują pojedyncze egzemplarze. Pierwszym europejskim autobusem miejskim o napędzie hybrydowym, który trafił do produkcji seryjnej, był Solaris Urbino 18 Hybrid firmy Solaris. Premiera tego autobusu odbyła się podczas targów IAA w Hanowerze w roku Inni europejscy producenci autobusów (np. MAN Bus, Volvo Buses) również mogą poszczycić się wyprodukowaniem autobusów, wyposażonych w napęd hybrydowy (rys. 2.22)

30 Rys Dwunastometrowe autobusy miejskie z napędem hybrydowym [30, 38]: a) MAN Lion s City Hybrid, b) Volvo 7700 Hybrid Aktualnie największe zainteresowanie użytkowników jest skierowane na samochody o napędzie hybrydowym, wykorzystywane w transporcie dystrybucyjnym (rys i 2.24). Dotyczy to zwłaszcza właścicieli dużych flot pojazdów, dla których (ze względu na efekt skali) najbardziej zauważalne mogą być korzyści ze stosowania układów hybrydowych w pojazdach. Pojazdy przeznaczone do transportu dystrybucyjnego, podobnie jak autobusy, muszą często ruszać i zatrzymywać się (pomijając warunki ruchu na drodze). Wynika to z istnienia sieci dość gęsto rozmieszczonych punktów odbioru towarów. Skrzynia przekładniowa Silnik spalinowy Silnik elektryczny Akumulatory Rys Napęd hybrydowy w samochodzie Mitsubishi Fuso Canter Eco Hybrid [32] Rys DAF LF45 Hybrid, wykorzystywany w transporcie dystrybucyjnym [26]

31 Przyszłość w ewolucji systemów napędowych wiąże się z zastosowaniem do napędu pojazdów wodoru, jako bezpośredniego paliwa do silników lub wykorzystywanego do zasilania ogniw paliwowych. Największym problemem do rozwiązania jest sposób przechowywania tego paliwa w pojeździe oraz obecnie duży koszt jego wytwarzania. W przyszłości wzrośnie też udział napędu elektrycznego stosowanego w pojazdach. Pojazdy te mogą być zasilane z akumulatorów (ciągle trwają prace nad polepszeniem ich parametrów eksploatacyjnych) lub z ogniw paliwowych (rys. 2.25). Rys Elektryczny autobus miejski napędzany ogniwami paliwowymi [27] Mimo różnych problemów i niedogodności związanych z eksploatacją pojazdów zasilanych ogniwami paliwowymi, pojawia się coraz więcej konstrukcji takich pojazdów. Wynika to m.in. z korzyści ekologicznych jakie przynosi stosowanie takiego właśnie rodzaju napędu. Dzięki ogniwom paliwowym pojazd porusza się z wykorzystaniem silników elektrycznych. Taki cichy rodzaj napędu jest szczególnie korzystny w centrach miast. Widząc słuszność stosowania napędu elektrycznego, a chcąc uniknąć problemów związanych z eksploatacją pojazdów zasilanych ogniwami paliwowymi, pracuje się nad pojazdami w pełni elektrycznymi (źródłem napędu są akumulatory ładowane z sieci elektrycznej; rys. 2.26a). Nowością wśród elektrycznych autobusów miejskich są autobusy wykorzystujące do napędu energię elektryczną pochodzącą z ogniw słonecznych (rys. 2.26b). Rys Autobus miejski [89, 94]: a) w pełni elektryczny, podczas szybkiego ładowania, b) zasilany ogniwami słonecznymi

32 2.4. Sposób eksploatacji pojazdu Wytwórcy pojazdów silnikowych na całym świecie stale doskonalą różne sposoby ograniczania uciążliwości eksploatacyjnej swoich produktów w aspekcie oddziaływania na środowisko naturalne. Sposoby te dotyczą m.in. poprawy procesu spalania paliwa w silniku zwiększenie sprawności konwersji energii oraz rozwijania zaawansowanych technik oczyszczania spalin. Nie tylko doskonałe jednostki napędowe pod kątem ekologicznym są w stanie zmniejszyć negatywne oddziaływanie pojazdów samochodowych na środowisko naturalne. Ważny w tym względzie jest także sam sposób ich późniejszej eksploatacji. Przykładem eksploatacyjnych sposobów na zmniejszenie zużycia paliwa przez pojazdy oraz emisji spalin, będących dobrym uzupełnieniem dla tych stricte konstrukcyjnych i technologicznych, są metody z zakresu inżynierii i organizacji ruchu. Zaliczyć do nich można choćby: zastosowanie nowoczesnych narzędzi kontrolingowych w postaci telematycznych systemów zarządzania flotą pojazdów oraz implementację inteligentnych systemów transportowych (ITS Intelligent Transportation Systems). Wdrożenie nowoczesnych systemów telematycznych (rys. 2.27), których podstawą działania jest system GPS/GSM, stanowi pewnego rodzaju remedium na poprawę funkcjonowania transportu. Systemy te są rozwiązaniami integrującymi technologie informatyczne i telekomunikacyjne z inżynierią transportu, przy wsparciu takich dziedzin naukowych jak ekonomia, inżynieria systemów procesowych, sterowanie ruchem, itp. To połączenie służy m.in. zwiększeniu bezpieczeństwa transportu, zwiększeniu jego efektywności i wygody oraz zmniejszeniu jego negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne. Rys Przykładowe elementy składowe systemu telematycznego stosowanego w transporcie [88]

33 Systemy telematyki transportowej mogą być zastosowane m.in. w następujących obszarach [1]: sterowanie ruchem pojazdów na trasie; automatyczne systemy telematyki służą tu przede wszystkim zwiększeniu bezpieczeństwa i płynności ruchu oraz zmniejszeniu obciążeń środowiska, sterowanie ruchem pojazdów w sieci; jest to zadanie operatora systemu transportowego, informacje o sposobach i warunkach podróży, które powinny być dostępne zarówno przed rozpoczęciem podróży, jak i podczas jej trwania, ocena stylu jazdy kierowcy; monitoring sposobu prowadzenia pojazdu pozwala np. na skuteczne wdrażanie zasad ekonomicznej jazdy. Wśród wielu możliwości jakie niesie za sobą stosowanie systemów telematycznych w transporcie osób i ładunków, w aspekcie ekologii szczególną rolę odgrywają te związane z bieżącą kontrolą pracy kierowcy, zwłaszcza stosowanego przez niego stylu jazdy. Z uwagi na wysokie ceny rynkowe paliw, styl jazdy kierowców stał się także jednym z kluczowych elementów możliwości redukcji kosztów w firmach transportowych. Ekologia i ekonomia są ze sobą zatem nierozerwalnie związane. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele systemów telematyki, wyposażonych w cyfrowego asystenta stylu jazdy. Umożliwia on natychmiastowe wykrycie błędów w technice jazdy i wskazanie kierowcy przyczyn powodujących zwiększone zużycie paliwa. Mogą to być np.: nadmierna prędkość jazdy, częste przyspieszanie i hamowanie, zły dobór przełożeń w skrzyni biegów, nagminne przekraczanie zielonego zakresu prędkości obrotowej silnika, długie lub częste postoje praca silnika na biegu jałowym. Przykładowym urządzeniem, będącym asystentem stylu jazdy, jest CarCube firmy Punch Telematix. Łączy ono telematykę, telemetrię, nawigację i telefonię komórkową. Podczas jazdy mierzy takie parametry, jak zużycie paliwa, prędkość obrotowa silnika, hamowanie i przyspieszanie, oraz sygnalizuje kierowcy na wyświetlaczu i sygnałem dźwiękowym, w jaki sposób może on zmniejszyć zużycie paliwa (rys. 2.28). Tego rodzaju cyfrowy asystent stylu jazdy ma za zadanie motywować kierowców do korygowania, stosowanego przez nich stylu jazdy. Dane, na podstawie których można określić styl jazdy kierowcy mogą pochodzić również z samego tachografu zamontowanego w pojeździe, wykonującym pracę przewozową. Tego rodzaju urządzenie rejestruje dane dotyczące prędkości pojazdu, przebytego odcinka drogi, czasu jazdy i pracy kierowcy, a także prędkości obrotowej silnika (opcjonalnie). Dane pomiarowe mogą być zapisywane w postaci graficznej na okrągłej tarczy (tachografy analogowe lub elektroniczne), bądź w pamięci urządzenia (tachografy cyfrowe) istnieje wtedy możliwość wydrukowania potrzebnych danych [39]

34 Rys Asystent stylu jazdy firmy Punch Telematix CarCube [33] Inteligentne systemy transportowe połączenie technologii informacyjnych i komunikacyjnych z infrastrukturą transportową i pojazdami są kolejnym przykładem na to, jak można pozytywnie wpływać na sposób eksploatacji pojazdów, a tym samym uzyskiwać korzyści ekologiczne i ekonomiczne (większa efektywność; rys. 2.29). Ponadto zwiększają one bezpieczeństwo transportu, gdyż dostarczają wiele narzędzi do zarządzania nim, począwszy od zaawansowanych systemów sterowania ruchem z wykorzystaniem sygnalizacji świetlnej do systemów ostrzegania o wypadku. Inteligentne systemy transportowe wpływają zatem na poprawę warunków podróżowania, i to w zakresie multimodalnym zajmując się prywatnymi i publicznymi środkami transportu drogowego, morskiego oraz lotniczego. Od wielu lat są wdrażane w Ameryce Północnej, Japonii oraz w zachodniej i północnej części Europy [18]. Działanie współczesnych inteligentnych systemów transportowych jest realizowane w trzech płaszczyznach. Pierwszą z nich jest infrastruktura, w której zainstalowane elementy systemów ITS pozwalają na realizację wielu usług opisanych normą ISO Do elementów tych należą m.in.: tablice informacyjne, synoptyczne i znaki zmiennej treści, bramki poboru opłat, punkty automatycznej weryfikacji typu i klasy pojazdów, radiolatarnie. Wymienione elementy najczęściej wchodzą w interakcję z urządzeniami zainstalowanymi w pojazdach, a te stanowią drugą płaszczyznę inteligentnych systemów transportowych. Podstawowe urządzenia instalowane na pokładzie pojazdu to: systemy nawigacyjne, systemy nadzoru pojazdu oraz jego ładunku. Aby zapewnić właściwą interakcję z urządzeniami zainstalowanymi w infrastrukturze drogowej, pojazdy wyposaża się w liczne czujniki. Przekazywanie informacji o pojeździe odbywa się dzięki zastosowaniu modemów i nadajników teletransmisyjnych funkcjonujących najczęściej w paśmie 900 MHz i 2,4 GHz [61]. Ostatnią płaszczyznę inteligentnych systemów transportowych stanowią aplikacje i ośrodki zarządzające. Ich zadaniem jest przetwarzanie informacji, które są zbierane z dwóch wcześniej opisanych płaszczyzn, i na podstawie tych informacji oddziaływanie

35 na kształtowanie potoku ruchu przez sterowanie elementami infrastruktury lub urządzeniami pokładowymi pojazdów. Jednym z najważniejszych zastosowań systemów ITS jest budowa zaawansowanych systemów zarządzania ruchem drogowym (ATMS Advanced Traffic Management System). ATMS jest to zbiór technologii inteligentnych systemów transportowych, zaimplementowanych w jednym systemie, które umożliwiają monitorowanie i zarządzanie ruchem drogowym. Celem budowy tego rodzaju systemu jest zwiększenie efektywności układu drogowego (głównie przepustowości w wybranych przekrojach dróg). Rozwiązania inteligentnych systemów transportowych można kształtować zgodnie z potrzebami. Przykładowo jedni zarządcy dróg skupiają się na usprawnieniu ruchu komunikacji publicznej, inni na poprawie informacji o sytuacji drogowej lub ochronie infrastruktury drogowej przed ruchem ciężkim i pojazdami przeładowanymi. Technologie komunikacyjne TELEMATYKA Technologie informatyczne Sterowanie i zarządzanie systemami oraz sieciami transportowymi TELEMATYKA TRANSPORTU APLIKACJE INTELIGENTNE SYSTEMY TRANSPORTOWE Rys Geneza inteligentnych systemów transportowych [20] Zastosowanie systemów wykorzystujących metody i środki ITS przyczynia się między innymi do [61, 64]: zmniejszenia nakładów na infrastrukturę transportową, z uzyskaniem tych samych efektów poprawy sprawności systemu, jak w przypadku budowy nowych odcinków dróg (o %), zmniejszenia czasów podróży i zużycia energii (o %), zmniejszenia emisji CO 2 (m.in. z powodu zmniejszenia liczby zatrzymań pojazdów i poprawy płynności ruchu), redukcji kosztów zarządzania taborem drogowym, redukcji kosztów związanych z utrzymaniem i renowacją nawierzchni, poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego (zmniejszenie liczby wypadków o %), poprawy komfortu podróżowania i warunków ruchu kierowców oraz pieszych,

36 zwiększenia korzyści ekonomicznych w regionie (poprawa koniunktury gospodarczej), zwiększenia przepustowości elementów sieci transportowych bez nowych odcinków dróg (o %). Jednym z elementów, przynoszących największe korzyści, inteligentnego systemu transportowego jest BRT (Bus Rapid Transit). Skrót ten oznacza system szybkiej komunikacji autobusowej, będący dobrym sposobem na polepszenie warunków jazdy autobusów miejskich na zatłoczonych ulicach miast (rys. 2.30). Dzięki wykorzystywaniu autobusów przegubowych i dwuprzegubowych zapewnia przewiezienie zwiększonej liczby pasażerów. Autobus przegubowy lub dwuprzegubowy (rys. 2.31) zastępuje 100 samochodów osobowych i zajmuje tylko 5 % ich powierzchni, a to daje miastu więcej przestrzeni na różne inwestycje (np. parki, szkoły) [38]. BRT to kompletny system, w skład którego (oprócz autobusów) wchodzą oddzielne pasy ruchu dla autobusów, kontrola natężenia ruchu oraz system informacji dla pasażerów. W porównaniu z metrem lub kolejką naziemną, system BRT wymaga mniejszych nakładów finansowych, przy krótszym czasie jego wprowadzenia. Zapewnia on wiele korzyści: dla podróżnych oznacza przede wszystkim szybszy przejazd dzięki wydzielonym pasom ruchu i pierwszeństwu przejazdu na skrzyżowaniach. Obecnie na świecie około 50 miast zastosowało (w różnym stopniu) systemy BRT, a około 100 miast planuje wkrótce ich zastosowanie. Firmą, która intensywnie promuje tego rodzaju systemy na świecie jest Volvo Buses. Pomogła ona przy rozwoju pierwszego systemu szybkiej komunikacji autobusowej w Kurytybie (Brazylia) już w roku Obecnie systemy BRT wprowadzone są w takich miastach, jak: Bogota (Kolumbia), Mexico City (Meksyk), Göteborg (Szwecja) i Santiago (Chile). Średni czas uruchomienia systemu szybkiej komunikacji autobusowej to miesięcy. Dzięki systemowi BRT w Bogocie udało się zmniejszyć zużycie paliwa przez komunikację miejską o 47 %. Zmniejszyła się również emisja tlenków azotu (o 65 %) oraz o 75 % emisja cząstek stałych [38]. Rys System szybkiej komunikacji autobusowej BRT [94]

37 Rys Autobusy dwuprzegubowe stosowane w systemie BRT [38] Współczesne tendencje usprawniania ruchu pojazdów w miastach skłaniają się również w kierunku sztucznego generowania potoków ruchu i pełnej kontroli nad nimi (tzw. inteligentna sygnalizacja świetlna). Jednym ze skutecznych sposobów jest agregacja ruchu przez zsynchronizowanie ze sobą systemu sygnalizacji świetlnej na wybranym ciągu ulic tzw. zielona fala. Można wówczas założyć pewne uprzywilejowanie wybranego kierunku ruchu, zapewniając mu priorytet w zakresie długości trwania przejazdu w ciągu ulic ze skrzyżowaniami z sygnalizacją świetlną. Ruch poprzeczny na ciągu skrzyżowań jest wówczas przyporządkowany wybranemu kierunkowi ruchu. Proces agregacji ruchu może mieć charakter stały lub zmienny (na przykład w obu kierunkach), zarówno w okresie całej doby, jak i wybranych pór doby. Innym rozwiązaniem wpływającym na usprawnienie, pod kątem zużycia paliwa i emisji spalin, eksploatacji pojazdów silnikowych w miastach jest stosowanie zasad eco-drivingu (rys. 2.33). Pojęcie tzw. eko-jazdy pojawiło się i funkcjonuje w środowisku motoryzacyjnym stosunkowo niedawno. Jak twierdzą twórcy tego stylu jazdy stosowanie w praktyce przez kierowców pewnych reguł (zasad) powinno skutkować najmniejszym zużyciem paliwa, a jednocześnie w najmniejszym stopniu wpływać na zanieczyszczenie środowiska. Szkolenia z ekonomicznej i ekologicznej jazdy odbywają się na specjalnych kursach. Przykładowo Poznań jako pierwsze miasto w Polsce, przeprowadził kursy szkoleniowe w zakresie eco-drivingu dla swoich mieszkańców (2009 i 2010 rok; rys. 2.32). Szkoleniom poddawani są także kierowcy pracujący w tamtejszym miejskim przedsiębiorstwie komunikacyjnym (MPK Poznań Sp. z o.o.) [95]. W niektórych krajach nauka ekologicznego stylu jazdy stała się elementem szkolenia kandydatów na kierowców, a jej znajomość jest sprawdzana podczas egzaminu na prawo jazdy. Szeroka dostępność informacji na temat takiej techniki jazdy pozwala każdemu kierowcy we własnym zakresie sprawdzić efekty eco-drivingu. O tym, jak ważny jest sposób prowadzenia pojazdu przez kierowcę świadczą przykładowe wyniki badań stanowiskowych (według testu NEDC), przeprowadzone w Instytucie Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL w Bielsku-Białej [6]

38 Rys Materiały reklamowe dotyczące szkolenia mieszkańców Poznania w zakresie eco-drivingu [90] Jedną z istotniejszych rzeczy, na którą zwracają uwagę instruktorzy eko-jazdy jest sposób rozpędzania pojazdu. Okres rozpędzania pojazdu, a ściślej jego dynamika, odpowiada w głównej mierze za wielkość zużycia paliwa oraz ilość wyemitowanych związków szkodliwych [7, 9, 13, 21]. Główne zasady eco-drivingu opierają się na płynnej jeździe, ograniczaniu niepotrzebnych przyspieszeń i hamowań. Należy jeździć na możliwie najwyższym biegu, przy możliwie najniższej prędkości obrotowej silnika. Ważne jest także stosowanie hamowania silnikiem przez redukcję biegów np. w trakcie dojazdu do sygnalizatora świetlnego w miejsce jazdy wybiegiem (bieg luzem i jałowy silnika). Rys Główne zagadnienia powiązane z pojęciem eco-drivingu [75 77]

39 Wskazania odnośnie do jazdy ekologicznej przedstawiane są szczegółowiej w następujący sposób [87, 92, 97]: jazda na najwyższym możliwym biegu, na najniższej możliwej prędkości obrotowej, przyspieszanie, jeśli warunki drogowe na to pozwalają, dynamiczne, unikanie zbędnego obciążenia pojazdu, nie stosowanie jazdy wybiegiem; jeśli planowane jest zatrzymanie lub spowolnienie ruchu jazda na biegu, bez naciskania pedału przyspieszenia (jeśli będą na to warunki redukcja biegów), uruchamianie silnika bez naciskania pedału przyspieszenia, ruszanie od razu, nie rozgrzewanie silnika na postoju (uruchomienie i pozostawienie do czasu osiągnięcia warunków spełniających wymagany stan cieplny) zmniejszenie udziału tzw. zimnego rozruchu silnika, wyłączanie zbędnych odbiorników prądu, racjonalne i rozsądne używanie klimatyzacji, bycie przewidującym unikanie zbędnych przyspieszeń i hamowań, wyłączanie silnika, jeśli przewidywane zatrzymanie pojazdu potrwa dłużej niż 30 s, ograniczanie oporów toczenia i aerodynamicznych, dbanie o właściwe ciśnienie w oponach (rys. 2.34) i stan techniczny samochodu, planowanie podróży; wybieranie nawet trasy dłuższej, za to gwarantującej płynną jazdę [54]. Rys Samochody o prawidłowej wartości ciśnienia powietrza w oponach (dane z roku 2010) [96] Założenia eco-drivingu po raz pierwszy sformułowano w Szwajcarii i Finlandii w drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku. Kolejnymi krajami, w których dość szybko znalazł zwolenników, były: Niemcy, Holandia, Szwecja i Norwegia [79]. Popularność stosowania zasad tego sposobu jazdy wśród kierowców stale się zwiększa. Wzorem wielu krajów europejskich, także i w Polsce obserwuje się ostatnimi czasy wzrost zainteresowania wskazówkami i wytycznymi, mającymi na celu m.in. zmniejszenie zużycia paliwa przez pojazdy. W badaniach ankietowych w 2007 roku

40 12 % pytanych osób zadeklarowało, że jest przekonana o tym, iż eko-jazda może zmniejszyć zużycie paliwa [2]. W listopadzie 2012 r. uważało tak już 26 % ankietowanych. Ten 14-procentowy wzrost świadczy o tym, że świadomość o eco-drivingu wciąż jest kwestią otwartą (rys. 2.35). Gorzej natomiast wygląda stosowanie go w praktycznej jeździe. Znajomość zasad eco-drivingu wśród polskich kierowców Dostęp do wyników badań ankietowych Określenie tendencji w stylu jazdy kierowców Rys Metodyka postępowania w celu określenia tendencji w sposobie prowadzenia pojazdów przez polskich kierowców Z chwilą pojawienia się specjalistycznej, mobilnej aparatury naukowo-badawczej, skonstruowanej tak, aby móc prowadzić badania drogowe pojazdów, możliwa stała się weryfikacja korzyści wynikających ze stosowania zasad eco-drivingu poza laboratorium pomiary stanowiskowe. Badania pojazdów samochodowych pod kątem ekologii eksploatacji mają znaczenie zwłaszcza w przypadku badań toksyczności spalin w dynamicznych i nieustalonych warunkach pracy silnika. Mimo, iż podjęto się odzwierciedlenia tych warunków w dynamicznych testach badawczych (np. ETC European Transient Cycle, WHTC World Harmonized Transient Cycle), nie oddają one jednak w pełni rzeczywistych warunków eksploatacji pojazdów różnych kategorii homologacyjnych [65, 85, 86]. Dlatego też w ciągu ostatnich kilku lat największy potencjał badawczy w środowisku motoryzacyjnym skoncentrowano właśnie na badaniach drogowych pojazdów w rzeczywistych warunkach ruchu [81 83]

41 OSZCZĘDNOŚĆ PALIWA* [euro] 3. Cel, teza i zakres pracy W celu sprostania pojawiającym się z coraz większą częstotliwością nowym normom toksyczności spalin, stale poszukuje się rozwiązań wpływających na zmniejszenie zużycia paliwa i emisję spalin, szczególnie w ruchu miejskim. Zużycie paliwa przez pojazd poruszający się w mieście jest znacznie większe, w porównaniu gdy porusza się on poza miastem. Wynika to m.in. z charakteru ruchu miejskiego, cechującego się znacznym natężeniem pojazdów, co wpływa na ich częste zatrzymywanie się i ruszanie. Pojazdy te poruszają się ponadto na niższych biegach (ograniczenia prędkości i jazda podczas kongestii), co dodatkowo niekorzystnie wpływa na ekonomię paliwową. Stąd podejmuje się prace mające na celu ograniczenie spalanego paliwa przez pojazdy. Można to uczynić m.in. przez usprawnienie transportu miejskiego (system ITS, BRT, zielone fale) lub zmniejszenie strat energii (hybrydyzacja napędów). Mimo, iż sprzedawane i nowo rejestrowane samochody są wyposażane w coraz bardziej dopracowane konstrukcyjnie i ekologiczne jednostki napędowe (dzięki rozbudowanym układom oczyszczania spalin spełniającym z zapasem najnowszą normę emisji Euro 6), konieczne jest jednak poszukiwanie nowych sposobów na ograniczenie niekorzystnego oddziaływania tych samochodów na środowisko (rys. 3.1). Jest to możliwe zwłaszcza w czasie wykonywania badań w warunkach rzeczywistego ruchu po drogach. W rzeczywistej eksploatacji, w porównaniu do badań stanowiskowych prowadzonych w warunkach ściśle określonych, można pozyskać bowiem więcej niezbędnych informacji przydatnych do optymalizacji układu napędowego pod względem ograniczenia jego szkodliwego oddziaływania na środowisko naturalne [44, 47, 49]. Takie badania są cenne nie tylko z punktu widzenia konstruktorów pojazdów i silników, lecz także bezpośrednich użytkowników pojazdów stosowanie zasad eco-drivingu mogących przyczynić się w dużym stopniu do zmniejszenia zużycia paliwa przez pojazd oraz emisji substancji szkodliwych, w tym głównie NO x, PM i CO poprawa gospodarki energią cieplną, inteligentne sterowanie alternatorem, system start-stop, downsizing (129 g/km) typowy silnik ZS (5,4 dm 3 /100 km, 143 g/km) GRANICA OPŁACALNOŚCI + bezp. wtrysk paliwa, turbodoładowanie, downsizing, system start-stop (139 g/km) + pełna hybryda, ograniczenie liczby cylindrów (105 g/km) typowy silnik ZI, downsizing, poprawa gospodarki energią cieplną, inteligentne sterowanie alternatorem, układ zmiennych faz rozrządu, pełna hybryda (126 g/km) + układ zmiennych faz rozrządu * samochód klasy średniej, typowy silnik ZI + poprawa gospodarki energią cieplną, V ss = 2,0 dm 3, masa własna 1600 kg, inteligentne sterowanie alternatorem eksploatacja przez 3 lata, typowy silnik ZI (7,7 dm 0 3 /100 km, 185 g/km) przebiegi średnio km rocznie KOSZTY ŚRODKÓW TECHNICZNYCH [euro] Rys Wpływ techniki na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla [89]

42 Wiele ośrodków i firm prowadzących szkolenia z zakresu jazdy ekologicznej i ekonomicznej (oprócz tego także jazdy bezpiecznej oraz po bezdrożach tzw. off-road owej) w swoich materiałach jako jedną z korzyści stosowania zasad eco-drivingu przez kierowcę podaje określone procentowe zmniejszenie zużycia paliwa, obarczone przy tym dość dużą niedokładnością pomiarową. Natomiast brak jest informacji o toksycznych składnikach spalin podaje się, że się zmniejszają, nie podając jednak konkretnych wartości. Stąd wydało się więc konieczne przeprowadzenie weryfikacji zakładanych korzyści wynikających ze stosowania zasad eco-drivingu, w oparciu o dostępną (od niedawna) mobilną aparaturę badawczą umożliwiającą stosowne pomiary. Należy przy tym wspomnieć, że badania emisji substancji szkodliwych z silników napędzających pojazdy w rzeczywistych warunkach ich eksploatacji (a nie tylko w warunkach laboratoryjnych w trakcie tzw. homologacji typu) z wykorzystaniem aparatury mobilnej są nowością w skali światowej. Obecnie niewiele ośrodków badawczych i badawczo-rozwojowych oraz jednostek naukowych dysponuje konieczną dla realizacji takich badań aparaturą. Powyższe spostrzeżenia stały się podstawą do sformułowania głównego celu pracy, którym jest: Określenie wpływu stylu jazdy kierowcy na zużycie paliwa i emisję substancji szkodliwych w spalinach Podjęcie tego zagadnienia w niniejszej pracy było spowodowane niewystarczającą wiedzą o wpływie samego zachowania kierowców (stosowanego przez nich sposobu jazdy) na emisję szkodliwych składników spalin oraz zużycie paliwa. Sformułowany główny cel pracy wynika m.in. z potrzeb przedsiębiorstw (w tym komunikacyjnych) posiadających duże floty pojazdów i wykazujących popyt na szkolenia z zakresu jazdy ekologicznej i ekonomicznej. Celem dodatkowym niniejszej dysertacji jest weryfikacja zasad eco-drivingu. Podstawowe pytania badawcze są następujące: 1) W jaki sposób należy rozpędzać pojazd aby minimalizować zużycie paliwa oraz emisję zanieczyszczeń gazowych i stałych? 2) Jak należy prowadzić pojazd silnikowy by minimalizować emisję spalin i zużycie paliwa? 3) W jaki sposób należy hamować pojazdem, w celu uzyskania możliwie najmniejszych strat energii oraz największych korzyści ekologicznych? Cel pracy uzna się za osiągnięty, gdy uzyska się odpowiedzi na postawione pytania badawcze. Jako podstawowe kryterium oceny należy przyjąć wartości parametrów eksploatacyjnych podczas rzeczywistych warunków ruchu pojazdów. Wartości tych parametrów w porównaniu z odpowiadającymi im wartościami emisji drogowej substancji szkodliwych w spalinach, uzyskanymi podczas przejazdów, pozwolą określić kierunek możliwości poprawy emisyjności pojazdów w eksploatacji

43 W ramach określonych celów pracy głównego i dodatkowego będą zrealizowane następujące cele szczegółowe: wyznaczenie kryteriów oceny stylu jazdy kierowców, określenie wpływu wyznaczonych kryteriów na emisję dwutlenku węgla oraz innych substancji szkodliwych zawartych w spalinach, opracowanie zaleceń dotyczących ekologicznej i ekonomicznej eksploatacji pojazdów silnikowych. Doświadczalna ocena wpływu ekologicznego i ekonomicznego stylu jazdy kierowcy na środowisko naturalne główny cel naukowy przedmiotowej pracy doktorskiej pozwoli w efekcie końcowym na wykazanie (bądź nie) słuszności i korzystności stosowania zasad eco-drivingu podczas prowadzenia pojazdów mechanicznych. Stało się to możliwe dzięki pomiarom zużycia paliwa i emisji substancji szkodliwych w spalinach, przeprowadzonym w rzeczywistych warunkach ruchu (eksploatacji) tych pojazdów w tzw. warunkach drogowych. Badania będą polegały na jednoczesnym prowadzeniu dwóch typów pomiarów: toksyczności spalin oraz przy wykorzystaniu pokładowego rejestratora parametrów ruchu pojazdu (określanie dynamiki ruchu). Gromadzenie danych będzie prowadzone z wykorzystaniem odpowiednio dobranych urządzeń pomiarowo-rejestrujących. Badania będą wykonywane w warunkach ruchu miejskiego, pozamiejskiego oraz autostradowego, z wykorzystaniem pojazdów badawczych różnych kategorii homologacyjnych. Mając na uwadze przedstawione w pracy aspekty oraz zagadnienia podjęto próbę udowodnienia tezy: Możliwe jest zmniejszenie emisji drogowej substancji szkodliwych w spalinach oraz zużycia paliwa przez pojazd przy wykorzystaniu zasad eco-drivingu Sposób rozwiązania problemu naukowego i zakres pracy przedstawiono schematycznie na rys Zgodnie z zamierzeniem autora, wyznaczone zależności, dotyczące wpływu stylu jazdy kierowcy na zużycie paliwa i emisję szkodliwych składników spalin, powinny stanowić wymierną wiedzę wykorzystywaną np. w trakcie szkolenia kierowców według zasad ekologicznej i ekonomicznej jazdy oraz do popularyzacji tego sposobu eksploatacji pojazdów silnikowych. Na potrzeby realizacji pracy przyjęto pewne założenia i określono następujące ograniczenia: w analizie pominięto niektóre zasady eco-drivingu; nie określono m.in.: wpływu wartości ciśnienia w oponach, użytkowania klimatyzacji oraz przewożenia dodatkowych rzeczy (relingi dachowe, rowery, narty, ładunek w bagażniku itp.) na emisję spalin i zużycie paliwa przez pojazd, badaniom poddano jedynie pojazdy samochodowe o zastosowaniu drogowym (kategorii homologacyjnej M i N), natomiast nie przeprowadzono pomiarów toksyczności spalin dla pojazdów o innym zastosowaniu niż do trakcji drogowej typu non-road,

44 badaniom poddano jedynie pojazdy wyposażone w manualne skrzynie przekładniowe większa możliwość wpływania przez kierowcę na sposób poruszania się pojazdem niż w przypadku skrzyń zautomatyzowanych i automatycznych, w celu zminimalizowania mogących się pojawić rozbieżności w wynikach pomiarów różnice w sterowaniu pojazdem ograniczono się jedynie do dwóch kierowców testowych, posiadających kilkunastoletnie doświadczenie w prowadzeniu pojazdów samochodowych, w pracy, dla łatwiejszej analizy sporządzonych wykresów, przedstawiono tylko wybrane wyniki pomiarów emisji spalin i zużycia paliwa pozyskane w trakcie jazd testowych dla reprezentatywnych przejazdów; część z zaprezentowanych wartości emisji spalin i zużycia paliwa jest wynikiem uśredniania z kilku (kilkunastu) prób, w analizie stylu jazdy kierowcy uwzględniane będzie wyłącznie przyspieszenie pojazdu w osi wzdłużnej x, natomiast nie będą brane pod uwagę przyspieszenia w pozostałych osiach (poprzecznej y i pionowej z)

45 Wnioski Badania eksperymentalne Analiza teoretyczna i literaturowa Geneza Struktura pracy: Postawienie problemu Rozdziały: Analiza możliwości zmniejszenia emisji substancji szkodliwych w spalinach pojazdów samochodowych 1 Analiza obecnie stosowanych sposobów wpływających na poprawę ekologiczności eksploatacyjnej pojazdów: rozbudowane układy oczyszczania spalin, zmiany konstrukcyjne w silnikach, wprowadzanie napędów alternatywnych, zmiana sposobu eksploatacji eco-driving. 2 Cel, teza i zakres pracy 3 Definicja różnych stylów jazdy kryteria 4 Metodyka badań 5 Metody badawcze stosowane w warunkach pozatestowych Wykorzystanie pokładowych rejestratorów parametrów ruchu Badania w rzeczywistych warunkach ruchu 6 Weryfikacja wybranych zasad eco-drivingu Określenie wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję spalin i zużycie paliwa Badania pojazdów lekkich Badania pojazdów ciężkich 7 Propozycja zaleceń dotyczących sposobu jazdy 8 Podsumowanie, wnioski i kierunki dalszych badań 9 Rys Schemat rozwiązania postawionego celu naukowego pracy

46 4. Kryteria oceny stylu jazdy kierowcy 4.1. Wykorzystanie danych z pokładowych rejestratorów parametrów ruchu pojazdów Jako narzędzie w procesie ilościowego oznaczania dynamiki jazdy kierowcy wykorzystano pokładowy rejestrator parametrów ruchu pojazdu (w dalszej części pracy będzie skrócony zapis: pokładowy rejestrator). Pokładowy rejestrator (tzw. czarna skrzynka) to urządzenie, które rejestruje charakterystyczne dane opisujące stan pojazdu wykonującego zadanie transportowe oraz manewry wykonywane przez kierowcę. Dla realizacji celów pracy wykorzystano urządzenie o roboczej nazwie Merex, wyprodukowane przez firmę Automex Sp. z o.o. Merex jest mikroprocesorowym systemem służącym do pomiaru wartości przyspieszenia. Zabudowane w urządzeniu czujniki umożliwiają rejestrację wartości chwilowej przyspieszenia w osi wzdłużnej x, poprzecznej y i pionowej z. Zakres pomiarowy akcelerometrów wynosi ±10 m/s 2, a rozdzielczość pomiaru wynosi ±0,01 m/s 2. Rejestratora nie wyposażono w układy kompensujące zmianę pochylenia bryły pojazdu związane z geometrią drogi [57, 73]. Przedmiotowe urządzenie zaprogramowano do rejestrowania danych z częstotliwością 10 Hz, a dane są zapisywane w wewnętrznej pamięci urządzenia (jej pojemność wynosi 140 MB). W zależności od wersji wyposażenia odczyt danych możliwy jest bezpośrednio na wyświetlaczu lub wyłącznie na komputerze. Na rysunku 4.1a zaprezentowano urządzenie z wbudowanym ekranem ciekłokrystalicznym, zasilane za pomocą zestawu akumulatorów. Urządzenie to jest dodatkowo wyposażone w klawiaturę, która umożliwia jego programowanie. Na rysunku 4.1b przedstawiono natomiast urządzenie nie wyposażone w ekran, które jest zasilane z instalacji elektrycznej pojazdu. Programowanie urządzenia możliwe jest tylko za pomocą programu zainstalowanego w komputerze. Rys Widok rejestratora Merex, wyposażonego w ekran (a) i bez ekranu (b) Konfiguracja wykorzystanego w badaniach pokładowego rejestratora parametrów ruchu pojazdu umożliwia zapis danych w tzw. trybie rejestracji ciągłej z około

47 kilkunastu godzin podróży. Osoba obsługująca ma możliwość zaprogramowania urządzenia w taki sposób, aby zapis był uruchamiany po przekroczeniu określonej wartości przyspieszenia wówczas odpowiednio wydłużają się możliwości związane z okresem rejestracji. Do zestawu pomiarowego urządzenia Merex dodatkowo dołączono odbiornik GPS firmy Garmin. Dzięki niemu możliwe jest określenie współrzędnych pojazdu w każdej chwili trwania pomiaru oraz wyznaczenie jego prędkości chwilowej. Do ważniejszych zalet stosowania pokładowego rejestratora można zaliczyć [22, 73, 74]: rejestracja parametrów jazdy, definicja progów początku rejestracji (np. dla a > 0,1 m/s 2 ), wizualizacja przyspieszenia na mapie drogowej miasta, umiejscowienie zdarzenia wraz z analizą czasową przed i po nim, możliwość rejestracji również innych parametrów (m.in. OBD, CAN Controller Area Network), weryfikacja prędkości jazdy pojazdu, określenie stylu jazdy kierowcy, ocena stanu zawieszenia i układu napędowego pojazdu. Informacje na temat parametrów ruchu pojazdu mogą być zapisywane w pamięci pokładowego rejestratora na podstawie danych odbieranych z kilku źródeł. Można je sklasyfikować w trzech podstawowych grupach [59]: czujniki własne rejestratora stanowią one składową część urządzenia, pokładowe systemy diagnostyczne pojazdu, urządzenia zewnętrzne do tej grupy należą niezależne od rejestratora i pokładowego systemu diagnostycznego pojazdu przyrządy lub urządzenia, których funkcja i budowa umożliwia odczytanie określonych parametrów. Czujniki wewnętrzne są podstawowym źródłem danych. Dzięki nim możliwe jest określenie parametrów ruchu pojazdu, a także otoczenia. Wśród nich można wymienić m.in. czujniki: przyspieszenia liniowego (akcelerometry), przyspieszenia kątowego (żyroskopy), temperatury, wilgotności. Zaletą tego źródła danych jest to, że niezależnie od rodzaju obiektu na jakim ma być zainstalowany pokładowy rejestrator, grupa parametrów mierzonych przez to źródło jest zawsze dostępna do rejestracji przez urządzenie. Kolejnym źródłem informacji dla rejestratora parametrów ruchu pojazdu są dane uzyskiwane z jego pokładowego systemu diagnostycznego. Mogą być one pobierane zarówno z systemów stosowanych w samochodach osobowych i lekkich dostawczych (standardy OBDII i EOBD European On-Board Diagnostics), jak i z systemów stosowanych w autobusach i samochodach ciężarowych (np. SAE J1939). Do najważniejszych urządzeń zewnętrznych, z których dane mogą być wykorzystane przez pokładowy rejestrator, należą systemy nawigacji satelitarnej GPS. Inną grupą urządzeń, zaliczanych do tego źródła informacji, są urządzenia komunikacji bezprzewodowej GSM. Po ich podłączeniu możliwa jest wymiana informacji między urządzeniami rejestrującymi, a na przykład właścicielem floty pojazdów

48 Średnie przyspieszenie a śr [m/s 2 ] 4.2. Zdefiniowanie stylów jazdy kierowcy Do kryteriów oceny stylu jazdy kierowcy zaliczono m.in. sposób: przyspieszania pojazdem dynamika, jazdy, w tym na odpowiednim przełożeniu w skrzyni przekładniowej, z odpowiednią prędkością obrotową silnika, hamowania pojazdem. Następnie, na podstawie wstępnych badań drogowych oraz literatury, określono tzw. indeks agresywności jazdy (I agr ). Dokonano tego między innymi przy wykorzystaniu danych z pokładowego rejestratora parametrów ruchu pojazdu. Indeks agresywności jazdy określono odrębnie dla dwóch grup pojazdów wyposażonych w silniki ZI oraz ZS (rys. 4.1). Obliczono go na podstawie następujących zależności [8, 16]: 1) dla pojazdów z silnikami ZI: I agr = 0,17 + 0,55 a śr + 0,006 t >2000 (4.1) gdzie: a śr przyspieszenie średnie (tylko dodatnie) [m/s 2 ], t >2000 udział czasu pracy silnika z prędkością obrotową ponad 2000 obr/min [%], 2) dla pojazdów z silnikami ZS: I agr = 0,00158 t 1b + 0,00205 t 2b + 0,00148 t > ,582 a śr (4.2) gdzie: t 1b udział czasu jazdy na pierwszym biegu [%], t 2b udział czasu jazdy na drugim biegu [%], t >1850 udział czasu pracy silnika z prędkością obrotową ponad 1850 obr/min [%], a śr przyspieszenie średnie (tylko dodatnie) [m/s 2 ]. 2,0 pojazd z silnikiem ZI pojazd z silnikiem ZS 1,6 1,2 0,8 0,4 0,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Indeks agresywności jazdy I agr [ ] Rys Indeks agresywności jazdy określony na podstawie badań wstępnych

49 Na podstawie przyjętych kryteriów oceny stylu jazdy kierowcy oraz określonego indeksu agresywności jazdy, zdefiniowano trzy takie style. Zostały one określone jako: eco-driving, jazda normalna, jazda agresywna (rys. 4.2). STYL JAZDY KIEROWCY Eco-driving Jazda agresywna Jazda normalna Rys Zdefiniowane style jazdy na potrzeby realizacji pracy Definicje poszczególnych sposobów eksploatacji pojazdu przyjęto następująco (tab. 4.1): eco-driving umiarkowane przyspieszanie, jazda w miarę możliwości na 5. biegu (najwyższym), hamowanie silnikiem redukcja biegów w trakcie np. dojazdu do sygnalizatora świetlnego, jazda normalna powolne przyspieszanie, jazda maksymalnie na 4. biegu, stosowanie jazdy wybiegiem (bieg luzem i jałowy silnika) w trakcie np. dojazdu do sygnalizatora świetlnego, jazda agresywna dynamiczne przyspieszanie, jazda maksymalnie na 4. biegu, dojazd do sygnalizatora świetlnego hamowanie z dużej prędkości w końcowej fazie dojazdu. Tabela 4.1. Charakterystyka zdefiniowanych sposobów jazdy Styl jazdy kierowcy Kryterium eco-driving jazda normalna jazda agresywna Przyspieszanie umiarkowane wolne szybkie Zmiana biegu przy n [obr/min] 1 Maksymalna liczba stosowanych biegów silnik ZI silnik ZS 2 silnik ZI silnik ZS silnik ZI silnik ZS Hamowanie redukcja biegów jazda wybiegiem Indeks agresywności jazdy I agr [ ] nagłe, z dużej prędkości 0,4 0,4 0,6 0,6 1 Podane wartości mogą się nieznacznie zmieniać w przypadku niektórych obiektów badań. 2 W przypadku silników ZS typu HDD przyjęto odpowiednio: < 1400, , > W kwestii maksymalnego stosowanego biegu w trakcie jazdy wyjątek stanowi kilka pojazdów o większej liczbie przełożeń w skrzyni biegów, głównie z grupy HDV (Heavy Duty Vehicle). W przypadku jazdy normalnej i agresywnej stosowano maksymalnie o jeden bieg mniej (możliwy do zastosowania w danych warunkach ruchu), niż w przypadku jazdy według zasad eco-drivingu

50 5. Metodyka badań 5.1. Obiekty badań Obiektami badań były pojazdy mechaniczne napędzane silnikami ZI i ZS, w tym jeden o napędzie alternatywnym. W przeważającej części były to pojazdy lekkie samochody osobowe i lekkie samochody użytkowe o masie własnej nieprzekraczającej 2610 kg (do normy Euro 5 o dopuszczalnej masie całkowitej dmc poniżej 3500 kg). Wykonano też pomiary w odniesieniu do pojazdów ciężkich o masie własnej przekraczającej 2610 kg (do Euro V dmc powyżej 3500 kg). Konkretyzując, badaniami objęte były trzy rodzaje pojazdów silnikowych: samochody osobowe, lekkie samochody użytkowe (samochody dostawcze), samochody ciężarowe, w tym zestaw drogowy (ciągnik siodłowy i naczepa). Badania w rzeczywistych warunkach eksploatacji wykonano przy wykorzystaniu kilku samochodów osobowych (typu PC Passenger Car). Były to m.in.: Skoda Fabia hatchback z 4-cylindrowym silnikiem ZI o objętości skokowej 1,4 dm 3 oraz Skoda Fabia kombi z silnikiem ZS o objętości skokowej 1,9 dm 3 (rys. 5.1). Pozostałe dane techniczne jednostek napędowych badanych pojazdów zamieszczono w tabeli 5.1. W skład układu napędowego samochodów badawczych wchodziła również 5-biegowa skrzynia przekładniowa. Obiekty badań były wyposażone w układy oczyszczania spalin typu trójfunkcyjny reaktor katalityczny (TWC Three Way Catalyst) Fabia ZI oraz utleniający reaktor katalityczny (DOC Diesel Oxidation Catalyst) Fabia ZS. c) d) Rys Obiekty badań pojazdy typu PC: a) Skoda Fabia hatchback, b) Skoda Fabia kombi, c) Volkswagen Passat kombi, d) Honda CR-Z

51 Pojazdy PC2 (Skoda Fabia) i PC4 (Volkswagen Passat) charakteryzowały się zbliżonymi układami napędowymi. Ten drugi obiekt badań również był pojazdem typu kombi, który wyposażono w 4-cylindrowy silnik ZS o objętości skokowej 1,9 dm 3. Poza tym jednostka napędowa badanego samochodu także była wyposażona tylko w utleniający reaktor katalityczny DOC, natomiast nie był zainstalowany filtr cząstek stałych typu DPF (Diesel Particulate Filter). Badania drogowe emisji spalin i zużycia paliwa wykonano również na lekkim pojeździe z napędem alternatywnym samochód osobowy wyposażony w napęd hybrydowy (rys. 5.1d). Układ napędowy tego samochodu (Honda CR-Z) składa się głównie z silnika spalinowego ZI o objętości skokowej 1,5 dm 3 o mocy 84 kw oraz silnika elektrycznego o mocy około 10 kw. W przypadku tego typu rozwiązania (tzw. mild hybrid) silnik elektryczny wspomaga tylko pracę jednostki spalinowej; w układzie tym nie ma możliwości napędu samochodu tylko ze źródła elektrycznego. Ważne jest to, że w pojeździe badawczym podczas hamowania odzyskiwana jest energia i magazynowana w akumulatorach typu Ni-MH, o możliwości gromadzenia energii równej 5,75 A h oraz że jest on wyposażony w system start-stop. Tabela 5.1. Podstawowe dane techniczne jednostek napędowych badanych samochodów osobowych Parametr PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 Volkswagen Skoda Fabia Skoda Fabia Volkswagen Honda Passat hatchback kombi Golf GTI CR-Z kombi Silnik rodzaj zapłonu ZI ZS ZI ZS ZI Liczba cylindrów R4 R4 R4 R4 R4 Objętość skokowa [dm 3 ] 1,4 1,9 1,8 1,9 1,5 Układ wtryskowy Moc maksymalna [kw/km] przy prędkości obrotowej [obr/min] Maksymalny moment obrotowy [N m] przy prędkości obrotowej [obr/min] wielopunktowy MPI 50/ pompowtryskiwacze PDE 74/ wielopunktowy MPI 110/ pompowtryskiwacze PDE 66/ wielopunktowy MPI 84/114 Doładowanie/rodzaj nie/ tak/turbosprężarkowsprężarkowsprężarkowe tak/turbo- tak/turbo- nie/ reaktor reaktor reaktor reaktor Układ oczyszczania katalityczny katalityczny katalityczny katalityczny spalin utleniający utleniający TWC TWC DOC DOC Skrzynia manualna, manualna, manualna, manualna, przekładniowa 5-biegowa 5-biegowa 5-biegowa 5-biegowa Masa własna [kg] Objętościowy wskaźnik mocy 35,7 39,0 61,1 34,7 56,0 [kw/dm 3 ] reaktor katalityczny TWC manualna, 6-biegowa

52 W przypadku lekkich pojazdów użytkowych typu LDV (Light Duty Vehicle) do badań wykorzystano m.in. samochód dostawczy Citroën Berlingo w wersji osobowej z 4-cylindrowym silnikiem ZS o objętości skokowej 2,0 dm 3 (rys. 5.2a). Pozostałe dane techniczne jego jednostki napędowej zamieszczono w tabeli 5.2. Obiekt badań wyposażony był w manualną, 5-biegową skrzynię przekładniową. Pojazd ten był ponadto wyposażony w układ oczyszczania spalin typu DOC. Masa własna wybranego do pomiarów samochodu użytkowego nie przekracza 2610 kg. Należy on zatem do grupy pojazdów podlegających badaniom homologacyjnym na podwoziowym stanowisku dynamometrycznym hamowni podwoziowej według europejskiego cyklu jezdnego NEDC. Badaniom poddano również trzy inne samochody użytkowe typu LDV. Były nimi: Peugeot Expert, Volkswagen Transporter T5 i Fiat Doblo. Dwa pierwsze charakteryzowały się zbliżonymi wymiarami zewnętrznymi i dopuszczalną ładownością (odpowiednio: 800 i 939 kg) oraz były napędzane 4-cylindrowymi silnikami o zapłonie samoczynnym. Główne różnice były związane z rodzajem zamontowanego układu oczyszczania spalin oraz parametrami eksploatacyjnymi jednostek napędowych (tab. 5.2). c) d) Rys Obiekty badań pojazdy typu LDV: a) Citroën Berlingo, b) Peugeot Expert, c) Volkswagen Transporter T5, d) Fiat Doblo

53 Tabela 5.2. Dane techniczne badanych samochodów dostawczych LDV1 LDV2 LDV3 LDV4 Volkswagen Parametr Citroën Peugeot Fiat Transporter Berlingo Expert Doblo T5 Silnik rodzaj zapłonu ZS ZS ZS ZS Liczba cylindrów R4 R4 R4 R4 Objętość skokowa [dm 3 ] 2,0 1,9 2,0 1,9 Układ wtryskowy common rail pompa rotacyjna common rail common rail Moc maksymalna [kw/km] przy prędkości obrotowej [obr/min] 66/ / / / Maksymalny moment obrotowy [N m] przy prędkości obrotowej [obr/min] Doładowanie/rodzaj tak/turbosprężarkowsprężarkowsprężarkowsprężarkowe tak/turbo- tak/turbo- tak/turbo- Skrzynia przekładniowa manualna, 5-biegowa manualna, 5-biegowa manualna, 5-biegowa manualna, 5-biegowa reaktor reaktor Układ oczyszczania filtr cząstek katalityczny katalityczny spalin stałych DPF DOC DOC Masa własna [kg] Objętościowy wskaźnik mocy [kw/dm 3 ] 33,0 35,8 37,5 40,5 Jednym z pojazdów ciężkich typu HDV, które poddano badaniom w rzeczywistych warunkach ruchu był samochód użytkowy MAN TGL (rys. 5.3 i 5.4). Do napędu tego dystrybucyjnego samochodu ciężarowego o dopuszczalnej masie całkowitej wynoszącej prawie kg służy 6-cylindrowy silnik ZS o objętości skokowej 6,9 dm 3 (tab. 5.3). W codziennej eksploatacji przedmiotowy pojazd jest wykorzystywany do przewozu ładunków o masie do około 6000 kg. Jako że dopuszczalna masa całkowita wybranego do pomiarów samochodu ciężarowego przekracza 3500 kg, należy on do grupy pojazdów podlegających badaniom homologacyjnym na silnikowym stanowisku dynamometrycznym według europejskich testów ESC (European Stationary Cycle) oraz ETC. Pojazd na potrzeby badań częściowo obciążono ładunkiem, tak aby odzwierciedlić codzienne zadania przewozowe, jakim jest poddawany dostarczanie towarów np. do ośrodków handlowych. Obiekt badań był wyposażony w dwa układy oczyszczania spalin. Na spełnienie normy emisji spalin EEV przez pojazd pozwalają: układ recyrkulacji spalin EGR oraz MAN PM-Kat filtr cząstek stałych

54 HDV1 HDV2 Rys Pojazdy typu HDV przygotowane do badań drogowych HDV3 HDV3 Rys Zestaw drogowy poddawany badaniom emisji spalin Tabela 5.3. Dane techniczne badanych samochodów ciężarowych Parametr HDV1 HDV2 HDV3 MAN TGL Scania 94G 220 Scania R Silnik rodzaj zapłonu ZS ZS ZS Liczba cylindrów R6 R6 R6 Objętość skokowa [dm 3 ] 6,9 9,0 11,7 Układ wtryskowy common rail pompa rzędowa pompowtryskiwacze PDE Moc maksymalna [kw/km] przy prędkości obrotowej [obr/min] 184/ / / Maksymalny moment obrotowy [N m] przy prędkości obrotowej [obr/min] Doładowanie/rodzaj tak/turbosprężarkowsprężarkowsprężarkowe tak/turbo- tak/turbo- Skrzynia przekładniowa manualna, 8-biegowa manualna, 8-biegowa manualna, 12-biegowa Układ oczyszczania EGR i MAN spalin PM-Kat Masa własna [kg] Ładowność [kg] ok Objętościowy wskaźnik mocy [kw/dm 3 ] 26,7 18,0 26,4-54 -

55 Badania emisji spalin i zużycia paliwa przeprowadzono w trzech etapach. Na początku wykonano pomiary w odniesieniu do samochodów osobowych. W dalszej części realizacji pracy doktorskiej pomiarom emisji substancji toksycznych w spalinach poddano lekkie samochody użytkowe oraz w trzecim etapie samochody ciężarowe. Dla wszystkich typów pojazdów pomiary emisyjności spalin były wykonywane według analogicznego schematu. Najpierw były realizowane przejazdy, po uprzednio wyznaczonej trasie o różnej charakterystyce, bez ingerencji w styl jazdy kierowcy, a następnie z uwzględnieniem przez kierowcę zasad ekologicznego i ekonomicznego stylu jazdy. Należy tutaj zaznaczyć, iż pomiary w rzeczywistych warunkach eksploatacji rozpoczynano, gdy temperatura cieczy chłodzącej jednostki napędowe pojazdów badawczych wynosiła ponad 85ºC. Uzyskane wyniki pomiarów, po odpowiedniej obróbce i analizie, umożliwiły ocenę korzystności stosowania stylu jazdy określanego mianem eco-drivingu

56 5.2. Aparatura do pomiarów zużycia paliwa i emisji substancji szkodliwych w spalinach Pomiary zużycia paliwa i emisji szkodliwych składników spalin, przeprowadzone w ramach realizacji pracy, wymagały zastosowania specjalistycznej aparatury do badań toksyczności spalin. Z racji charakteru wykonywanych badań w warunkach rzeczywistej eksploatacji pojazdów użyta została mobilna aparatura badawcza typu PEMS (Portable Emissions Measurement System) [17, 67, 68]. Posiadanie tego rodzaju aparatury badawczej pozwoliło na określenie składu spalin oraz sprawności przetwarzania przez silniki energii chemicznej pochodzącej z paliwa (wartości zużycia paliwa przez pojazdy). Do pomiarów wykorzystana została następująca aparatura: analizator do badań toksyczności spalin SEMTECH-DS firmy Sensors Inc. (Sensors) pomiar stężenia związków gazowych, analizator do badań emisji cząstek stałych SEMTECH-LAM (Laser Aerosol Monitor) firmy Sensors pomiar stężenia i masy cząstek stałych, Micro Soot Sensor firmy AVL List GmbH (AVL) pomiar stężenia i masy cząstek stałych, Engine Exhaust Particle Sizer 3090 firmy TSI Inc. (TSI) pomiar rozkładu wymiarowego cząstek stałych. Podstawową aparaturą, z której korzystano w trakcie prowadzonych badań był SEMTECH-DS (rys. 5.5 i 5.6). Dzięki temu urządzeniu dokonywano pomiarów stężenia gazowych związków szkodliwych w spalinach, takich jak: CO, CO 2, HC i NO x (tab. 5.4). Elementami składowymi opisywanej aparatury badawczej są przede wszystkim [69, 71]: zestaw kilku analizatorów, przeznaczonych do określania zawartości poszczególnych gazowych substancji szkodliwych w spalinach, przepływomierz spalin; o różnej średnicy, zależnej od wydatku spalin z układu wylotowego pojazdu (rys. 5.8), moduł pozwalający na akwizycję danych z systemu diagnostyki pokładowej pojazdu OBD, moduł umożliwiający komunikację z systemem lokalizacji GPS; dzięki temu istnieje możliwość naniesienia wyników pomiarów na trasę przejazdu. Rys Mobilny analizator do badań toksyczności spalin SEMTECH-DS firmy Sensors [35]

57 Jednostka sterująca Rys Urządzenie pomiarowe SEMTECH-DS w trakcie montażu w pojeździe Jednym z analizatorów wchodzących w skład urządzenia SEMTECH-DS jest analizator niedyspersyjny na podczerwień NDIR (Non-Dispersive InfraRed). Ta niedyspersyjna metoda pomiaru z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego pozwala wyznaczyć stężenie tlenku i dwutlenku węgla w spalinach. Kolejnymi z analizatorów, będących elementami budowy opisywanej aparatury badawczej, są NDUV (Non-Dispersive UltraViolet) oraz FID (Flame Ionization Detector). Pierwszy z nich umożliwia pomiar stężenia tlenków azotu, natomiast drugi służy do określenia zawartości węglowodorów w spalinach. Zasada działania analizatora SEMTECH-DS polega głównie na tym, że gazy spalinowe są do niego wprowadzane za pomocą sondy pomiarowej, znajdującej się na końcu przewodu, podgrzewanego do temperatury 191ºC (rys. 5.7). Następnie spaliny są filtrowane z cząstek stałych (w przypadku silników ZS) i następuje pomiar stężenia węglowodorów. W dalszej kolejności są one schładzane do temperatury 4ºC i dokonywany jest kolejno pomiar stężenia: tlenków azotu, tlenku węgla, dwutlenku węgla oraz tlenu (analizatorem elektrochemicznym). 191 C Przewód grzany Wylot spalin Układ poboru spalin LAN PC Filtr O 2 FID (HC) NDIR (CO, CO 2 ) GPS Chłodnica 4 C NDUV (NO x ) OBD Rys Schemat budowy mobilnego analizatora SEMTECH-DS [69, 71]

58 Tabela 5.4. Charakterystyka mobilnego analizatora spalin SEMTECH-DS [69, 71] Parametr Metoda pomiaru Dokładność 1. Stężenie związków CO HC NO x = (NO + NO 2 ) CO 2 O 2 NDIR niedyspersyjna (podczerwień), zakres 0 10 % FID płomieniowo-jonizacyjna, zakres ppm NDUV niedyspersyjna (ultrafiolet), zakres ppm NDIR niedyspersyjna (podczerwień), zakres 0 20 % elektrochemiczna, zakres 0 20 % Częstotliwość próbkowania 1 Hz 2. Przepływ spalin masowe natężenie przepływu T max do 700 C 3. Czas nagrzewania 15 min 4. Czas odpowiedzi T 90 < 1 s 5. Obsługiwane systemy SAE J1850/SAE J1979 (LDV) diagnostyczne SAE J1708/SAE J1587 (HDV) CAN SAE J1939/J2284 (HDV) ±3 % ±2,5 % ±3 % ±3 % ±1 % ±2,5 % ±1 % zakresu Opisywana mobilna aparatura pomiarowa, oprócz pomiaru stężenia poszczególnych gazowych substancji szkodliwych w spalinach, umożliwia również pomiar masowego natężenia przepływu spalin (wspominany przepływomierz). Jest to niezbędne do obliczania emisji tych związków (np. drogowej, jednostkowej). Należy pamiętać, z racji różnej objętości skokowej silników napędzających pojazdy, różny jest też wydatek spalin. Stąd konieczne jest dobieranie do badań przepływomierzy spalin o odpowiedniej średnicy (rys. 5.8). Urządzenie SEMTECH-DS, wykorzystując tzw. metodę bilansu masy węgla (carbon balance), pozwala wyznaczyć ponadto przebiegowe zużycie paliwa przez dany pojazd. Rys Przepływomierz spalin zamontowany w układzie wylotowym Oceny emisji cząstek stałych dokonano m.in. z wykorzystaniem analizatora Micro Soot Sensor firmy AVL, łącznie z układem kondycjonowania próbki układem rozcieńczania spalin powietrzem (rys. 5.9 i 5.10a). Zestaw ten umożliwia ciągły pomiar stężenia PM w rozcieńczonych spalinach. Zasada działania układu jest oparta na pomiarze fotoakustycznym (PASS Photo Acoustic Soot Sensor) w tzw. rezonansowej

59 komorze pomiarowej. Wykorzystanie metody fotoakustycznej pozwala na detekcję stężenia cząstek stałych w zakresie 0 50 mg/m 3. Pomiar cząstek urządzenie mierzy część węglową PM polega na znacznej absorpcji modulowanego światła laserowego przez cząstki sadzy. Skutkuje to okresowym (przemiennym) ogrzewaniem i chłodzeniem gazu nośnego (pulsacje ciśnienia w komorze pomiarowej), a powstająca fala dźwiękowa jest rejestrowana przez mikrofony. Następnie sygnał podlega wzmocnieniu i odfiltrowaniu. Podstawowe dane techniczne analizatora MSS przedstawiono w tabeli 5.5. Fala dźwiękowa Mikrofon Komora pomiarowa Modulowane światło laserowe Przepływ spalin Rys Schemat działania analizatora do pomiaru stężenia cząstek stałych MSS firmy AVL [5] Tabela 5.5. Dane techniczne analizatora do pomiaru emisji cząstek stałych [5] Zakres działania 0 50 mg/m 3 Rozdzielczość Czas odpowiedzi 0,001 mg/m³ < 1 s Stopień rozcieńczenia 1:5000 Temperatura próbki spalin Przepływ spalin Napięcie zasilające Błąd wskazań Dopuszczalna temp. spalin 5 43 C 2 dm 3 /min 230 V, 500 W maks. ±3 % w zakresie DR 2 10, maks. ±10 % w zakresie DR do 1000 C Rys Aparatura służąca do pomiaru zawartości cząstek stałych w spalinach [5, 37]: a) AVL Micro Soot Sensor, b) TSI Engine Exhaust Particle Sizer

60 Do pomiaru rozkładu średnic cząstek stałych wykorzystano spektrometr masowy firmy TSI EEPS 3090 (rys. 5.10b). Spektrometr umożliwiał ciągły pomiar rozkładu wielkości PM emitowanych przez silnik badanych pojazdów. Analizatory tego typu umożliwiają pomiar zawartości cząstek stałych dla dyskretnego zakresu średnic cząstek (od 5,6 do 560 nm), na podstawie zróżnicowanej ich prędkości (tab. 5.6). Zakres elektrycznej ruchliwości cząstek jest zmieniany wykładniczo, a pomiar wielkości PM odbywa się z częstotliwością 10 Hz. Rys Schemat działania analizatora rozkładu cząstek stałych EEPS 3090 [37] Tabela 5.6. Dane techniczne spektrometru masowego firmy TSI [37] Rozmiar mierzonych cząstek 5,6 560 nm Liczba kanałów pomiarowych 16 kanałów na dekadę (32 całkowicie) Liczba kanałów elektrod 22 Rozdzielczość 10 rozmiarów kanałów/s Przepływ próbki spalin 10 dm 3 /min Przypływ sprężonego powietrza 40 dm 3 /min Temperatura próbki wejściowej C Temperatura pracy urządzenia 0 40 C Zasada działania urządzenia EEPS jest następująca: cząstki stałe doprowadzane są do analizatora jako strumień gazów wylotowych z silnika (rys. 5.11). Początkowy filtr wyłapuje cząstki większe niż 1 µm, czyli takie będące poza zakresem pomiarowym urządzenia. Następnie są one kierowane na elektrodę ładującą, gdzie wytwarzane są jony. Połączenie cząstek stałych i ładunku elektrycznego pozwala sklasyfikować je według rozmiaru. Następnie cząstki trafiają na szczelinę pierścieniową, która jest przestrzenią między dwoma koncentrycznymi cylindrami. Szczelinę otacza strumień czystego powietrza (doprowadzany z zewnątrz). Cylinder wylotowy zbudowany jest w formie stosu elektrod o dużej czułości, ułożonych w formie pierścienia w taki sposób, iż są od siebie izolowane. Elektrody z jednej strony podłączone są do wzmacniacza,

61 z drugiej zaś uziemione. Powoduje to powstanie pola elektrycznego między cylindrami zbudowanymi z elektrod. Przepływająca pomiędzy nimi mieszanka świeżego powietrza i cząstek stałych, które (naładowane dodatnio) odpychane są od wysokonapięciowej elektrody i kierowane między czułe elektrody. Cząstki, uderzając w elektrody, powodują wytwarzanie prądu, który w czasie rzeczywistym odczytywany jest przez sterownik. Całość obsługiwana jest przez oprogramowanie, umożliwiające obserwację wyników w czasie rzeczywistym na wewnętrznym ekranie urządzenia lub ekranie komputera, podłączonego do niego. W związku z tym, że wykorzystywana w badaniach mobilna aparatura pomiarowa typu PEMS (rys ) wymagała stałego zasilania, którego nie można było zaadaptować z badanych pojazdów, zastosowano dodatkowe urządzenia niezbędne do prowadzenia pomiarów (rys i 5.16). Wykorzystano do tego celu dodatkowe źródła zasilania w postaci akumulatorów o dużej gromadzonej energii (235 A h) oraz agregatów prądotwórczych o mocy 2 kw (każdy). Rys Aparatura pomiarowa typu PEMS zamontowana w pojeździe Rys Aparatura pomiarowa typu PEMS zamontowana w ładowniach samochodów ciężarowych

62 SPALINY PRZEPŁYWOMIERZ przewód grzany SEMTECH-DS PC MSS DR + 1 bar SPRĘŻARKA POWIETRZA (stopień rozcieńczenia) PC EEPS SPALINY PRZEPŁYWOMIERZ przewód grzany SEMTECH-DS PC SEMTECH- LAM DR (stopień rozcieńczenia) + 1 bar SPRĘŻARKA POWIETRZA PC Rys Schemat połączenia urządzeń wykorzystywanych do badań emisji spalin [45, 53] Rys Aparatura pomiarowa typu PEMS zamontowana w samochodzie osobowym Rys Aparatura pomiarowa typu PEMS zamontowana w samochodzie dostawczym

63 5.3. Harmonogram badań Do realizacji celów pracy zaplanowano wykonanie dwóch grup badań. W pierwszej kolejności zweryfikowano kilka wybranych zasad eco-drivingu. Następnie przeprowadzono zasadnicze badania, mające pozwolić na określenie wpływu, stosowanego przez kierowcę, stylu jazdy na zużycie paliwa przez pojazd oraz emisję substancji szkodliwych w spalinach. 1. Weryfikacja wybranych zasad eco-drivingu Cześć badań, w tym rozpędzanie pojazdów typu PC, LDV i HDV wykonano na wydzielonej przestrzeni wolnej od ruchu drogowego (rys. 5.17). Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję spalin określono natomiast na podstawie przejazdów wykonanych na odcinku autostrady A2 w rejonach Poznania (rys. 5.18) oraz na odcinku drogi ekspresowej S11, wiodącym z Poznania do Kórnika (rys. 5.19). 2 1 Rys Odcinek testowy dla przeprowadzenia badań weryfikujących zasady eco-drivingu 2 1 Rys Odcinek testowy fragment autostrady A2 w rejonach Poznania (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google)

64 1 2 Rys Odcinek testowy fragment drogi ekspresowej S11 z Poznania do Kórnika (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google) 2. Wpływ stylu jazdy kierowcy na zużycie paliwa i emisję substancji szkodliwych w spalinach określono na podstawie następujących badań: badania zużycia paliwa i emisji drogowej toksycznych składników spalin z silników samochodów osobowych (PC) w rzeczywistych warunkach ruchu tych pojazdów (zależnie od stylu jazdy kierowcy) aglomeracja poznańska: jazda miejska i pozamiejska (rys i 5.21), badania zużycia paliwa i emisji drogowej gazowych składników spalin i cząstek stałych (emisja masowa i wymiarowa) z silników lekkich samochodów użytkowych (LDV) w rzeczywistych warunkach ruchu tych pojazdów (zależnie od stylu jazdy kierowcy) aglomeracja poznańska: jazda miejska i pozamiejska (rys i 5.21), badania zużycia paliwa i emisji drogowej gazowych składników spalin i cząstek stałych (emisja masowa i wymiarowa) z silników pojazdów ciężarowych (HDV) w rzeczywistych warunkach ich ruchu (w zależności od stylu jazdy kierowcy) aglomeracja poznańska, trasa Poznań Września Poznań, miasto Koło i jego rejony: jazda miejska, pozamiejska i autostradowa (rys i 5.23). Rys Trasa badawcza nr 1 zlokalizowana na terenie miasta Poznania (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google) [43]

65 Rys Trasa badawcza nr 2 zlokalizowana na terenie miasta Poznania (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google) [41] Rys Trasa badawcza nr 3 zlokalizowana na terenie miasta Poznania (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google) [44] 1 2 Rys Trasa badawcza nr 4 (opracowano na podstawie serwisu Mapy Google) [42]

66 5.4. Niepewność pomiarowa Do oszacowania niepewności pomiarowej wykonanych w ramach pracy badań wykorzystano metodę typu A [70]. Stosowne obliczenia wykonano przy wykorzystaniu zależności opisanych wzorami (5.1) (5.4). Należy powiedzieć, że w podrozdziale zawarto jedynie przykładowe wyniki, dotyczące analizowanych w pracy substancji szkodliwych i zużycia paliwa. x = gdzie: x i wartość otrzymana w i-tym pomiarze, n liczba wykonanych pomiarów. n i=1 x i n (5.1) s x = 1 n 1 n i=1 x i x 2 (5.2) u x = s x = s(x) n = 1 n n 1 n i=1 x i x 2 (5.3) gdzie: s(x) odchylenie standardowe z próbki (niepewność przypadkowa pojedynczego pomiaru), u(x) niepewność standardowa (odchylenie standardowe średnich arytmetycznych). x g = x + t α,k s(x ) x d = x t α,k s(x ) (5.4) gdzie: x g górna granica przedziału ufności dla wartości średniej, x d dolna granica przedziału ufności dla wartości średniej, t zmienna losowa w rozkładzie Studenta, α poziom istotności, k liczba stopni swobody, równa liczbie pomiarów n pomniejszonej o 1, ±t α,k s(x ) dokładność pomiaru. W tabeli 5.7 umieszczono wartości emisji drogowej gazowych związków szkodliwych w spalinach oraz przebiegowego zużycia paliwa określone dla pojazdu LDV3 (hamowanie w wyniku zastosowania redukcji biegów) w trakcie badania wpływu sposobu hamowania pojazdem na zużycie paliwa i emisję substancji szkodliwych w spalinach (patrz podrozdz. 6.3). Liczba wykonanych prób pomiarów emisji spalin wynosi

67 Tabela 5.7. Wartości emisji drogowej i zużycia paliwa (pojazd LDV3, hamowanie silnikiem) n CO [g/km] CO 2 [g/km] HC [g/km] NO x [g/km] Przebiegowe zużycie paliwa [dm 3 /100 km] 1 0, ,6 0,302 1,08 14,3 2 0, ,6 0,289 1,41 14,1 3 0, ,0 0,271 1,10 14,5 4 0, ,5 0,290 1,26 13,3 5 0, ,5 0,281 1,01 14,4 6 0, ,5 0,306 1,14 15,1 7 0, ,4 0,295 1,11 14,4 8 0, ,0 0,304 1,09 15,5 9 0, ,3 0,313 1,18 14,3 10 0, ,3 0,298 1,12 14,6 11 0, ,4 0,285 1,08 14,4 12 0, ,9 0,301 1,05 14,3 13 0, ,6 0,292 1,32 14,0 14 0, ,0 0,306 1,13 14,2 15 0, ,1 0,275 1,07 14,0 16 0, ,0 0,296 1,22 15,1 17 0, ,5 0,288 1,08 14,6 18 0, ,7 0,303 1,13 14,7 Przykładowy tok obliczeń przedstawiono poniżej: e CO2 śr = 397, , , , , ,7 18 = 391,8 g/km s e CO2 = (397,6 391,8) 2 + (379,6 391,8) (402,7 391,8) 2 = 12,1 g/km 18 1 u e CO2 śr = s e CO2 śr = 12,1 = 2,85 g/km 18 x g = 391,8 + 2,1098 2,85 = 397,8 g/km x d = 391,8 2,1098 2,85 = 385,8 g/km Interpretując uzyskane wyniki badań można stwierdzić, z szansą popełnienia błędu równą 5 % (poziom istotności α = 0,05), że wartości emisji drogowej poszczególnych analizowanych substancji szkodliwych oraz przebiegowego zużycia paliwa mieszczą się w przedziałach (tab. 5.8):

68 e CO = 0,449 ± 0,053 g/km e CO2 = 391,8 ± 6,0 g/km e HC = 0,294 ± 0,006 g/km e NOx = 1,14 ± 0,05 g/km Zużycie paliwa = 14,4 ± 0,3 dm 3 /100 km Tabela 5.8. Dokładność pomiaru emisji spalin i zużycia paliwa LDV3 Wartość średnia Odchylenie standardowe Niepewność standardowa Dokładność pomiaru Górna granica przedziału ufności Dolna granica przedziału ufności CO [g/km] CO 2 [g/km] HC [g/km] NO x [g/km] Przebiegowe zużycie paliwa [dm 3 /100 km] 0, ,8 0,294 1,14 14,4 0,106 12,1 0,0114 0,0998 0,504 0,0249 2,85 0, ,0235 0,119 0,0525 5,99 0, ,0496 0,251 0, ,8 0,300 1,19 14,7 0, ,8 0,289 1,09 14,2 W tabeli 5.9 przedstawiono natomiast wartości emisji drogowej szkodliwych składników spalin oraz przebiegowego zużycia paliwa wyznaczone dla pojazdu LDV1 w trakcie wykonywania przejazdów normalnych badania wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję spalin i zużycie paliwa (rozdz. 7). W przypadku tych badań liczba wykonanych prób (pomiarów) była mała (3). Tabela 5.9. Wartości emisji drogowej i zużycia paliwa (pojazd LDV1, jazda normalna) n CO [g/km] CO 2 [g/km] HC [g/km] NO x [g/km] Przebiegowe zużycie paliwa [dm 3 /100 km] 1 0,95 178,6 0,176 1,13 6,5 2 0,80 172,1 0,170 1,09 6,4 3 1,04 189,0 0,191 1,21 7,0 e NOx śr = 1,13 + 1,09 + 1,21 3 = 1,14 g/km

69 s e NOx = (1,13 1,14) 2 + (1,09 1,14) 2 + (1,21 1,14) 2 = 0,0612 g/km 3 1 u e NOx śr = s e NOx śr = 0,0612 = 0,0353 g/km 3 x g = 1,14 + 3,1824 0,0353 = 1,26 g/km x d = 1,14 3,1824 0,0353 = 1,02 g/km Interpretując uzyskane wyniki pomiarów w rzeczywistych warunkach ruchu, tym razem można stwierdzić, przy założonym poziomie istotności α = 0,05, że wartości emisji drogowej poszczególnych gazowych związków szkodliwych spalin oraz przebiegowego zużycia paliwa mieszczą się w przedziałach (tab. 5.10): e CO = 0,93 ± 0,23 g/km e CO2 = 179,9 ± 15,7 g/km e HC = 0,179 ± 0,020 g/km e NOx = 1,14 ± 0,12 g/km Zużycie paliwa = 6,7 ± 0,7 dm 3 /100 km Tabela Dokładność pomiaru emisji spalin i zużycia paliwa LDV1 Wartość średnia Odchylenie standardowe Niepewność standardowa Dokładność pomiaru Górna granica przedziału ufności Dolna granica przedziału ufności CO [g/km] CO 2 [g/km] HC [g/km] NO x [g/km] Przebiegowe zużycie paliwa [dm 3 /100 km] 0, ,9 0,179 1,14 6,67 0,120 8,53 0,0108 0,0612 0,337 0,0695 4,93 0, ,0353 0,194 0,221 15,7 0,0199 0,112 0,619 1,16 195,6 0,199 1,26 7,29 0,70 164,2 0,159 1,02 6,

70 6. Weryfikacja wybranych zasad eco-drivingu badania w rzeczywistych warunkach ruchu 6.1. Wpływ sposobu rozpędzania pojazdu na emisję substancji szkodliwych i zużycie paliwa Dynamika przyspieszania pojazdem Rozpatrzono zagadnienie emisji szkodliwych składników spalin w odniesieniu do pojazdów zasilanych silnikami ZI i ZS, w aspekcie kształtowania dynamiki jazdy samochodem w zakresie od jego postoju praca silnika na biegu jałowym do uzyskania stałej prędkości jazdy. Okres rozpędzania pojazdu (a ściślej jego dynamika) odpowiada w głównej mierze za masę wyemitowanych związków szkodliwych. Celem przeprowadzonych badań było znalezienie odpowiedzi na pytanie: w jaki sposób należy rozpędzać pojazd, aby minimalizować zużycie paliwa oraz emisję zanieczyszczeń gazowych? Odpowiedź uzyskano na podstawie wykonanych pomiarów toksyczności spalin przy wykorzystaniu mobilnej aparatury badawczej typu PEMS. Pomiary zawartości substancji szkodliwych w spalinach przeprowadzono w warunkach przyspieszania pojazdu z różną dynamiką. Analizowano przejazdy testowe, w których pojazd, jak już wspomniano, przyspieszał od fazy postoju (V = 0 km/h) do uzyskania stałej prędkości jazdy. Przykładowo prędkość ta wynosiła około 50 i 60 km/h w przypadku pojazdów PC1 i PC2. Do analizy wybierano po 4 przejazdy (spośród 16 wykonywanych), które charakteryzowały się największym zróżnicowaniem pod względem dynamiki. Poszczególne przejazdy zostały oznaczone literą R oraz kolejnymi liczbami. Jazdy testowe wykonywano na wydzielonej przestrzeni wolnej od ruchu drogowego, na której można było w sposób dowolny kształtować dynamikę rozpędzania pojazdu (rys. 5.17, 6.1 i 6.2). Długość odcinka pomiarowego wynosiła około 250 m. Rys Obiekt badań PC2 w trakcie wykonywania jazd testowych

71 Rys Obiekt badań LDV2 w trakcie wykonywania jazd testowych W trakcie wykonywania badań drogowych pojazdów PC1 i PC2 mierzono stężenie czterech gazowych związków szkodliwych w spalinach (CO, CO 2, HC, NO x ), emitowanych przez silniki tych samochodów osobowych. Zarejestrowane przebiegi prędkości poruszania się każdego pojazdu ze wszystkich 16 prób, posłużyły do wybrania kilku rejestracji charakterystycznych. Przykładowo dla pojazdu PC2 i dla założonej końcowej prędkości jazdy 50 km/h wybrano po 2 przebiegi o największych (R1 i R2) i najmniejszych (R3 i R4) wartościach osiąganych przyspieszeń przez ten pojazd. Zróżnicowanie wybranych przebiegów w zależności od czasu jazdy i przebytej drogi zaprezentowano na rysunku 6.3. Rys Prędkość pojazdu jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Obliczono wyemitowaną masę (wyrażaną w gramach) poszczególnych gazowych związków szkodliwych w spalinach. Analiza wartości masy tlenku węgla wykazuje, że przejazd oznaczony jako R1 charakteryzuje się największą jej wartością, znacznie przekraczającą wartości uzyskane w pozostałych przejazdach (rys. 6.4). Podobną zależność można zaobserwować w przypadku zmierzonej masy węglowodorów, gdzie dla przejazdu R1 uzyskano ok. 0,015 g, natomiast masa HC w przypadku pozostałych trzech przejazdów jest znacznie mniejsza (rys. 6.6)

72 Rys Masa całkowita tlenku węgla jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Rys Masa całkowita dwutlenku węgla jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Inne zależności zaobserwowano w przypadku analizy zarówno dwutlenku węgla, jak i tlenków azotu (rys. 6.5 i 6.7). Jeśli chodzi o emisję tych dwóch szkodliwych składników spalin silnikowych to zaobserwowano wyraźne różnice w wartościach masy całkowitej uzyskanych dla przejazdów charakteryzujących się dużą dynamiką przyspieszania R1 i R2, niż dla przejazdów o mniejszej dynamice R3 i R4. Odnośnie do tych dwóch ostatnich przejazdów można dodatkowo zauważyć, iż uzyskano bardzo zbliżone wartości masy całkowitej dwutlenku węgla i tlenków azotu. Rys Masa całkowita węglowodorów jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b)

73 Rys Masa całkowita tlenków azotu jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Na podstawie otrzymanej w wyniku obliczeń skumulowanej emisji masy całkowitej poszczególnych związków szkodliwych, obliczono w dalszej kolejności emisję drogową tych związków dla każdego przejazdu (określaną w g/km). Uzyskane, w wyniku przeprowadzonych badań drogowych pojazdów PC1 i PC2 (do prędkości maksymalnej równej 50 km/h), wartości emisji drogowej wszystkich związków gazowych, w formie zbiorczej zaprezentowano na rysunkach 6.8 i 6.9. Wynika z nich, że pożądanymi sposobami rozpędzania pojazdów ze względów ekologicznych są (dla obu pojazdów) przejazdy R3 i R4, dla których uzyskano najmniejsze wartości wyemitowanych związków szkodliwych, a które charakteryzowały się małą wartością średniego przyspieszenia, uzyskiwaną przez badane pojazdy (tab. 6.1). Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych uzyskana w każdym rozpatrywanym przejeździe dla prędkości maksymalnej V max = 50 km/h PC1 Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych uzyskana w każdym rozpatrywanym przejeździe dla prędkości maksymalnej V max = 50 km/h PC2-73 -

74 Tabela 6.1. Wartości średniego przyspieszenia (w m/s 2 ) uzyskane w trakcie przejazdów Obiekt Nr przejazdu badań R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 PC1 0,83 1,12 0,62 0,71 0,67 1,03 0,63 0,57 PC2 1,76 1,25 0,81 1,02 1,68 1,44 0,98 1,03 W przypadku pojazdów PC1 i PC2 wykonano również badania dla założonej prędkości jazdy wynoszącej 60 km/h. Podobnie jak wcześniej, do dalszej analizy posłużyły 4 rejestracje charakterystyczne, oznaczone jako R5 R8. Tutaj również kryterium wyboru była wartość osiąganego przez pojazdy przyspieszenia. Zróżnicowanie wybranych przebiegów prędkości (dla pojazdu PC2), w zależności od czasu jazdy, zaprezentowano na rysunku Rys Prędkość pojazdu jako funkcja czasu jazdy Pozyskane w trakcie przeprowadzonych badań drogowych pojazdów PC1 i PC2 (dla prędkości maksymalnej równej 60 km/h) wartości emisji drogowej poszczególnych związków szkodliwych spalin zaprezentowano na rysunkach 6.11 i Wynika z nich, że pożądanymi sposobami rozpędzania pojazdów ze względów ekologicznych są (dla obu pojazdów) przejazdy R7 i R8, które (podobnie jak we wcześniejszym przypadku) charakteryzowały się małą wartością średniego przyspieszenia, uzyskiwaną przez badane pojazdy (tab. 6.1). Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych uzyskana w każdym rozpatrywanym przejeździe dla prędkości maksymalnej V max = 60 km/h PC1-74 -

75 Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych uzyskana w każdym rozpatrywanym przejeździe dla prędkości maksymalnej V max = 60 km/h PC2 Ze względu na przewidzianą ocenę także skutków energetycznych w trakcie różnego sposobu rozpędzania pojazdów badawczych, przy wykorzystaniu metody bilansu masy węgla, dokonano obliczeń przebiegowego zużycia paliwa (rys i 6.14). Pożądanymi sposobami rozpędzania pojazdów ze względów energetycznych są te same przejazdy, jakie odnotowano w przypadku dokonywanej oceny pod względem ekologicznym, czyli R3 i R4 oraz R7 i R8. Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla prędkości maksymalnej: a) V max = 50 km/h, b) V max = 60 km/h Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla prędkości maksymalnej: a) V max = 50 km/h, b) V max = 60 km/h

76 Wpływ sposobu rozpędzania pojazdu na emisję szkodliwych gazowych związków chemicznych oraz przebiegowe zużycie paliwa określono również dla samochodów dostawczych (LDV2 i LDV4). Pojazdami tymi uzyskiwano maksymalną prędkość jazdy wynoszącą około 45 km/h (rys. 6.15). Jako wyznacznik dynamiki ich rozpędzania przyjęto, podobnie jak wcześniej, średnie przyspieszenie dla całego okresu rozpędzania pojazdu. Na potrzeby przedmiotowej analizy, dodatkowo obliczono też przyspieszenie uzyskane przez samochody badawcze między 2 a 10 sekundą (tab. 6.2). Ponadto wykresy przedstawione na rysunku 6.16 zawierają informacje na temat przyspieszenia uzyskiwanego przez jeden z obiektów badań (średnia ruchoma, odstęp równy 4 s). Rys Prędkość pojazdu jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Rys Przebieg przyspieszenia uzyskiwanego przez pojazd LDV2 podczas jego rozpędzania do V max = 45 km/h względem: a) czasu jazdy, b) przebytej drogi Tabela 6.2. Wartości przyspieszenia uzyskane w trakcie przejazdów Obiekt badań LDV2 LDV4 Parametr Nr przejazdu R1 R2 R3 R4 V [m/s] (dla t = 2 s) 0,04 0,22 0,31 0,72 V [m/s] (dla t = 10 s) 7,02 8,14 10,19 6,80 a 2-10 [m/s 2 ] 0,87 0,99 1,23 0,76 a śr [m/s 2 ] 0,65 0,75 1,04 0,63 V [m/s] (dla t = 2 s) 1,30 1,03 0,45 1,21 V [m/s] (dla t = 10 s) 12,92 7,96 9,61 7,20 a 2-10 [m/s 2 ] 1,45 0,87 1,15 0,75 a śr [m/s 2 ] 1,41 0,71 0,84 0,

77 Na rysunkach 6.17 i 6.18 przedstawiono przykładowe przebiegi skumulowanej emisji analizowanych związków szkodliwych spalin, otrzymane w wyniku przeprowadzonych badań drogowych pojazdów LDV2 i LDV4. Natomiast na podstawie rysunków 6.19 i 6.20 można dokonać oceny skutków ekologicznych i energetycznych, odnośnie do stosowanej przez kierowcę różnej dynamiki przyspieszania pojazdem. Nasuwające się wnioski są analogiczne do tych przedstawionych w przypadku samochodów osobowych PC1 i PC2. W celu uzyskania możliwie najmniejszych obciążeń środowiskowych należy umiarkowanie przyspieszać pojazdem (wartość przyspieszenia w pierwszych sekundach jazdy nie większa niż 1 m/s 2 ). Rys Masa związków szkodliwych jako funkcja czasu jazdy: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla Rys Masa związków szkodliwych jako funkcja czasu jazdy: a) węglowodorów, b) tlenków azotu Rys Emisja drogowa gazowych szkodliwych składników spalin (a) oraz przebiegowe zużycie paliwa przez pojazd LDV2 (b) uzyskane dla prędkości maksymalnej V max = 45 km/h

78 Rys Emisja drogowa gazowych szkodliwych składników spalin (a) oraz przebiegowe zużycie paliwa przez pojazd LDV4 (b) uzyskane dla prędkości maksymalnej V max = 45 km/h Na potrzeby analizy wyników badań dokonano również wartościowania efektów (emisji zanieczyszczeń i zużycia paliwa) w zależności od przyjętego sposobu rozpędzania pojazdu. Przyjęto różne warianty takiego postępowania: oceniono rozpędzanie pojazdu z uwzględnieniem z jednej strony minimalizacji zużycia paliwa, a z drugiej najmniejszej emisji zanieczyszczeń. Charakterystyka uzyskanych wyników (przykładowo dla pojazdu LDV2; rys. 6.19) pozwoliła na przeprowadzenie analizy ujmującej różne przyjęte priorytety oceny końcowej: A brak priorytetów dotyczących zużycia paliwa i emisji poszczególnych związków szkodliwych, B priorytet minimalnej emisji zanieczyszczeń ze szczególnym naciskiem na emisję tlenków azotu, C równy udział sumarycznej emisji zanieczyszczeń i zużycia paliwa, D równy udział emisji zanieczyszczeń (ze szczególnym naciskiem na emisję tlenków azotu) i zużycia paliwa, E priorytet minimalizacji zużycia paliwa; jednakowy udział emisji zanieczyszczeń, F priorytet minimalizacji zużycia paliwa; zwiększony nacisk na emisję tlenków azotu. Tak przyjęte wartościowanie wyniku końcowego skutkowało przyjęciem wskaźników wag, które zaprezentowano w tabeli 6.3. Tabela 6.3. Wartości współczynników wagowych przyjętych do wartościowania skutków środowiskowych i energetycznych dla różnych sposobów rozpędzania pojazdu Priorytety oceny CO CO 2 HC NO x Q A 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 B 0,133 0,133 0,133 0,400 0,200 C 0,125 0,125 0,125 0,125 0,500 D 0,033 0,033 0,033 0,400 0,500 E 0,050 0,050 0,050 0,050 0,800 F 0,033 0,033 0,033 0,100 0,

79 Aby wykorzystać współczynniki wag ustandaryzowano wartości otrzymane z pomiarów emisji spalin i zużycia paliwa. W wyniku normalizacji danych otrzymano wartości, które są zawarte w przedziale <0,1> (tab. 6.4). Takie podejście pozwoliło na ocenę zaproponowanego wartościowania oraz obiektywne wybranie rozwiązań spełniających założone kryteria. Transformacja ta jest przeprowadzana według wzoru: xi xi x i_max x i_min x i_min (6.1) gdzie: x i wartość po transformacji, x i wartość transformowana, x i_max maksymalna wartość występująca w zbiorze danej cechy, x i_min minimalna wartość występująca w zbiorze danej cechy. Tabela 6.4. Standaryzowane wartości emisji dla różnych sposobów rozpędzania pojazdu (LDV2) Sposoby rozpędzania pojazdu CO CO 2 HC NO x Q R1 0,031 0,005 0,061 0,239 0,006 R2 0,250 0,442 0, ,435 R ,477 1 R Obliczone wartości skutków ekologicznych i energetycznych wyrażone jako suma iloczynów wartości standaryzowanych i współczynników wagowych przedstawiono w postaci matrycy wartości (tab. 6.5), gdzie kolorem czerwonym oznaczono wartości maksymalne, a kolorem zielonym wartości minimalne (dla każdego sposobu rozpędzania pojazdu). Analiza taka może mieć zastosowanie do wyboru dynamiki rozpędzania pojazdu w warunkach poszczególnych przejazdów lub do zastosowania algorytmów w układach automatycznej regulacji prędkości i obciążenia silników spalinowych przy zmianach obciążenia. Tabela 6.5. Matryca wartościowania sumy skutków ekologicznych i energetycznych (LDV2) Priorytety oceny Sposób rozpędzania pojazdu R1 R2 R3 R4 A 0,068 0,484 0,895 0 B 0,110 0,618 0,791 0 C 0,045 0,466 0,935 0 D 0,102 0,651 0,791 0 E 0,021 0,448 0,974 0 F 0,032 0,481 0,

80 W trakcie prowadzenia badań pojazdu ciężarowego HDV1, rozpędzano go do dwóch prędkości jazdy: 30 i 50 km/h. Zróżnicowanie wybranych przebiegów prędkości pojazdu, w zależności od czasu jazdy, zaprezentowano na rysunkach 6.21 i Przebiegi o największych wartościach osiąganych przyspieszeń przez pojazd to R3 i R6, natomiast o najmniejszych R2 i R7 (tab. 6.6). Maksymalne chwilowe przyspieszenie pojazdu dla przejazdów R1 R4 mieści się w zakresie 1,2 2,3 m/s 2, natomiast dla przejazdów R5 R8 jest nieco mniejsze, przyjmując wartości w granicach 1,4 1,7 m/s 2 (rys i 6.22). Tabela 6.6. Wartości przyspieszenia uzyskane w trakcie przejazdów HDV1 [48] Parametr Nr przejazdu R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 V [m/s] (dla t = 2 s) 0,54 0,63 0,31 0,80 0,40 0,09 0,13 0,22 V [m/s] (dla t = 10 s) 5,14 4,83 8,72 5,50 5,54 8,05 5,68 8,67 a 2-10 [m/s 2 ] 0,58 0,53 1,05 0,59 0,64 0,99 0,69 1,06 a śr [m/s 2 ] 0,53 0,33 0,97 0,43 0,68 0,87 0,66 0,84 Bazując na zmierzonym stężeniu poszczególnych substancji szkodliwych w spalinach CO, CO 2, HC, NO x obliczono natężenie ich emisji dla wszystkich ośmiu reprezentatywnych przejazdów. Na rysunkach 6.21 i 6.22 przykładowo przedstawiono natężenie emisji dwutlenku węgla. Znaczący wzrost natężenia emisji CO 2 dla rozpędzania R1 wynika z gwałtowniejszego wciśnięcia pedału przyspieszenia w końcowej fazie przejazdu. Dla prędkości jazdy wynoszącej 50 km/h zaobserwować można wyraźnie wzrastające wartości natężenia emisji dwutlenku węgla w miarę upływu czasu jazdy, co wynika ze zwiększających się oporów ruchu pojazdu. Wartości te osiągają maksymalnie około 35 g/s. Rys Natężenie emisji dwutlenku węgla dla prędkości maksymalnej 30 km/h

81 Rys Natężenie emisji dwutlenku węgla dla prędkości maksymalnej 50 km/h Obliczono również na podstawie określonego wcześniej natężenia emisji masę całkowitą poszczególnych substancji szkodliwych, wyemitowaną ze spalinami. W przypadku dwutlenku węgla, dla przejazdu oznaczonego jako R5, jego masa ma wyraźnie mniejszą wartość, znacznie odbiegającą od wartości uzyskanych w pozostałych przejazdach dla prędkości maksymalnej 50 km/h (rys. 6.23). Wynika to jednak z nieosiągnięcia w pełni założonej prędkości jazdy w trakcie rozpędzania R5. Ponadto w przypadku V max = 50 km/h stwierdzono znaczące różnice w wartościach masy całkowitej dwutlenku węgla uzyskanych dla przejazdów charakteryzujących się dużą dynamiką przyspieszania R6 i R8, niż dla przejazdów o mniejszej dynamice R5 i R7. Odnośnie do tych dwóch pierwszych przejazdów można dodatkowo zauważyć, iż uzyskano prawie identyczne wartości masy całkowitej CO 2. Rys Skumulowana emisja dwutlenku węgla wyznaczona dla przejazdów z: a) V max = 30 km/h, b) V max = 50 km/h Na podstawie pozyskanych w trakcie przeprowadzonych badań rozpędzanie pojazdu HDV1 do prędkości maksymalnej równej 30 i 50 km/h wartości emisji drogowej można stwierdzić, że poszczególne sposoby przyspieszania pojazdem, w zakresie zmienności dynamiki przyspieszania, cechują się znacząco odmienną emisją substancji szkodliwych (rys i 6.25). Pożądanymi sposobami rozpędzania pojazdu, ze względów energetycznych i ekologicznych, są przejazdy R2 i R4 oraz R5 i R7, które charakteryzowały się mniejszymi wartościami przyspieszenia, jakie uzyskiwał badany pojazd

82 Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla oraz przebiegowe zużycie paliwa wyznaczone dla każdego rozpatrywanego przejazdu: a) V max = 30 km/h, b) V max = 50 km/h Rys Emisja drogowa pozostałych związków gazowych spalin wyznaczona dla każdego rozpatrywanego przejazdu: a) V max = 30 km/h, b) V max = 50 km/h Wyniki przeprowadzonych badań drogowych potwierdziły, że dla wielkości zużycia paliwa przez pojazd, a więc i emisji substancji szkodliwych w spalinach, decydujące znaczenie ma czynność przyspieszania. Zatem odpowiednio kształtując tę czynność (korzystając np. z zasad eco-drivingu) można uzyskać oszczędności w przebiegowym zużyciu paliwa oraz zmniejszenie emisji spalin. Z tej racji, że pojazdy są wyposażone w silniki o różnej mocy i mają różną masę własną trudno sformułować konkretne zalecenia co do sposobu przyspieszania pojazdem (wartości osiąganego przyspieszenia są bowiem różne). Ogólnym jednak zaleceniem może być to, że nie należy stosować dynamicznego, maksymalnego naciskania na pedał przyspieszenia w pojeździe (np. maksymalnego otwarcia przepustnicy w silnikach ZI), natomiast należy to robić do ¾ maksymalnej możliwości jego naciśnięcia (w dość dynamiczny sposób)

83 Prędkość jazdy [km/h] Rozpędzanie pojazdu z zastosowaniem różnej liczby biegów Na podstawie przeprowadzonych badań emisji spalin z pojazdów typu PC i LDV uzyskano wyniki dotyczące efektów energetycznych oraz najmniejszych obciążeń środowiskowych dla różnego sposobu rozpędzania pojazdu wykorzystanie różnej liczby biegów. Uwzględniono też wpływ dynamiki tego rozpędzania. Prędkość i przyspieszenie określano na podstawie danych z pokładowego rejestratora parametrów ruchu pojazdu. Analizowano przejazdy testowe, gdy pojazdy przyspieszały od fazy zatrzymania (postoju) do uzyskania stałej prędkości jazdy wynoszącej km/h. Rozpędzania samochodów do danej prędkości dokonywano przy zastosowaniu różnego przełożenia w skrzyni biegów (możliwego w danych warunkach jazdy). W przypadku mniejszych prędkości jazdy stosowano maksymalnie 3. i 4. bieg (skrzynie przekładniowe wszystkich pojazdów były manualne, 5-biegowe). Natomiast w przypadku większych prędkości jazdy powyżej 55 km/h stosowano maksymalnie 3., 4. i 5. bieg. W trakcie prowadzonych badań dokonywano pomiarów parametrów ruchu (jazdy) oraz toksyczności spalin stosując oprócz różnego przełożenia w skrzyni przekładniowej dwa sposoby rozpędzania pojazdu, określone jako: jazda normalna oraz agresywna. Definicje tych sposobów ruszania pojazdem z miejsca przyjęto następująco: jazda normalna powolne przyspieszanie, zmiana biegu przy n = obr/min (PC1) oraz przy n = obr/min (PC2), maksymalne i średnie przyspieszenie wzdłużne odpowiednio ok. 2,0 m/s 2 oraz 0,9 m/s 2, jazda agresywna bardzo dynamiczne przyspieszanie, zmiana biegu przy prędkości obrotowej powyżej 2900 obr/min (PC1) oraz przy prędkości obrotowej powyżej 2400 obr/min (PC2), maksymalne i średnie przyspieszenie wzdłużne powyżej odpowiednio 2,5 m/s 2 i 1,3 m/s 2. Jazdy testowe wykonywano na około 250-metrowym odcinku pomiarowym, wolnym od ruchu drogowego (rys. 5.17). W trakcie badań wykonano po kilkanaście przejazdów dla każdej prędkości maksymalnej (V max ). Wszystkie wykonane próby, z podziałem na dany zastosowany bieg i styl rozpędzania pojazdu, dla celów analizy poddano uśrednieniu. Wybrane zarejestrowane przebiegi prędkości jazdy dla jednego z obiektów badań zaprezentowano na rysunku agresywnie normalnie Czas [s] Rys Prędkość samochodu PC2 jako funkcja czasu jazdy [46]

84 Przyspieszenie [m/s 2 ] Na wykresach przedstawionych na rysunku 6.27 zawarto dla przykładu informacje na temat chwilowego przyspieszenia uzyskiwanego przez jeden z obiektów badań samochód PC2 w trakcie stosowania dwóch odmiennych sposobów jego rozpędzania. Maksymalne przyspieszenie tego pojazdu dla przejazdów agresywnych mieści się w zakresie 2,55 2,85 m/s 2, natomiast dla przejazdów normalnych jest znacznie mniejsze, przyjmując wartości w granicach 2,00 2,45 m/s 2. Jako wyznacznik dynamiki rozpędzania samochodów badawczych przyjęto, na potrzeby przedmiotowej analizy, przyspieszenie uzyskane przez poszczególny pojazd między 3. a 8. sekundą rozpędzania (tab. 6.7). Dodatkowo obliczono również średnie przyspieszenie dla całego okresu rozpędzania samochodów. 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Czas [s] Rys Charakterystyki przyspieszania pojazdu jako funkcji czasu jazdy (PC2) [46] Tabela 6.7. Wartości przyspieszenia uzyskane w trakcie przejazdów (PC2) agresywnie 1 agresywnie 2 agresywnie 3 normalnie 1 normalnie 2 normalnie 3 V [m/s] (dla t = 3 s) 2,19 1,48 0,76 1,12 0,45 0,40 V [m/s] (dla t = 8 s) 13,68 11,89 11,89 9,92 9,48 8,23 a 3-8 [m/s 2 ] 2,30 2,08 2,23 1,76 1,81 1,57 a śr [m/s 2 ] 1,76 1,26 1,58 0,88 0,91 0,81 Na podstawie zmierzonych stężeń w każdym z rozpatrywanych przejazdów obliczono masę całkowitą substancji szkodliwych. Przykładowy przebieg skumulowanej emisji dwutlenku węgla przedstawiono na rys Masa CO 2 w przypadku przyspieszania samochodem PC2 przy wykorzystaniu maksymalnie 3. biegu (jazda normalna) i 4. biegu (jazda agresywna) charakteryzuje się zbliżonymi wartościami. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że samochód przejechał w trakcie tych dwóch przejazdów inną drogę

85 Rys Masa całkowita dwutlenku węgla jako funkcja czasu jazdy (PC2, V max = 50 km/h) [46] Na podstawie otrzymanej, w wyniku wcześniejszych obliczeń, skumulowanej emisji poszczególnych substancji szkodliwych spalin, obliczono następnie ich emisję drogową dla każdego przejazdu (rys ). Poszczególne sposoby przyspieszania pojazdem w zakresie zmienności zastosowanego przełożenia w skrzyni biegów oraz dynamiki rozpędzania cechują się bardzo odmienną emisją CO, CO 2, HC i NO x. Umiarkowane przyspieszanie pojazdem skutkuje czasami nawet kilkukrotnie mniejszą drogową emisją tych związków gazowych. Rys Emisja drogowa tlenku węgla dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2-85 -

86 Rys Emisja drogowa węglowodorów dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Rys Emisja drogowa tlenków azotu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Jak już wspomniano, dla osiągnięcia większych prędkości jazdy stosowano maksymalną, przewidzianą konstrukcją skrzyni przekładniowej, liczbę biegów. W przypadku zastosowania w końcowej fazie rozpędzania pojazdu 5. biegu, czyli najmniejszego możliwego przełożenia, daje się zauważyć już wyraźnie mniejszą emisję drogową poszczególnych związków gazowych spalin (rys ). Silnik pojazdu pracuje wtedy w warunkach większego obciążenia, przy małej prędkości obrotowej. Dotyczy to zarówno jazdy normalnej, jak i agresywnej. Rys Emisja drogowa tlenku węgla dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2-86 -

87 Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Rys Emisja drogowa węglowodorów dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Rys Emisja drogowa tlenków azotu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Ze względu na przewidzianą ocenę również skutków energetycznych, w wyniku zastosowania różnego sposobu rozpędzania obiektów badań, obliczono wartości przebiegowego zużycia paliwa. Uzyskane w trakcie przeprowadzonych badań drogowych wartości tego zużycia paliwa dla pojazdów PC1 i PC2 oraz prędkości maksymalnej równej 50 i 60 km/h zaprezentowano na rysunkach 6.37 i Wynika z nich, że pożądanymi sposobami rozpędzania pojazdów ze względów energetycznych (i ekologicznych zarazem) są przejazdy, w których zastosowano możliwie najwyższy

88 bieg: 4. dla prędkości równej 50 km/h oraz 5. dla prędkości wynoszącej 60 km/h. Należy w tym miejscu podkreślić, iż widoczne bardzo duże wartości emisji drogowej i przebiegowego zużycia paliwa wynikają z dynamicznych, nieustalonych warunków pracy silników i dotyczą wyłącznie czasu rozpędzania pojazdów. Rys Przebiegowe zużycie paliwa dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 Rys Przebiegowe zużycie paliwa dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) pojazd PC1, b) pojazd PC2 W celu wykazania różnic w emisji drogowej poszczególnych substancji szkodliwych oraz zużyciu paliwa przez pojazdy PC1 i PC2, obliczono ich względną różnicę procentową wobec stosowanego największego spośród trzech analizowanych przełożenia w skrzyni przekładniowej (3. bieg). W formie zbiorczej dla obu obiektów badań oraz dwóch maksymalnych prędkości jazdy zaprezentowano to na rysunkach Z zestawienia wynika, że należy stosować wyższy bieg, przy jednoczesnej mniejszej wartości prędkości obrotowej silnika pojazdu. Dotyczy to zwłaszcza przypadku, w którym V max = 60 km/h oraz zastosowano 5. bieg. Z przeprowadzonych badań wynika, że uzyskuje się wtedy największą redukcję emisji CO i HC, która wynosi (odpowiednio) przynajmniej: 30 i 25 % (rys i 6.42)

89 Rys Różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla Rys Różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 50 km/h: a) węglowodorów, b) tlenków azotu Rys Różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla Rys Różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 60 km/h: a) węglowodorów, b) tlenków azotu

90 Rys Różnice w przebiegowym zużyciu paliwa względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do: a) V max = 50 km/h, b) V max = 60 km/h Badania drogowe, mające na celu wykazanie wpływu zastosowanego przełożenia w skrzyni przekładniowej między innymi na emisję spalin w trakcie rozpędzania pojazdu, wykonano również dla trzech samochodów użytkowych (dostawczych): LDV1 LDV3. W przypadku tej grupy pojazdów, m.in. z racji ich większej masy i wolniejszego rozpędzania się na krótkim odcinku pomiarowym, głównie ze względów bezpieczeństwa stosowano nieco mniejsze maksymalne prędkości jazdy (45 i 55 km/h). Analogicznie, jak w przypadku samochodów osobowych, obliczono dla każdego przejazdu najpierw emisję drogową poszczególnych substancji szkodliwych w spalinach (rys ), a następnie na jej podstawie określono przebiegowe zużycie paliwa przez badane pojazdy typu LDV (rys. 6.48). Rys Emisja drogowa tlenku węgla z pojazdu LDV2 rozpędzanie od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla z pojazdu LDV2 rozpędzanie od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h

91 Rys Emisja drogowa węglowodorów z pojazdu LDV2 rozpędzanie od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h Rys Emisja drogowa tlenków azotu z pojazdu LDV2 rozpędzanie od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h Rys Przebiegowe zużycie paliwa przez pojazd LDV2 rozpędzanie od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h Analiza procentowych różnic w emisji drogowej substancji szkodliwych oraz przebiegowym zużyciu paliwa (wobec stosowanego 3-go biegu) wykazuje, że w największym stopniu można ograniczyć zawartość tlenku węgla i węglowodorów w spalinach w wyniku zastosowania korzystniejszego przełożenia w skrzyni biegów (podobnie jak w przypadku pojazdów PC1 i PC2). W przypadku badanych samochodów dostawczych, zauważyć można ponadto większe różnice procentowe w zużyciu paliwa a tym samym w emisji dwutlenku węgla do atmosfery w porównaniu do tych zaobserwowanych różnic dla samochodów osobowych (rys )

92 Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 45 km/h: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 45 km/h: a) węglowodorów, b) tlenków azotu Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 55 km/h: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do V max = 55 km/h: a) węglowodorów, b) tlenków azotu

93 Rys Procentowe różnice w przebiegowym zużyciu paliwa względem trzeciego biegu dla rozpędzania pojazdu od 0 do: a) V max = 45 km/h, b) V max = 55 km/h Przedstawiono ocenę skutków ekologicznych i nakładów energetycznych w wyniku eksploatacji pojazdu w zależności od przyjętego sposobu i dynamiki jego rozpędzania do zamierzonej prędkości jazdy. Wykonane badania drogowe kilku pojazdów, uwidoczniły znaczący wpływ stosowanego przez kierowcę stylu rozpędzania pojazdu na emisję substancji szkodliwych w spalinach oraz przebiegowe zużycie paliwa. Należy wskazać na znaczny wzrost wartości emisji drogowej tych substancji oraz zużycia paliwa w wyniku zastosowania bardzo dynamicznego przyspieszania. Przeprowadzone badania eksperymentalne wykazały, że najmniejsze skutki ekologiczne, a przy okazji również najmniejsze nakłady energetyczne (wielkość eksploatacyjnego zużycia paliwa), ponosi się przy umiarkowanym rozpędzaniu pojazdu. Analizując wyniki pomiarów należy wskazać także na znaczne zmniejszenie emisji spalin oraz przebiegowego zużycia paliwa w wyniku zastosowania mniejszych przełożeń w skrzyni przekładniowej (wyższych biegów) w trakcie przyspieszania, i to zarówno w przypadku jazdy normalnej, jak i agresywnej. Na drogach dość często można zaobserwować stosowanie przez kierowców dynamicznego a nawet bardzo agresywnego sposobu ruszania pojazdem z miejsca oraz zbyt długie stosowanie przez nich niższych biegów duża prędkość obrotowa silnika w trakcie wykonywania tego manewru. Mając na uwadze wnioski wyciągnięte z przeprowadzonych badań warto podkreślić, że może to nie tylko wpływać negatywnie na ekonomię eksploatacji pojazdów silnikowych, ale także, i to w dużym stopniu, na środowisko naturalne. Pomimo, że badania wykonano dla kilku reprezentatywnych pojazdów, przewiduje się, że zauważone zależności mają odniesienie również do innych środków transportu

94 6.2. Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję spalin i zużycie paliwa Celem badań było znalezienie zależności emisji substancji szkodliwych spalin od wzrastającej prędkości obrotowej silnika spalinowego. Wartości stężeń poszczególnych szkodliwych gazowych składników w spalinach oraz cząstek stałych (w przypadku pojazdów użytkowych LDV) uzyskano w efekcie wykonania badań w rzeczywistych warunkach ruchu podczas przejazdów w rejonie Poznania. Przebieg jednej z tras badawczych, będącej fragmentem płatnej autostrady A2, zaprezentowano na rysunku Jej długość wynosiła w przybliżeniu 10 km. Podobnej długości była druga obrana trasa (około 11 km), którą stanowił odcinek drogi ekspresowej S11 z Poznania do Kórnika (rys. 5.19). Przejazdy testowe realizowano w porze porannej i południowej, przy występowaniu dość dużego natężenia ruchu na odcinkach pomiarowych. W celu przeprowadzenia przedmiotowej analizy rozpędzano samochody badawcze PC1 PC3 do prędkości jazdy mieszczących się w przedziale od 50 do 120 km/h. Prędkości te, ze skokiem co 10 km/h, uzyskiwano przy wykorzystaniu różnej, maksymalnej liczby biegów. Skutkowało to różnymi wartościami prędkości obrotowej silnika spalinowego, odczytywanymi z systemu diagnostyki pokładowej OBD pojazdu. Przykładowo, dla rozpędzenia pojazdu PC1 do prędkości 70 km/h otrzymano różnicę o wartości aż 1500 obr/min w prędkości obrotowej silnika porównanie 3. i 5. biegu (tab. 6.8). Prędkość obrotowa silnika [obr/min] Tabela 6.8. Wybrane parametry zarejestrowane w trakcie przejazdów testowych (PC1) Parametr Prędkość jazdy [km/h] bieg bieg bieg Wydatek spalin [kg/h] Temperatura spalin [ C] 3. bieg 32,3 35,2 47,9 4. bieg 23,2 33,9 35,6 49,1 54,3 61,4 65,2 94,7 5. bieg 17,1 28,5 31,4 41,8 49,8 58,1 63,4 81,8 3. bieg 124,4 128,4 140,3 4. bieg 119,4 121,9 138,0 163,4 166,8 177,7 200,9 237,7 5. bieg 106,7 109,9 135,7 156,6 162,1 176,9 202,2 235,8 Na podstawie wykonanych pomiarów stężeń substancji szkodliwych w spalinach badanego pojazdu obliczono emisję tych związków dla jazdy z różną prędkością obrotową silnika. Przejazdy testowe z daną prędkością realizowano, ze względu na

95 występujący ruch na drodze, przez 30 s. Uwzględniając przebytą odległość, wyznaczono w dalszej kolejności emisję drogową poszczególnych szkodliwych składników gazów wylotowych (rys i 6.56). c) d) Rys Wartości emisji drogowej uzyskane dla mniejszych prędkości jazdy (PC1): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu W przypadku mniejszych prędkości jazdy (50 70 km/h) w analizie uwzględniono zastosowany 3., 4. i 5. bieg (rys. 6.54). Natomiast w przypadku prędkości większych powyżej 80 km/h analiza dotyczy już tylko 4. i 5. biegu (rys. 6.56). W miarę zmniejszania przełożenia w skrzyni przekładniowej zwiększanie biegu, a tym samym zmniejszanie prędkości obrotowej silnika zmniejsza się również emisja drogowa wszystkich czterech analizowanych związków szkodliwych: tlenku i dwutlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu. Dla prędkości jazdy od 50 do 70 km/h największe różnice w emisji drogowej (przez pojazd PC1) obserwuje się dla tlenku węgla i węglowodorów (rys. 6.55). Dotyczy to zwłaszcza przypadku, kiedy stosowany był w trakcie jazdy 3. bieg. Natomiast stosowanie przez kierowcę 5-go biegu przyniosło największe korzyści w przypadku pojazdu PC2. Dzięki temu nastąpiło zmniejszenie emisji drogowej wszystkich analizowanych związków szkodliwych spalin o %

96 c) d) Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem czwartego biegu: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu c) d) Rys Wartości emisji drogowej uzyskane dla większych prędkości jazdy (PC1): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu

97 W przypadku prędkości jazdy mieszczących się w zakresie km/h największe różnice w emisji drogowej, w wyniku zastosowania mniejszego przełożenia w skrzyni biegów, zanotowano wobec tlenku węgla i tlenków azotu (rys. 6.57). Dla niektórych pojazdów uzyskano redukcję emisji tych związków nawet o 40 %. Podobnie jak wcześniej, w trakcie jazdy obiektem badań oznaczonym jako PC2 na 5. biegu, uzyskano największe zmniejszenie zawartości CO, CO 2, HC i NO x w spalinach. c) d) Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem czwartego biegu: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu Badania mające na celu określenie wpływu prędkości obrotowej jednostki napędowej pojazdu na emisję szkodliwych składników spalin i zużycie paliwa przeprowadzono również przy wykorzystaniu samochodów LDV1 i LDV3. Cechują się one, wobec badanych samochodów osobowych, m.in. większą masą własną oraz większym współczynnikiem oporu powietrza. W przypadku tych obiektów badań uzyskiwano prędkość jazdy wynoszącą od 60 do 100 km/h (tab. 6.9). W tabeli 6.9, oprócz branych pod uwagę w analizie wartości prędkości obrotowej jednostki napędowej badanego pojazdu LDV1, zestawiono również informacyjnie kilka innych istotnych parametrów eksploatacyjnych silnika spalinowego. Na szczególniejszą uwagę, z punktu widzenia emisji związków szkodliwych spalin i zużycia paliwa przez pojazd, zasługują takie parametry jak: obciążenie silnika, wydatek spalin oraz współczynnik λ

98 Tabela 6.9. Wybrane parametry zarejestrowane w trakcie przejazdów testowych (LDV1) Parametr Prędkość jazdy [km/h] Prędkość obrotowa silnika [obr/min] Obciążenie silnika [%] Wydatek spalin [kg/h] Temperatura spalin [ C] Współczynnik λ [ ] 3. bieg bieg bieg bieg 38,0 42,1 4. bieg 37,1 46,0 54,8 46,3 48,8 5. bieg 40,2 35,7 43,7 58,3 62,4 3. bieg 145,6 192,1 4. bieg 104,9 121,3 147,8 183,2 242,1 5. bieg 82,6 89,3 113,0 140,4 170,8 3. bieg 108,6 108,6 4. bieg 114,3 110,0 119,7 131,2 135,6 5. bieg 108,8 110,4 121,2 126,6 133,2 3. bieg 4,1 4,1 4. bieg 4,0 3,1 3,2 3,6 3,3 5. bieg 3,8 4,2 3,2 2,7 2,8 Emisję drogową poszczególnych szkodliwych składników spalin pojazdu LDV1, przedstawiono na rysunkach 6.58 i Podobnie jak poprzednio zaobserwować można spadek wartości emisji w miarę zmniejszania przełożenia w skrzyni biegów (zmniejsza się przy tym prędkość obrotowa silnika). Dotyczy to zarówno mniejszych prędkości jazdy (60 i 70 km/h), jak i prędkości większych ( km/h). Jak już wspomniano, dla badanych samochodów dostawczych typu LDV określono również emisję cząstek stałych z ich układów wylotowych (rys. 6.60). Widoczne zależności są analogiczne do tych, zaobserwowanych wobec emisji drogowej CO, CO 2, HC i NO x

99 c) d) Rys Wartości emisji drogowej uzyskane dla mniejszych prędkości jazdy (LDV1): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu c) d) Rys Wartości emisji drogowej uzyskane dla większych prędkości jazdy (LDV1): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu

100 Rys Wartości emisji drogowej cząstek stałych przez pojazd LDV1 Dla prędkości jazdy wynoszącej 60 i 70 km/h największe różnice w emisji drogowej obserwuje się dla tlenku węgla i węglowodorów (rys. 6.61). W przypadku prędkości jazdy mieszczących się w zakresie km/h jest podobnie. W wyniku zmniejszenia przez kierowcę prędkości obrotowej silnika po zastosowaniu piątego biegu, zanotowano dla obu badanych pojazdów typu LDV duże zmniejszenie ilości emitowanych CO i HC na każdy kilometr przejechanej trasy (rys. 6.62). c) d) Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem czwartego biegu: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu

101 c) d) Rys Procentowe różnice w emisji drogowej względem czwartego biegu: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu Na podstawie określonej emisji drogowej substancji szkodliwych obliczono, przy wykorzystaniu metody bilansu masy węgla, przebiegowe zużycie paliwa przez badane pojazdy (rys. 6.63). Podobnie jak w przypadku emisji drogowej obserwuje się znaczący spadek wartości zużywanego przez pojazd paliwa na każde przejechane 100 km (w zależności od chwilowej prędkości obrotowej silnika). a) b) Rys Wartość przebiegowego zużycia paliwa uzyskana w wyniku zastosowania różnej prędkości jazdy: a) pojazd PC1, b) pojazd LDV

102 Wykonane badania dostarczyły informacji na temat ilościowej emisji substancji szkodliwych z pojazdów do atmosfery w dynamicznych warunkach ruchu drogowego. Przeprowadzone pomiary toksyczności spalin samochodów, należących do kategorii homologacyjnych M i N, uwidoczniły znaczący wpływ osiąganej prędkości obrotowej silnika m.in. na emisję gazowych składników spalin oraz cząstek stałych. Należy wskazać na znacząco mniejszą emisję drogową tych substancji w przypadku jazdy z załączonym mniejszym przełożeniem w skrzyni przekładniowej wyższy bieg (rys. 6.64). Zaobserwowana zależność dotyczy wszystkich osiąganych w trakcie pomiarów prędkości jazdy. a) b) c) Rys Wartości emisji drogowej: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) tlenków azotu

103 6.3. Wpływ sposobu hamowania pojazdem na emisję spalin i zużycie paliwa Stosowanie hamowania silnikiem przez kierujących pojazdami, w wyniku redukcji biegów, np. w trakcie dojazdu do skrzyżowania, sygnalizatora świetlnego, przejazdu kolejowego w miejsce jazdy wybiegiem jest szczególnie podkreślane przez propagatorów eco-drivingu. Podnoszona jest kwestia unikania bezproduktywnego, z punktu widzenia sprawności pracy jednostki napędowej, biegu luzem i jałowego silnika. Weryfikacji aspektów ekologicznych i energetycznych stosowania ww. zasady dokonano w wyniku przeprowadzenia badań drogowych kilku pojazdów. Były nimi cztery samochody osobowe (PC1 PC4), dwa samochody dostawcze (LDV1 i LDV4) oraz jeden samochód ciężarowy (HDV1). Jazdy testowe wykonywano na kilkusetmetrowym odcinku pomiarowym, wolnym od ruchu drogowego (rys. 5.17). Badane pojazdy rozpędzano do kilku prędkości: 50, 60 i 70 km/h, a następnie stosowano dwojaki sposób wytracania prędkości. Hamowano przy wykorzystaniu zwiększania przełożenia skrzyni przekładniowej mniejszy bieg oraz przy wykorzystaniu oporów ruchu w trakcie jazdy wybiegiem, dodatkowo używając układu hamulcowego w końcowej fazie wykonywanych przejazdów (rys i 6.66). Poszczególne przejazdy zostały oznaczone kolejnymi liczbami, poprzedzonymi literami JW dla jazdy wybiegiem oraz HS dla hamowania silnikiem. W niniejszej analizie funkcjonuje też pojęcie fazy napędowej i nienapędowej ruchu pojazdu gdy moc jest dostarczana na koła pojazdu, lub nie jest dostarczana. Rys Przebieg prędkości pojazdu PC1 w czasie: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Przebieg prędkości pojazdu LDV1 w czasie: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem

104 W przypadku tlenku węgla, wyemitowanego przez samochody osobowe wyposażone w silniki ZI (PC1, PC3), można zaobserwować bardzo duży wzrost jego masy w spalinach po rozłączeniu napędu jazda wybiegiem (rys i 6.68). W szczególności dotyczy to pierwszych kilku sekund, gdy następuje nagłe zwiększenie współczynnika nadmiaru powietrza (np. do wartości około 1,5; rys i 6.70). W tym też czasie natężenie emisji CO osiąga maksymalne wartości (nie wliczając okresu rozpędzania pojazdu faza napędowa). W trakcie zastosowania jazdy wybiegiem na emisję tlenku węgla znaczący wpływ ma również zmniejszenie się temperatury spalin (rys i 6.86), a tym samym wychładzanie się trójfunkcyjnego reaktora katalitycznego m.in. mniejsza sprawność konwersji CO. Rys Skumulowana emisja tlenku węgla wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Skumulowana emisja tlenku węgla wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Wartości natężenia emisji tlenku węgla PC1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem

105 Rys Wartości natężenia emisji tlenku węgla PC3: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Inny przebieg zawartości tlenku węgla w spalinach podczas wykonywania przejazdów testowych pojazdami PC1 i PC3 obserwuje się w przypadku hamowania silnikiem. Podobnie jak wcześniej, tak i tu zauważyć można wzrost masy CO w gazach wylotowych po zaprzestaniu napędzania pojazdu, jednak wzrost ten jest znacznie mniejszy (rys i 6.68). Stąd też wynika zauważalna mniejsza całkowita masa tlenku węgla wyemitowana z układu napędowego badanych pojazdów (rys. 6.71). Rys Masa całkowita tlenku węgla uzyskana dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI Analizując zawartość dwutlenku węgla w spalinach, uzyskaną dla wszystkich przejazdów, nie obserwuje się już tak wyraźnych różnic w przypadku stosowania dwóch odmiennych sposobów sterowania układem napędowym pojazdów PC1 i PC3 w celu wytracenia osiągniętej prędkości jazdy (rys i 6.73). Przebiegi zawartości CO 2 w spalinach są dość podobne (zwłaszcza środkowa część zaraz po rozłączeniu napędu), co wynika z analogicznego kształtowania się wartości natężenia emisji (rys i 6.75). Całkowita masa wyemitowanego do atmosfery dwutlenku węgla dla obu pojazdów i obu rodzajów przejazdów (jazda wybiegiem i hamowanie silnikiem) pozostaje na bardzo zbliżonym poziomie i mieści się w granicach g (rys. 6.76)

106 Rys Skumulowana emisja dwutlenku węgla wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Skumulowana emisja dwutlenku węgla wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Wartości natężenia emisji dwutlenku węgla PC1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Wartości natężenia emisji dwutlenku węgla PC3: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem

107 Rys Masa całkowita dwutlenku węgla uzyskana dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI W przypadku kolejnych z analizowanych substancji szkodliwych w spalinach węglowodorów można zaobserwować największe różnice w ich emisji w wyniku zastosowania dwóch odmiennych sposobów hamowania pojazdem (rys ). Podobnie jak w przypadku tlenku węgla kluczowe znaczenie w kwestii zawartości HC w spalinach ma kilka pierwszych sekund w fazie jazdy nienapędowej, kiedy to, w większości przypadków, występują największe (w tej fazie) wartości natężenia emisji węglowodorów (rys i 6.81). Nieco inna sytuacja ma miejsce w przypadku pojazdu PC3 i hamowania silnikiem. Na szczególną uwagę zasługują widoczne chwilowe zerowe wartości natężenia emisji węglowodorów. Jest to powiązane z krótkotrwałym skokiem wartości współczynnika nadmiaru powietrza do poziomu około 30. Rys Skumulowana emisja węglowodorów wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Skumulowana emisja węglowodorów wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b)

108 Rys Masa całkowita węglowodorów uzyskana dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI Rys Wartości natężenia emisji węglowodorów PC1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Wartości natężenia emisji węglowodorów PC3: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem O ile dla tlenku i dwutlenku węgla oraz węglowodorów uzyskano wyraźne różnice w ich zawartości w spalinach przy zastosowaniu jazdy wybiegiem i hamowania silnikiem, o tyle dla tlenków azotu jest te różnice są prawie niezauważalne (rys ). Ewentualne rozbieżności mogą wynikać z różnic w emisji w fazie napędowej ruchu pojazdu kwestia powtarzalności rozpędzania tego pojazdu. Wartości natężenia emisji NO x w fazie nienapędowej w obu przypadkach (jazda wybiegiem i hamowanie silnikiem) są bowiem praktycznie identyczne i równe zeru masa tlenków azotu nie przyrasta w miarę upływu czasu (rys i 6.86). Nie da się zatem jednoznacznie stwierdzić, który sposób zmniejszania prędkości jazdy jest korzystniejszy z punktu widzenia emisji NO x z badanych pojazdów. Należy w tym miejscu jeszcze dodać, iż zarejestrowana przez urządzenia pomiarowe niska temperatura spalin wynika ze znacznej odległości czujników od silnika. Są one bowiem umieszczone w przepływomierzu spalin, montowanym na przedłużeniu układu wylotowego pojazdu (wpływ chłodzącego oddziaływania otoczenia)

109 Rys Skumulowana emisja tlenków azotu wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Skumulowana emisja tlenków azotu wyznaczona dla jazdy wybiegiem (a) i hamowania silnikiem (b) Rys Masa całkowita tlenków azotu uzyskana dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI Rys Wartości natężenia emisji tlenków azotu PC1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem

110 Rys Wartości natężenia emisji tlenków azotu PC3: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Potwierdzenie poprzednich wyników uzyskano określając, dla każdego przejazdu, emisję drogową poszczególnych szkodliwych składników spalin CO, CO 2, HC i NO x (rys. 6.87). Widoczne mniejsze bądź większe różnice w wartościach emisji wynikają ze stopnia powtarzalności przejazdów zwłaszcza istotna jest faza napędowa ruchu pojazdu. Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych określona dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI Ze względu na odmienną specyfikę pracy silników o zapłonie samoczynnym, dla pojazdów PC2, PC4 i z grupy LDV oraz HDV, zarejestrowano nieco inne przebiegi mierzonych i obliczanych parametrów (stężenie, natężenie emisji). Wyniki badań, nakierowanych na określenie wpływu sposobu hamowania pojazdem na emisję spalin i przebiegowe zużycie paliwa, jednego z tych pojazdów zaprezentowano na rysunkach Rys Wartości natężenia emisji tlenku węgla LDV1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem

111 Rys Masa całkowita tlenku węgla jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Rys Wartości natężenia emisji dwutlenku węgla LDV1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Masa całkowita dwutlenku węgla jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Na szczególniejszą uwagę zasługuje natężenie emisji tlenku węgla i węglowodorów. Po rozłączeniu napędu i przejściu do drugiej fazy ruchu (nienapędowej) wartości natężenie tych dwóch związków gazowych spalin utrzymują się niemal na stałym poziomie (rys i 6.92). Dotyczy to zwłaszcza jazdy wybiegiem. Należy przy tym dodać, że chwili rozłączenia napędu towarzyszy gwałtowny wzrost wartości współczynnika nadmiaru powietrza. W przypadku pojazdu LDV1 i jazdy wybiegiem maksymalna wartość λ = 15, natomiast dla hamowania silnikiem zaobserwować można wartość λ max wynoszącą około

112 Rys Wartości natężenia emisji węglowodorów LDV1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Masa całkowita węglowodorów jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b) Rys Wartości natężenia emisji tlenków azotu LDV1: a) jazda wybiegiem, b) hamowanie silnikiem Rys Masa całkowita tlenków azotu jako funkcja czasu jazdy (a) i przebytej drogi (b)

113 Obliczoną emisję drogową gazowych związków szkodliwych spalin, dla przejazdów testowych wykonywanych samochodami wyposażonymi z silniki ZS, przedstawiono w formie zbiorczej na rysunku W porównaniu do samochodów napędzanych silnikami ZI, można zauważyć nieco inną zależność w przypadku emisji drogowej tlenku węgla i węglowodorów. Różnice w wartościach emisji tych związków gazowych nie są tak znaczące, odnośnie do dwóch stosowanych technik jazdy. Rys Emisja drogowa gazowych związków szkodliwych określona dla analizowanych technik jazdy: a) Citroën Berlingo, b) Fiat Doblo Stosowane przez prowadzącego pojazd hamowanie silnikiem przynosi nie tylko korzyści w postaci mniejszej emisji większości gazowych związków szkodliwych w spalinach, lecz również mniejszego zużycia paliwa (większa sprawność silnika; rys ). Jest to szczególnie istotne w przypadku pojazdów ciężkich, do napędu których wymagana jest duża ilość paliwa (rys ). Stosowanie hamowania silnikiem w miejsce jazdy wybiegiem przyczynia się też, poza aspektami ekologicznymi, do mniejszego zużycia elementów hamulców oraz zwiększenia bezpieczeństwa transportu kwestia dłuższego rozłączania napędu w przypadku jazdy wybiegiem. Zwłaszcza dotyczy to wszelkich zjazdów ze wzniesień, gdy występuje duże niebezpieczeństwo przegrzania elementów układu hamulcowego (stąd konieczność stosowania hamulców dodatkowych w pojazdach HDV np. retardery). Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZI, b) VW Golf GTI

114 Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla analizowanych technik jazdy: a) Skoda Fabia ZS, b) VW Passat Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla analizowanych technik jazdy: a) Citroën Berlingo, b) Fiat Doblo Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla analizowanych technik jazdy (HDV1) W obliczu obserwowanych zróżnicowanych wyników uzyskanych dla każdego przejazdu dokonano wartościowania efektów (emisja zanieczyszczeń i zużycie paliwa) dla dwóch sposobów hamowania pojazdem, uwzględniając różne określone priorytety oceny końcowej. Na podstawie przyjętych wskaźników wag (tab. 6.3) ustandaryzowano wartości otrzymane z pomiarów emisji spalin i zużycia paliwa (tab i 6.11)

115 Tabela Standaryzowane wartości emisji jazda wybiegiem (LDV4) Sposoby rozpędzania pojazdu CO CO 2 HC NO x Q JW1 0, JW2 0,351 0,272 0, ,263 JW3 0,020 0,482 0,282 0,592 0,459 JW4 0,091 0,295 0,392 0,385 0,278 JW5 0 0,357 0,229 0,557 0,338 JW6 0,039 0,377 0,051 0,169 0,366 JW7 0,717 0,161 0,290 0,052 0,156 JW8 0, ,282 0,036 0 JW9 1 0, ,322 0,666 Tabela Standaryzowane wartości emisji hamowanie silnikiem (LDV4) Sposoby rozpędzania pojazdu CO CO 2 HC NO x Q HS1 0,308 0,750 0,727 0,167 0,462 HS2 0,135 0,270 0, ,384 HS3 0 0, ,213 0,564 HS4 0, ,462 0,621 0 HS5 0,001 0,721 0, ,499 HS6 1 0,935 0,824 0,317 0,837 HS7 0,228 0,263 0,577 0,248 0,506 HS8 0, ,784 0,197 1 HS9 0,034 0, ,411 0,486 Obliczone wartości skutków ekologicznych i energetycznych wyrażone jako suma iloczynów wartości standaryzowanych i współczynników wagowych przedstawiono w postaci matrycy wartości (tab i 6.13). Kolorem czerwonym oznaczono wartości maksymalne, a kolorem zielonym wartości minimalne (dla każdego sposobu hamowania pojazdem). W przypadku hamowania silnikiem zaobserwowano dwa przejazdy o zbliżonym najbardziej negatywnym wpływie na środowisko naturalne. Należy przy tym zauważyć, iż przejazd oznaczony jako HS6 jest gorszy od HS8 pod względem emisji drogowej związków szkodliwych, jednak korzystniejszy pod kątem wartości przebiegowego zużycia paliwa. Tabela Matryca wartościowania sumy skutków ekologicznych i energetycznych (LDV4) Priorytety oceny Numer przejazdu JW1 JW2 JW3 JW4 JW5 JW6 JW7 JW8 JW9 A 0,822 0,318 0,367 0,288 0,296 0,200 0,275 0,216 0,535 B 0,881 0,230 0,433 0,313 0,368 0,203 0,208 0,154 0,487 C 0,888 0,298 0,401 0,284 0,312 0,262 0,231 0,135 0,584 D 0,970 0,176 0,492 0,319 0,411 0,266 0,138 0,049 0,518 E 0,955 0,277 0,436 0,281 0,327 0,324 0,186 0,054 0,633 F 0,970 0,255 0,452 0,287 0,345 0,325 0,169 0,038 0,

116 Tabela Matryca wartościowania sumy skutków ekologicznych i energetycznych (LDV4) Priorytety oceny Numer przejazdu HS1 HS2 HS3 HS4 HS5 HS6 HS7 HS8 HS9 A 0,483 0,444 0,339 0,231 0,294 0,783 0,365 0,654 0,433 B 0,397 0,588 0,321 0,319 0,230 0,662 0,343 0,555 0,431 C 0,475 0,422 0,424 0,144 0,371 0,803 0,418 0,784 0,453 D 0,358 0,620 0,398 0,266 0,282 0,638 0,388 0,648 0,450 E 0,468 0,399 0,508 0,058 0,448 0,824 0,471 0,914 0,473 F 0,446 0,435 0,503 0,080 0,432 0,794 0,465 0,889 0,472 Przeprowadzone badania drogowe wykazały słuszność i korzystność stosowania hamowania silnikiem (redukcja biegów) w miejsce jazdy wybiegiem w trakcie eksploatacji pojazdów samochodowych. Nie dość, że unika się wtedy bezproduktywnego, z punktu widzenia sprawności pracy, biegu luzem i jałowego silnika (mniejsze przebiegowe zużycie paliwa), to jeszcze uzyskuje się mniejszą emisję drogową większości substancji szkodliwych w spalinach (CO, CO 2, HC). Wartości emisji drogowej tlenków azotu są bardzo podobne

117 7. Wpływ stylu jazdy kierowcy na zużycie paliwa i emisję spalin w warunkach ruchu drogowego 7.1. Badania drogowe pojazdów lekkich Badania w rzeczywistych warunkach ruchu przeprowadzono w celu weryfikacji wpływu sposobu jazdy na emisję szkodliwych składników spalin oraz zużycie paliwa przez pojazdy. Celem przeprowadzonych badań była odpowiedź na pytanie: w jaki sposób należy prowadzić pojazd silnikowy aby minimalizować emisję spalin do atmosfery? Badania pojazdów lekkich: samochody osobowe PC1 PC5 oraz samochody dostawcze LDV1 LDV4, prowadzono na dwóch trasach pomiarowych, zlokalizowanych na terenie Poznania. Przebieg pierwszej (krótszej) trasy badawczej zaprezentowano na rysunku Jej sumaryczna długość wynosiła około 11 km. Charakterystyka trasy (tab. 7.1) była dość zróżnicowana pod względem warunków ruchu. Trasa składała się bowiem z odcinków o ruchu typowo miejskim, jak również pozamiejskim, gdy istniała możliwość uzyskania większej prędkości jazdy (70 km/h). Obraną trasę badawczą nr 1 ze względu na zmienność parametrów ruchu podzielono na cztery części (odcinki pomiarowe): ruch miejski o dużym natężeniu duży udział postoju pojazdu (2,5 km 24 % trasy przejazdu), ruch pozamiejski droga szybkiego ruchu, prędkość dopuszczalna 70 km/h (1 km 10 % trasy przejazdu), ruch miejski o małym natężeniu (około 2 km 17 % trasy przejazdu), ruch mieszany część odcinka to droga szybkiego ruchu o prędkości dopuszczalnej wynoszącej 70 km/h (około 5 km 49 % trasy przejazdu). Tabela 7.1. Charakterystyka trasy badawczej nr 1 Odcinek Początek Koniec 1A Politechnika Poznańska Rondo Starołęka Rondo Żegrze 4 1B Wiadukt Cała trasa 1A 1B Politechnika Poznańska Rondo Starołęka Rondo Żegrze Wiadukt Politechnika Poznańska Politechnika Poznańska Długość [km] (udział w teście) 2,5 (24 %) 1,0 (10 %) 1,9 (17 %) 5,3 (49 %) 10,7 (100 %) Przebieg drugiej, dłuższej trasy badawczej zaprezentowano na rysunku Jej sumaryczna długość wynosiła około 15 km (tab. 7.2). Charakterystyka tej trasy była również znacznie zróżnicowana pod względem warunków ruchu. Podobnie jak pierwsza, składała się z odcinków o ruchu miejskim i pozamiejskim, jednak istniała na niej możliwość uzyskania prędkości jazdy wynoszącej o 10 km/h więcej. Należy w tym

118 miejscu zaznaczyć, iż badania w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdów rozpoczynano, gdy jednostki napędowe samochodów badawczych osiągnęły właściwą temperaturę pracy. Trasę badawczą nr 2 ze względu na wspominaną zmienność parametrów ruchu podzielono na pięć części (odcinków pomiarowych): ruch miejski o dużym natężeniu duży udział postoju pojazdu (około 4,5 km 30 % trasy przejazdu), ruch miejski o małym natężeniu (2,5 km 16 % trasy przejazdu), ruch pozamiejski droga szybkiego ruchu, prędkość dopuszczalna 70 km/h (1 km 6 % trasy przejazdu), ruch mieszany część odcinka to droga szybkiego ruchu, prędkość dopuszczalna 80 km/h (około 4 km 26 % trasy przejazdu), ruch mieszany część odcinka to drogi wewnętrzne (około 3 km 22 % trasy przejazdu). Tabela 7.2. Charakterystyka trasy badawczej nr 2 Odcinek Początek Koniec 1A Centrum handlowe Politechnika Poznańska Rondo Starołęka Rondo Żegrze 5 1B Wiadukt Cała trasa 1A 1B Centrum handlowe Politechnika Poznańska Rondo Starołęka Rondo Żegrze Wiadukt Centrum handlowe Centrum handlowe Długość [km] (udział w teście) 4,6 (30 %) 2,5 (16 %) 1,0 (6 %) 3,9 (26 %) 3,2 (22 %) 15,2 (100 %) Zanim przystąpiono do zasadniczych badań mających na celu określenie wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję spalin i zużycie paliwa przez pojazd, przeprowadzono badania wstępne, rozpoznawcze. Wykonano po kilka przejazdów trasą badawczą nr 1, stosując tylko styl jazdy przyjęty jako jazda normalna i jazda agresywna. Za obiekt badań posłużył samochód osobowy wyposażony w napęd alternatywny w postaci układu hybrydowego PC5. W celu określenia warunków jazdy w każdym z analizowanych przejazdów styl normalny i agresywny badanym samochodem z napędem hybrydowym, między innymi na podstawie danych pochodzących z systemu diagnostyki pokładowej pojazdu OBD, dokonano zestawienia kilku podstawowych parametrów ruchu. Przedmiotowego porównania warunków jazdy dokonano zarówno dla poszczególnych odcinków pomiarowych (rys. 7.1), jak i całej trasy przejazdu (rys. 7.2). Z powodu badań przeprowadzanych w warunkach rzeczywistych, wartości parametrów ruchu dla obu rodzajów przejazdów nieznacznie się różnią

119 c) d) Rys Udział warunków ruchu dla odcinka (trasa 1): a) 1A 2, b) 2 3, c) 3 4, d) 4 1B Rys Udział warunków ruchu dla całej trasy przejazdu (trasa 1) pojazd PC5 Bazując na zmierzonej zawartości poszczególnych gazowych związków szkodliwych w spalinach obliczono emisję drogową tlenku węgla, dwutlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu dla wszystkich odcinków pomiarowych (rys. 7.3 i 7.4). Przejazdy poszczególnych odcinków pomiarowych w zakresie zmienności stylu jazdy kierowcy cechują się różną emisją składników szkodliwych spalin w postaci CO, CO 2, HC i NO x. Należy wskazać na znaczny wzrost emisji tych czterech gazowych związków chemicznych przy jeździe agresywnej, mimo zastosowanego układu oczyszczania spalin w badanym pojeździe (trójfunkcyjny reaktor katalityczny TWC)

120 Rys Emisja drogowa tlenku węgla (a) i dwutlenku węgla (b) przez pojazd PC5 (trasa 1) Rys Emisja drogowa węglowodorów (a) i tlenków azotu (b) przez pojazd PC5 (trasa 1) W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano dla odcinka pierwszego (1A 2) znaczący wzrost emisji drogowej tlenku węgla z 0,40 do 0,54 g/km (rys. 7.3a) oraz tlenków azotu (z 0,70 do 0,88 g/km; rys. 7.4b). Na tym tle wzrost emisji drogowej dwutlenku węgla i węglowodorów o około 15 % nie jest wartością zbyt wysoką (rys. 7.5 i 7.6). Jazda drogą szybkiego ruchu odcinek 2 3 cechujący się najmniejszym udziałem postoju pojazdu oraz największą średnią prędkością przejazdu przy zmianie sposobu jazdy nie powoduje znacznego wzrostu emisji drogowej tlenków azotu. Zmiana stylu jazdy na agresywny powoduje jedynie 8-procentową zmianę emisji tych związków (rys. 7.6b). Jeśli chodzi o pozostałe trzy związki chemiczne (CO, CO 2 i HC) to zaobserwowano bardzo dużą zmianę w wartości emisji drogowej tego pierwszego (aż o ok. 160 %) oraz znaczną zmianę emisji dwóch pozostałych o 20 % (rys. 7.5 i 7.6). Tak duże różnice wynikają jednak z wykonanego w trakcie przejazdu agresywnego dynamicznego manewru wyprzedzania innego pojazdu. Trzeci odcinek trasy badawczej nr 1 dojazdowy do typowej jazdy miejskiej o dużym natężeniu ruchu cechował się porównywalnymi, jak w przypadku odcinka 2 3 procentowymi różnicami w emisji drogowej CO 2 i NO x (odpowiednio 17 oraz 9 %). Dla rozpatrywanego odcinka 3 4 nadal względna emisja drogowa tlenku węgla (dla przejazdu agresywnego w porównaniu z normalnym) jest duża i wynosi ponad 50 %. Jeszcze większy wzrost emisji wystąpił dla węglowodorów około 90 %

121 Rys Wzrost emisji drogowej tlenku węgla (a) i dwutlenku węgla (b) w wyniku zastosowania jazdy agresywnej pojazd PC5 Rys Wzrost emisji drogowej węglowodorów (a) i tlenków azotu (b) w wyniku zastosowania jazdy agresywnej pojazd PC5 Czwarty odcinek trasy badawczej nr 1 (4 1B) charakteryzował się typową jazdą miejską o dużym natężeniu ruchu, występowaniem zjawiska kongestii drogowej i tym samym dużym procentowym udziałem postoju pojazdu (rys. 7.1d). Stąd dla tego odcinka pomiarowego odnotowano najmniejsze wartości średniej prędkości jazdy. Częste zatrzymania pojazdu i ruszania z miejsca spowodowały duży wzrost emisji drogowej tlenku węgla i węglowodorów wobec wartości uzyskanych dla pozostałych dwóch analizowanych składników spalin. Wynika to m.in. z obniżania się temperatury pracy reaktora katalitycznego (działanie systemu start-stop) i tym samym zmniejszania stopnia konwersji CO i HC. System wyłączający jednostkę napędową pojazdu PC5 w trakcie postoju sprawdził się jednak w kwestii emisji drogowej dwutlenku węgla i tlenków azotu z badanego samochodu. Zarówno podczas przejazdu normalnego, jak i agresywnego działanie systemu start-stop pozwoliło na uzyskanie małej emisji drogowej CO 2 i NO x (rys. 7.3 i 7.4). Odnotowano przy tym dla tych substancji szkodliwych przy jeździe agresywnej emisję większą odpowiednio o około 10 i 20 %. Analiza przejazdu całej trasy badawczej nr 1 przez pojazd PC5 wskazuje na znaczny wzrost emisji drogowej tlenków azotu podczas jazdy agresywnej w stosunku do jazdy normalnej z 0,64 do 0,78 g/km, co stanowi wzrost o nieco ponad 20 %. Emisja drogowa dwutlenku węgla wzrasta w podanych warunkach w najmniejszym stopniu (niecałe 20 %). Największe zmiany, a więc największy wpływ stylu jazdy

122 kierowcy odnotowano dla pomiarów emisji drogowej węglowodorów. W ich przypadku podczas jazdy agresywnej zanotowano wzrost w stosunku do jazdy normalnej o 44 %. Z wykonanych pomiarów wynika, że styl jazdy kierowcy znacznie wpływa na wartości emisji drogowej: wyraźne zmiany emisji odnotowuje się podczas zmiany stylu jazdy w warunkach jazdy z większymi prędkościami małym natężeniem ruchu. Przykładowo emisja drogowa tlenku węgla wzrasta o około 50 % a dwutlenku węgla o 20 %, podczas przejazdów w warunkach ruchu miejskiego odnotowano maksymalne bądź zbliżone do maksymalnych wartości emisji drogowej wszystkich czterech analizowanych składników szkodliwych spalin (przy przejeździe standardowym, jak również podczas jazdy agresywnej), analiza całej trasy badawczej wskazuje na największy wzrost emisji drogowej węglowodorów (prawie 45 %) oraz na porównywalny przyrost emisji drogowej dwutlenku węgla i tlenków azotu na poziomie około 20 %. Wykonane badania drogowe samochodu osobowego z napędem hybrydowym w rzeczywistych warunkach jego ruchu (eksploatacji) uwidoczniły znaczący wpływ stosowanego przez kierowcę stylu jazdy, zarówno na emisję kilku głównych substancji szkodliwych spalin, jak również na przebiegowe zużycie paliwa przez badany pojazd (rys. 7.7). Rys Wzrost zużycia paliwa przez pojazd PC5 w wyniku zastosowania jazdy agresywnej Po wstępnym rozpoznaniu mogących się pojawić zależności w wartościach emisji spalin przy zastosowaniu różnego sposobu prowadzenia pojazdu przez kierowcę, przeprowadzono badania zasadnicze, mające na celu określenie wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję spalin i zużycie paliwa przez pojazd. Tym razem uczyniono to ze szczególnym zwróceniem uwagi na stosowanie w trakcie jazdy zasad eco-drivingu. Aby określić warunki jazdy w każdym z trzech analizowanych przejazdów eco-driving, jazda normalna i agresywna badanym samochodem dostawczym (LDV1), podobnie jak w przypadku pojazdu PC5, dokonano zestawienia kilku podstawowych parametrów ruchu: przyspieszenie pojazdu (rys. 7.9), jazda ze stałą prędkością, postój. Porównanie warunków jazdy dla całej trasy badawczej przedstawiono na rys O nieznacznych różnicach w warunkach jazdy, w związku

123 z charakterem badań drogowych, świadczy zwłaszcza czas przejazdu danego odcinka pomiarowego. W celu porównania warunków pracy jednostki napędowej badanego pojazdu w trakcie przejazdów, w których stosowano odmienny sposób sterowania układem napędowym, wyznaczono charakterystyki gęstości czasowej silnika (rys. 7.10). Silnik samochodu badawczego w przeważającej części pracował na biegu jałowym (prędkość obrotowa około 800 obr/min). Widoczne obciążenie silnika na poziomie 20 % zarejestrowane przez system OBD odzwierciedla mechaniczne opory własne silnika, które musi on pokonywać (wewnętrzne i zewnętrzne). W przypadku eco-drivingu i jazdy agresywnej bieg jałowy stanowi ok. 25 % całkowitego czasu pracy jednostki napędowej, natomiast w przypadku jazdy normalnej udział ten jest większy o prawie 10 %. Wynika to z dłuższego czasu postoju pojazdu oraz stosowania jazdy wybiegiem (rys. 7.8). Rys Udział warunków ruchu dla całej trasy przejazdu (odcinek 1A 1B) pojazd LDV1 Rys Zmiany chwilowego przyspieszenia pojazdu LDV1 w czasie (odcinek 1A 1B)

124 c) Rys Porównanie charakterystyk pracy silnika spalinowego (LDV1): a) eco-driving, b) jazda normalna, c) jazda agresywna Bazując na zmierzonym stężeniu szkodliwych składników w spalinach obliczono natężenie emisji dla wszystkich czterech odcinków pomiarowych. Przykładowe przebiegi natężenia emisji wybranych związków szkodliwych dla jednego z odcinków pomiarowych przedstawiono na rysunkach 7.11 i Na podstawie otrzymanego w wyniku obliczeń natężenia emisji, obliczono w dalszej kolejności emisję drogową analizowanych związków gazowych dla każdego odcinka pomiarowego oraz całej trasy badawczej (rys. 7.13). Rys Natężenie emisji na odcinku 4 1B: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla

125 Rys Natężenie emisji dwutlenku węgla na odcinku 4 1B (kolor: różowy eco-driving, żółty j. normalna, czerwony j. agresywna) c) d) Rys Wartości emisji drogowej dla poszczególnych odcinków pomiarowych (LDV1): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) węglowodorów, d) tlenków azotu W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano dla stylu jazdy określanego mianem eco-drivingu najmniejszą, a dla stylu jazdy agresywnej największą emisję drogową wszystkich substancji szkodliwych emitowanych z układu wylotowego pojazdu badawczego LDV1. Na widoczne większe bądź mniejsze różnice w poziomie emisji składników spalin, określonym dla poszczególnych odcinków pomiarowych, mogą w pewnym stopniu mieć wpływ nieco inne warunki panujące na drodze w trakcie

126 wykonywania jazd testowych. Przykładowo jest to większe zjawisko kongestii drogowej, a tym samym większy udział postoju pojazdu. W przypadku emisji drogowej tlenku węgla dla całej trasy badawczej odnotowano w kolejności około: 0,84, 0,93 i 1,1 g/km. Daje to różnice procentowe względem jazdy normalnej na poziomie 9,9 % dla eco-drivingu oraz +17,7 % dla jazdy agresywnej (rys. 7.14a). Różnice procentowe w emisji drogowej dwutlenku węgla natomiast wynoszą odpowiednio: 6,9 i +24,6 % (rys. 7.14b). Najmniejsze różnice w emisji drogowej odnotowano dla węglowodorów. Natomiast w przypadku tlenków azotu należy zwrócić szczególną uwagę na ponad 40-procentowy wzrost ich emisji w wyniku zastosowania przez kierowcę agresywnego stylu jazdy cała trasa przejazdu (rys. 7.14d). c) d) Rys Procentowe różnice w emisji w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (jazda normalna = 100 %): a) tlenek węgla, b) dwutlenek węgla, c) węglowodory, d) tlenki azotu Oprócz określenia wpływu zastosowanego sposobu jazdy na emisję substancji szkodliwych w spalinach badanego pojazdu użytkowego określono również wpływ tego sposobu na ilość zużywanego przez pojazd paliwa. Wartość przebiegowego zużycia paliwa dla całej pokonanej trasy, na tle średniego przyspieszenia, zobrazowano na rysunku Różnice względem jazdy normalnej wynoszą około: 0,44 i +1,64 dm 3 /100 km. Daje to zmniejszenie zużycia paliwa o 6,6 % (eco-driving) oraz zwiększenie o 24,6 % (jazda agresywna; rys. 7.16)

127 Rys Przebiegowe zużycie paliwa określone dla całej trasy przejazdu (LDV1) Rys Procentowe różnice w przebiegowym zużyciu paliwa w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (jazda normalna = 100 %) Wyniki pomiarów toksyczności spalin, koniecznych do przeprowadzenia analizy wpływu stylu jazdy kierowcy na emisję substancji szkodliwych i przebiegowe zużycie paliwa, dla kolejnych z obiektów badań (samochody: PC1, PC2 oraz LDV2, LDV3 i LDV4) przedstawiono na rysunkach Dokonując analizy różnic w obliczonych wartościach emisji drogowej poszczególnych szkodliwych składników spalin dla pojazdów PC2 i LDV2 (rys ), należy w szczególności uzasadnić obserwowane dla jazdy agresywnej pojazdem LDV2 bardzo duże różnice w emisji dwutlenku węgla, węglowodorów i tlenków azotu na odcinku 3 4. Wynikają one nie tylko z trudniejszych warunków ruchu niż dla pozostałych dwóch przejazdów, ale także z utrzymywania dużej prędkości obrotowej silnika w trakcie jazdy niski bieg (dodatkowo jest to odcinek o znacznym dodatnim nachyleniu terenu podjazd)

128 Rys Natężenie emisji tlenku węgla trasa badawcza nr 1, pojazd PC1 (kolor: zielony eco-driving, czerwony jazda agresywna) Rys Natężenie emisji dwutlenku węgla trasa badawcza nr 2, pojazd LDV4 (kolor: zielony eco-driving, czerwony jazda agresywna) Rys Emisja drogowa tlenku węgla określona dla pojazdu: a) PC2, b) LDV

129 Rys Emisja drogowa dwutlenku węgla określona dla pojazdu: a) PC2, b) LDV2 Rys Emisja drogowa węglowodorów określona dla pojazdu: a) PC2, b) LDV2 Rys Emisja drogowa tlenków azotu określona dla pojazdu: a) PC2, b) LDV2 Rys Emisja drogowa cząstek stałych określona dla pojazdu LDV

130 c) Rys Rozkład wymiarowy cząstek stałych określony dla pojazdu LDV2: a) eco-driving, b) jazda normalna, c) jazda agresywna Rys Rozkład wymiarowy cząstek stałych określony dla pojazdu LDV3 (a) i LDV4 (b) Procentowe różnice w obliczonych wartościach emisji drogowej poszczególnych szkodliwych składników spalin przez badane pojazdy z grupy PC i LDV zaprezentowano na rysunkach Przy zastosowaniu przez kierowcę stylu jazdy agresywnej w większości przypadków uzyskuje się zwiększenie emisji drogowej substancji toksycznych (CO, HC, NO x, PM) o %. Natomiast stosowanie zasad eco-drivingu skutkuje zmniejszoną emisją tych substancji, maksymalnie do 10 %

131 Rys Procentowe różnice w emisji drogowej CO w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej): a) pojazdy typu PC, b) pojazdy typu LDV Rys Procentowe różnice w emisji drogowej CO 2 w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej): a) pojazdy typu PC, b) pojazdy typu LDV Rys Procentowe różnice w emisji drogowej HC w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej): a) pojazdy typu PC, b) pojazdy typu LDV Rys Procentowe różnice w emisji drogowej NO x w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej): a) pojazdy typu PC, b) pojazdy typu LDV

132 Rys Procentowe różnice w emisji drogowej PM w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej) pojazdy typu LDV Wartości przebiegowego zużycia paliwa, jakie zostały odnotowane po pokonaniu trasy badawczej, przedstawiono na rysunku W przypadku pojazdów PC2 i LDV2 różnice względem jazdy normalnej wynoszą odpowiednio: 0,25 i 0,20 dm 3 /100 km (eco-driving) oraz +0,67 i +0,45 dm 3 /100 km (jazda agresywna). Uzyskano tym samym zmniejszenie przebiegowego zużycia paliwa o około 4,6 i 2,6 % oraz zwiększenie o 12,2 i 6,1 % (rys. 7.32). Rys Przebiegowe zużycie paliwa przez pojazd: a) PC2, b) LDV2 Rys Procentowe różnice w przebiegowym zużyciu paliwa w wyniku zastosowania różnego stylu jazdy (względem jazdy normalnej): a) pojazdy typu PC, b) pojazdy typu LDV

133 Wykonane badania drogowe pojazdów typu PC i LDV w rzeczywistych warunkach ich eksploatacji miały charakter badań rozpoznawczych z istotnym aspektem możliwości aplikacyjnych ich wyników. Uwidoczniły one znaczący wpływ stosowanego przez kierowcę stylu jazdy na emisję substancji szkodliwych w spalinach oraz przebiegowe zużycie paliwa. Należy wskazać na znaczny wzrost wartości emisji drogowej tych związków w wyniku zastosowania jazdy agresywnej oraz zauważalny spadek wartości emisji przy zastosowaniu ekologicznego i ekonomicznego stylu jazdy eco-drivingu. Na drogach dość często można zaobserwować stosowanie przez kierowców dynamicznego, a nawet bardzo agresywnego sposobu poruszania się pojazdem. Mając na uwadze wnioski wyciągnięte z przeprowadzonych badań warto podkreślić, że może to nie tylko wpływać negatywnie na ekonomię eksploatacji pojazdów silnikowych, ale również na środowisko naturalne oraz bezpieczeństwo jazdy. Stwierdzenie to dotyczy wszystkich rodzajów pojazdów, wyposażonych zarówno w napęd konwencjonalny, jak również napęd alternatywny. Warto więc racjonalnie podchodzić do kwestii sposobu eksploatacji styl jazdy wszelkich pojazdów samochodowych. Słuszne zatem wydaje się być istnienie różnego rodzaju szkół doskonalenia techniki jazdy, w tym szkół jazdy ekologicznej i ekonomicznej (eco-drivingu)

134 7.2. Badania drogowe pojazdów ciężkich Pomiary toksyczności spalin w rzeczywistych warunkach ruchu pojazdów ciężkich typu HDV wykonano na terenie aglomeracji poznańskiej (HDV1), trasie wiodącej z Poznania do Wrześni i z powrotem (HDV2) oraz w mieście Koło i jego okolicach (HDV3). Przykładowo, przebieg dwóch z tras badawczych (nr 3 i 4) przedstawiono na rysunkach 5.22 i Ich charakterystyka była zróżnicowana pod względem warunków ruchu. Trasa nr 3 składała się bowiem z odcinka o ruchu typowo miejskim (3 1), jak również pozamiejskim, gdy istniała możliwość uzyskania większej prędkości jazdy 70 km/h (2 3) oraz mieszanym (1 2). Natomiast trasa Poznań Września Poznań podzielona została na następujące trzy odcinki pomiarowe: 1 2 (ruch miejski), 2 3 (ruch autostradowy) oraz 3 1 (ruch mieszany, głównie pozamiejski). Dla rozróżnienia odcinków pomiarowych obu tras, w przypadku trasy nr 4 wprowadzono dodatkowe oznaczenia: Miasto odcinek 1 2, A2 (2 3) oraz Droga 92 (3 1). W związku z powyższym w przypadku trasy badawczej nr 4, na której badany był pojazd HDV2, uzyskano najbardziej zróżnicowane wyniki badań występowanie największego zróżnicowania warunków ruchu (ruch miejski, pozamiejski, autostradowy). Na rysunkach przedstawiono przykładowe obliczone natężenie emisji cząstek stałych, poglądowo także naniesione na trasę przejazdu. a) b) Rys Wyniki badań pojazdu HDV1: a) natężenie emisji cząstek stałych, b) przyspieszenie uzyskiwane przez pojazd

135 Rys Natężenie emisji cząstek stałych trasa badawcza nr 3 (kolor: zielony eco-driving, czerwony jazda agresywna) Rys Natężenie emisji cząstek stałych pojazd HDV2 Rys Natężenie emisji cząstek stałych trasa badawcza nr 4 (kolor: zielony eco-driving, czerwony jazda agresywna)

136 Określone natężenie emisji poszczególnych (gazowych i stałych) szkodliwych składników spalin posłużyło do obliczenia ich emisji drogowej. Wartości tej emisji wyznaczone dla odcinków pomiarowych jednej z tras badawczych zaprezentowano na rysunku 7.37, natomiast dla całej trasy przejazdu na rysunku Dla poszczególnej całej trasy badawczej, określono również przebiegowe zużycie paliwa przez dany pojazd (rys. 7.39). c) d) Rys Wartości emisji drogowej dla poszczególnych odcinków pomiarowych (HDV2): a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) tlenków azotu, d) cząstek stałych c) d) Rys Wartości emisji drogowej dla całej trasy przejazdu: a) tlenku węgla, b) dwutlenku węgla, c) tlenków azotu, d) cząstek stałych

137 Rys Przebiegowe zużycie paliwa przez poszczególny pojazd typu HDV (określone dla całej trasy przejazdu) W związku z tym, że obiekty badań były wyposażone w różne układy napędowe (moc silnika, klasa emisyjna) dostrzegalne jest znaczne zróżnicowanie zarówno w emisji drogowej substancji szkodliwych, jak i przebiegowym zużyciu paliwa przez poszczególny badany pojazd z grupy HDV (rys i 7.40). Ponadto badane pojazdy cechowały się różną masą własną i przewożonym ładunkiem. Dla przykładu przejazdy pojazdem oznaczonym jako HDV2 odbywały się na pusto (bez ładunku), a przejazdy pojazdem HDV3 z ładunkiem o masie około kg. Dla wszystkich obiektów badań daje się jednak zauważyć podobny wpływ stosowanego przez kierowcę różnego sposobu jazdy. Uzyskano oszczędności w zużyciu paliwa oraz zmniejszenie emisji związków szkodliwych spalin na poziomie kilku procent (eco-driving względem jazdy normalnej) oraz pogorszenie właściwości ekologicznych i ekonomicznych pojazdu w wyniku stosowania jazdy agresywnej o kilkanaście procent

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników Spis treści 3 1. Wprowadzenie 1.1 Krótka historia rozwoju silników spalinowych... 10 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych 2.1 Klasyfikacja silników.... 16

Bardziej szczegółowo

Silniki zasilane alternatywnymi źródłami energii

Silniki zasilane alternatywnymi źródłami energii Silniki zasilane alternatywnymi źródłami energii Jacek Biedrzycki Przemysłowy Instytut Motoryzacji 71 Forum Energia - Efekt Środowisko - Ekologiczne formy transportu Warszawa, 31.03.2015r. Plan prezentacji

Bardziej szczegółowo

Właściwy silnik do każdego zastosowania. 16936_BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd 1 13.02.2013 10:55:33

Właściwy silnik do każdego zastosowania. 16936_BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd 1 13.02.2013 10:55:33 Właściwy silnik do każdego zastosowania 16936_BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd 1 13.02.2013 10:55:33 16936_BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd 2 13.02.2013 10:55:38 16936_BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd

Bardziej szczegółowo

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych 723103

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych 723103 Wymagania edukacyjne PRZEDMIOT Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych KLASA II MPS NUMER PROGRAMU NAUCZANIA (ZAKRES) 723103 1. 2. Podstawowe wiadomości o ch spalinowych

Bardziej szczegółowo

Biogas buses of Scania

Biogas buses of Scania Zdzisław CHŁOPEK PTNSS-2012-SS1-135 Biogas buses of Scania The paper presents the design and performance characteristics of Scania engines fueled by biogas: OC9G04 and G05OC9. These are five cylinders

Bardziej szczegółowo

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro.

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro. 0199-99-1210/2 Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro. Na podstawie wytycznych UE oraz wielu innych międzynarodowych przepisów,

Bardziej szczegółowo

DEGA. Diesel and Gas Mixture. LPG Powietrze. Spaliny ON + LPG. tylko ON!! ON+LPG. Termopara spalin ON + LPG. Wykres mocy [KW]

DEGA. Diesel and Gas Mixture. LPG Powietrze. Spaliny ON + LPG. tylko ON!! ON+LPG. Termopara spalin ON + LPG. Wykres mocy [KW] DUAL FUEL PL DEGA Diesel and Gas Mixture Wykres mocy [KW] LPG Powietrze Spaliny +LPG Termopara spalin tylko!! Korzyści z zastosowania zasilania Dual Fuel System doskonale nadaje się do pojazdów ciężarowych,

Bardziej szczegółowo

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI BARTŁOMIEJ WALCZAK

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI BARTŁOMIEJ WALCZAK ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI BARTŁOMIEJ WALCZAK Solaris Bus & Coach Kierunek rozwoju komunikacji miejskiej Wymagania prawne Przepisy lokalne pojazdy elektryczne

Bardziej szczegółowo

Kongres Innowacji Polskich KRAKÓW 10.03.2015

Kongres Innowacji Polskich KRAKÓW 10.03.2015 KRAKÓW 10.03.2015 Zrównoważona energetyka i gospodarka odpadami ZAGOSPODAROWANIE ODPADOWYCH GAZÓW POSTPROCESOWYCH Z PRZEMYSŁU CHEMICZNEGO DO CELÓW PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Marek Brzeżański

Bardziej szczegółowo

Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego mchp

Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego mchp Wpływ rodzaju paliwa gazowego oraz warunków w procesu spalania na parametry pracy silnika spalinowego do zastosowań w układzie mchp G. Przybyła, A. Szlęk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki

Bardziej szczegółowo

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI Zbiorowy transport miejski = alternatywa dla transportu indywidualnego Warszawa, Trasa Łazienkowska, analiza ruchu w godzinach

Bardziej szczegółowo

MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość. Napędy alternatywne, CNG, biogaz,hybryda

MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość. Napędy alternatywne, CNG, biogaz,hybryda MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość Napędy alternatywne, CNG, biogaz,hybryda Perspektywy rynku paliw Polityczne warunki ramowe dla Europy Zielona Księga Komisji Europejskiej w sprawie

Bardziej szczegółowo

More Baltic Biogas Bus Project 2013 2014. www.balticbiogasbus.eu 1

More Baltic Biogas Bus Project 2013 2014. www.balticbiogasbus.eu 1 More Baltic Biogas Bus Project 2013 2014 1 Autobusy napędzane biometanem i eco-driving dr inż. Wojciech Gis, ITS mgr Mikołaj Krupiński, ITS Jonas Forsberg, Biogas Öst dr inż. Jerzy Waśkiewicz, ITS dr inż.

Bardziej szczegółowo

Pojęcie Ekojazdy Eco-Driving

Pojęcie Ekojazdy Eco-Driving Ekojazda Pojęcie Ekojazdy Eco-Driving jest nurtem edukacyjnym i świadomość zainicjowanym w celu dostarczenia użytkownikom dróg porad i zasad, które pokazują, że regularne przeglądy pojazdu połączone ze

Bardziej szczegółowo

Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję zanieczyszczeń przez samochód dostawczy

Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję zanieczyszczeń przez samochód dostawczy MERKISZ Jerzy 1 ANDRZEJEWSKI Maciej 2 NOWAK Mateusz 3 Wpływ prędkości obrotowej silnika na emisję zanieczyszczeń przez samochód dostawczy WSTĘP Obecnie na całym świecie panuje trend zmniejszania zużycia

Bardziej szczegółowo

MAN-STAR TRUCKS Sp. z o.o.

MAN-STAR TRUCKS Sp. z o.o. MAN-STAR TRUCKS Sp. z o.o. AUTOBUSY TURYSTYCZNE MAN i NEOPLAN Z SILNIKAMI EURO 4 Arkadiusz Kurek (0-691 470 202) Aleksander Pawlas (0-691 470 202) Dział Sprzedaży Autobusów Turystycznych NEOMAN Po przejęciu,

Bardziej szczegółowo

Silniki. pojazdów samochodowych REFORMA 2012. Mirosław Karczewski, Leszek Szczęch, Grzegorz Trawiński

Silniki. pojazdów samochodowych REFORMA 2012. Mirosław Karczewski, Leszek Szczęch, Grzegorz Trawiński REFORMA 2012 Silniki pojazdów samochodowych Mirosław Karczewski, Leszek Szczęch, Grzegorz Trawiński Podręcznik do nauki zawodu TECHNIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH MECHANIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH Podręcznik

Bardziej szczegółowo

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS WYKORZYSTYWANE PALIWA Olej Napędowy 39 pojazdów CNG 10 pojazdów ETANOL ED-95 7 pojazdów Motoryzacja a środowisko naturalne Negatywny wpływ na środowisko

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 Stanisław W. Kruczyński 1, Bogdan Chrupek 2, Marcin K. Wojs 3 PRZEGLĄD KONSTRUKCJI SILNIKÓW SPALINOWYCH STOSOWANYCH W POJAZDACH UŻYTKOWYCH SEKTORA BUDOWLANEGO

Bardziej szczegółowo

The impact of the selected gear ratio on carbon dioxide emissions by vehicle during its acceleration

The impact of the selected gear ratio on carbon dioxide emissions by vehicle during its acceleration Article citation info: MERKISZ, J., ANDRZEJEWSKI, M., PIELECHA, J. The impact of the selected gear ratio on carbon dioxide emissions by vehicle during its acceleration. Combustion Engines. 213, 154(3),

Bardziej szczegółowo

TENDENCJE ROZWOJOWE SILNIKÓW SPALINOWYCH MASZYN I AGREGATÓW ROLNICZYCH

TENDENCJE ROZWOJOWE SILNIKÓW SPALINOWYCH MASZYN I AGREGATÓW ROLNICZYCH prof. dr hab. in. Jerzy MERKISZ Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Politechnika Poznañska TENDENCJE ROZWOJOWE SILNIKÓW SPALINOWYCH MASZYN I AGREGATÓW ROLNICZYCH Streszczenie W artykule opisano

Bardziej szczegółowo

Kierunki i dobre praktyki wykorzystania biogazu

Kierunki i dobre praktyki wykorzystania biogazu Kierunki i dobre praktyki wykorzystania biogazu Paulina Łyko Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisław Staszica w Krakowie Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Katedra Inżynierii Środowiska i Przeróbki Surowców

Bardziej szczegółowo

Badania porównawcze emisji toksycznych składników gazów wylotowych z silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego ON i B10

Badania porównawcze emisji toksycznych składników gazów wylotowych z silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego ON i B10 NAFTA-GAZ wrzesień 2010 ROK LXVI Aleksander Mazanek Instytut Nafty i Gazu, Kraków Badania porównawcze emisji toksycznych składników gazów wylotowych z silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego ON i B10

Bardziej szczegółowo

Opracował: Marcin Bąk

Opracował: Marcin Bąk PROEKOLOGICZNE TECHNIKI SPALANIA PALIW W ASPEKCIE OCHRONY POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO Opracował: Marcin Bąk Spalanie paliw... Przy produkcji energii elektrycznej oraz wtransporcie do atmosfery uwalnia się

Bardziej szczegółowo

DŁUGODYSTANSOWY. Ekonomiczne rozwiązanie dla pokonujących długie trasy. Sterownik LPG/CNG do silników Diesel.

DŁUGODYSTANSOWY. Ekonomiczne rozwiązanie dla pokonujących długie trasy. Sterownik LPG/CNG do silników Diesel. DŁUGODYSTANSOWY Ekonomiczne rozwiązanie dla pokonujących długie trasy. Sterownik LPG/CNG do silników Diesel. Dodatkowe oszczędności Sterownik STAG Diesel jest alternatywną metodą zasilania do silników

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/212 Stanisław W. Kruczyński 1, Michał Kurek 2, Patryk Hirszler 3 ANALIZA PROCESU SPALANIA ETANOLU NA CHARAKTERYSTYCE REGULACYJNEJ KĄTA WYPRZEDZENIA ZAPŁONU SILNIKA

Bardziej szczegółowo

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo mgr inż. Paweł Bukrejewski do pojazdów Kierownik Pracowni Analitycznej Starszy Specjalista Badawczo-Techniczny Laboratorium Produktów Naftowych i Biopaliw

Bardziej szczegółowo

MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość. MAN z EURO VI: CNG, hybryda

MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość. MAN z EURO VI: CNG, hybryda MAN Truck & Bus Ekologicznie i ekonomicznie w przyszłość MAN z EURO VI: CNG, hybryda MAN Truck & Bus MAN Lion s City GL CNG EURO VI < 2 > MAN Truck & Bus MAN Lion s City GL CNG EURO VI MAN Lion s City

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 Piotr SZCZĘSNY 1 TOKSYCZNOŚĆ SPALIN POJAZDÓW OSOBOWYCH PODCZAS STATYSTYCZNYCH BADAŃ EKSPLOATACYJNYCH 1. Wstęp Przedstawione w pracy wyniki badań toksyczności

Bardziej szczegółowo

BADANIE WPŁYWU DODATKU PANTHER 2 NA TOKSYCZNOŚĆ SPALIN SILNIKA ZI

BADANIE WPŁYWU DODATKU PANTHER 2 NA TOKSYCZNOŚĆ SPALIN SILNIKA ZI POLITECHNIKA OPOLSKA ZAKŁAD SAMOCHODÓW BADANIE WPŁYWU DODATKU PANTHER 2 NA TOKSYCZNOŚĆ SPALIN SILNIKA ZI WNIOSKI W świetle przeprowadzonych badań oraz zróżnicowanych i nie zawsze rzetelnych opinii producentów

Bardziej szczegółowo

Planowanie Gospodarki Niskoemisyjnej proekologiczne rozwiązania w transporcie. Marcin Cholewa Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

Planowanie Gospodarki Niskoemisyjnej proekologiczne rozwiązania w transporcie. Marcin Cholewa Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Planowanie Gospodarki Niskoemisyjnej proekologiczne rozwiązania w transporcie Marcin Cholewa Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Praca naukowa finansowana ze środków NCBiR w ramach

Bardziej szczegółowo

Napędy hybrydowe kontra elektryczne. Perspektywy rozwoju na najbliższe lata. Sebastian Kucia

Napędy hybrydowe kontra elektryczne. Perspektywy rozwoju na najbliższe lata. Sebastian Kucia Napędy hybrydowe kontra elektryczne. Perspektywy rozwoju na najbliższe lata. Sebastian Kucia Przegląd rynku aut elektrycznych w Polsce Model Segment Waga w kg Prz śpiesze ie od 0 do 100 km/h Prędkość maksymalna

Bardziej szczegółowo

Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie

Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie dr inż. Ryszard Wołoszyn Stowarzyszenie NGV Polska Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn Politechnika Radomska CNG LNG (83-99% metanu) (90-99% metanu)

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 Stanisław W. Kruczyński 1, Bogdan Chrupek 2, Marcin K. Wojs 3 METODY OGRANICZANIA POZIOMU EMISJI STOSOWANE W SILNIKACH MASZYNACH BUDOWLANYCH W ŚWIETLE WYMAGAŃ

Bardziej szczegółowo

Czyszczenie silnika benzynowego w samochodzie marki Fiat Punto 1.2

Czyszczenie silnika benzynowego w samochodzie marki Fiat Punto 1.2 Jet Clean Tronic jest urządzeniem do czyszczenia wszystkich układów wtryskowych silników Diesla, a także silników benzynowych. Osady, które gromadzą się na elementach układów wtryskowych, a także w komorze

Bardziej szczegółowo

Emisja substancji zanieczyszczajcych z pojazdów wg Regulaminów Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych (EKG ONZ) oraz

Emisja substancji zanieczyszczajcych z pojazdów wg Regulaminów Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych (EKG ONZ) oraz Emisja substancji zanieczyszczajcych z pojazdów wg Regulaminów Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych (EKG ONZ) oraz równowanych Dyrektyw Unii Europejskiej (UE) 3500 KG A.

Bardziej szczegółowo

Gama Scania Euro 6: Sprawdzone rozwiązania techniczne dopasowane do wielu potrzeb

Gama Scania Euro 6: Sprawdzone rozwiązania techniczne dopasowane do wielu potrzeb Informacje Stara Wieś, 30 października 2013 r. Gama Scania Euro 6: Sprawdzone rozwiązania techniczne dopasowane do wielu potrzeb Scania oferuje teraz aż jedenaście silników wysokoprężnych Euro 6 o mocy

Bardziej szczegółowo

gospodarki energetycznej...114 5.4. Cele polityki energetycznej Polski...120 5.5. Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

gospodarki energetycznej...114 5.4. Cele polityki energetycznej Polski...120 5.5. Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce... SPIS TREŚCI Wstęp... 11 1. Polityka energetyczna Polski w dziedzinie odnawialnych źródeł energii... 15 2. Sytuacja energetyczna świata i Polski u progu XXI wieku... 27 2.1. Wstęp...27 2.2. Energia konwencjonalna

Bardziej szczegółowo

ŠkodaSuperb 4 4 ŠKODA SUPERB W NAJMOCNIEJSZEJ ODSŁONIE

ŠkodaSuperb 4 4 ŠKODA SUPERB W NAJMOCNIEJSZEJ ODSŁONIE ŠKODA SUPERB W NAJMOCNIEJSZEJ ODSŁONIE Superb z napędem na dwie osie dostępny jest z trzema doskonałymi silnikami, ale dotknięcia prawdziwej moc można przede wszystkim doznać, kierując flagowym modelem

Bardziej szczegółowo

HDI_SID807 Informacje o obwodzie paliwa

HDI_SID807 Informacje o obwodzie paliwa 1 of 2 2014-09-07 15:54 Użytkownik : Pojazd : 308 /308 VIN: VF34C9HR8AS340320 Data wydruku : 7 wrzesień 2014 15:54:42 Początek sesji samochodu : 07/09/2014-15:50 Wersja przyrządu : 07.49 HDI_SID807 Informacje

Bardziej szczegółowo

Raport końcowy. Test 100 000 km na LPG. Cel testu: Badanie wpływu LPG na elementy silnika wysokoprężnego.

Raport końcowy. Test 100 000 km na LPG. Cel testu: Badanie wpływu LPG na elementy silnika wysokoprężnego. Cel testu: Badanie wpływu LPG na elementy silnika wysokoprężnego. Metodologia badania: 1. Test drogowy w cyklu mieszanym (miasto 20%, trasa 80%). 2. Pomiary cykliczne (co 15tys. km.) z udziałem rzeczoznawcy

Bardziej szczegółowo

ELEKTROMOBILNOŚĆ WPROWADZENIE. Michał Kaczmarczyk, GLOBEnergia Zakopane, 26.06.2014

ELEKTROMOBILNOŚĆ WPROWADZENIE. Michał Kaczmarczyk, GLOBEnergia Zakopane, 26.06.2014 ELEKTROMOBILNOŚĆ WPROWADZENIE Michał Kaczmarczyk, GLOBEnergia Zakopane, 26.06.2014 DLACZEGO POTRZEBNA JEST DYSKUSJA? wyczerpywanie się stosowanych dotychczas źródeł energii problem ekologiczny (efekt cieplarniany)

Bardziej szczegółowo

Niskoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie. Sławomir Nestorowicz Pełnomocnik Dyrektora ds. Paliw Metanowych

Niskoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie. Sławomir Nestorowicz Pełnomocnik Dyrektora ds. Paliw Metanowych Niskoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie Sławomir Nestorowicz Pełnomocnik Dyrektora ds. Paliw Metanowych Ramowe dokumenty dotyczące stosowania niskoemisyjnych, alternatywnych paliw w transporcie

Bardziej szczegółowo

Methods of reducing emission from HDV Euro VI engines

Methods of reducing emission from HDV Euro VI engines Article citation info: MERKISZ J. et al. Methods of reducing emission from HDV Euro VI engines. Combustion Engines. 2015, 162(3), 480-486. ISSN 2300-9896. Jerzy MERKISZ Maciej SIEDLECKI Andrzej ZIÓŁKOWSKI

Bardziej szczegółowo

Dane techniczne samochodów Fiat Panda Trekking i Fiat Panda 4x4.

Dane techniczne samochodów Fiat Panda Trekking i Fiat Panda 4x4. Dane techniczne samochodów Fiat Panda Trekking i Fiat Panda 4x4. Trekking 4x4 1.3 MultiJet 75 KM 0.9 85 KM TwinAir 0.9 80 KM CNG TwinAir 1.3 MultiJet 75 KM 0.9 85 KM TwinAir SILNIK Liczba i układ cylindrów

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/212 Stanisław W. Kruczyński 1, Michał Kurek 2, Patryk Hirszler 3 ANALIZA PROCESU SPALANIA ETANOLU NA CHARAKTERYSTYCE REGULACYJNEJ SKŁADU MIESZANKI SILNIKA ROVER

Bardziej szczegółowo

WYTYCZNE PRZY KUPNIE NOWEGO SAMOCHODU

WYTYCZNE PRZY KUPNIE NOWEGO SAMOCHODU Wytyczne wykonano w ramach projektu Doskonalenie poziomu edukacji w samorządach terytorialnych w zakresie zrównoważonego gospodarowania energią i ochrony klimatu Ziemi dzięki wsparciu udzielonemu przez

Bardziej szczegółowo

EUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS

EUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS EUROPEAN UNION EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FOUND KLASTER GREEN CARS RYNEK SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH W POLSCE Konieczność poszanowania dóbr limitowanych w transporcie - obserwujemy ciągły przyrost emisji

Bardziej szczegółowo

nowe trendy mobilności w regionach Europy

nowe trendy mobilności w regionach Europy E-pojazdy nowe trendy mobilności w regionach Europy Marek Drożdż Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN Partnerzy programu Polska Holandia Hiszpania Wielka Brytania Szwecja Włochy Małopolska

Bardziej szczegółowo

Olej 5W30 Motorcraft XR Synth 5l. Opis

Olej 5W30 Motorcraft XR Synth 5l. Opis L.p. Nr Indeksu Zdjęcie Opis Olej 5W30 Motorcraft XR Synth 5l 1. 25-01-00-0008 - wyprodukowany specjalnie do samochodów FORD - Ford Formula F - NOWA JAKOŚĆ - ulepszona formuła oleju - w pełni syntetyczny

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTU POJAZDÓW 1(92)/213 Zdzisław Chłopek 1, Jacek Biedrzycki 2, Jakub Lasocki 3, Piotr Wójcik 4 EMISJA ZANIECZYSZCZEŃ Z SILNIKA SAMOCHODU W TESTACH JEZDNYCH SYMULUJĄCYCH RZECZYWISTE

Bardziej szczegółowo

Wykorzystanie LNG do zasilania pojazdów mechanicznych. Rafał Gralak

Wykorzystanie LNG do zasilania pojazdów mechanicznych. Rafał Gralak Wykorzystanie LNG do zasilania pojazdów mechanicznych Rafał Gralak Plan prezentacji 1. Rynek paliw w ujęciu zastosowania LNG do zasilania pojazdów mechanicznych 2. Zastosowanie LNG w pojazdach mechanicznych

Bardziej szczegółowo

KATALIZATOR DO PALIW

KATALIZATOR DO PALIW KATALIZATOR DO PALIW REDUXCO KATALIZATOR DO PALIW Katalizator REDUXCO jest stosowany jako dodatek do paliw węglowodorowych, jest substancją czynną zmniejszającą napięcie powierzchniowe węgla powodując

Bardziej szczegółowo

2. OPIS OBIEKTU BADAŃ ORAZ WARUNKÓW TECHNICZNYCH BADAŃ

2. OPIS OBIEKTU BADAŃ ORAZ WARUNKÓW TECHNICZNYCH BADAŃ OCENA SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA GŁÓWNYCH PROCEDUR DIAGNOSTYCZNYCH ORAZ STOPNIA IMPLEMENTACJI SYSTEMÓW EOBD W SAMOCHODACH OSOBOWYCH Z SILNIKAMI ZI PODCZAS BADAŃ HOMOLOGACYJNYCH Jerzy Merkisz*, Marcin Ślęzak**,

Bardziej szczegółowo

t E termostaty k r A M fazowe r c E t ja ta c k Af A u E M d or r AH f M In o p

t E termostaty k r A M fazowe r c E t ja ta c k Af A u E M d or r AH f M In o p MAHLE Aftermarket Informacja o produktach Termostaty fazowe Konwencjonalna regulacja temperatury: bezpieczeństwo w pierwszym rzędzie Optymalny przebieg procesu spalania w silniku samochodu osobowego zapewnia

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012 Stanisław W. Kruczyński 1, Janusz Januła 2, Maciej Kintop 3 OBLICZENIA SYMULACYJNE POWSTAWANIA NO X i CO PRZY SPALANIU OLEJU NAPĘDOWEGO I OLEJU RZEPAKOWEGO

Bardziej szczegółowo

Współpraca pomiędzy Krajową Agencją Poszanowania Energii S.A. a Urzędem m.st. Warszawy w ramach projektów UE: E-Street i STAR BUS

Współpraca pomiędzy Krajową Agencją Poszanowania Energii S.A. a Urzędem m.st. Warszawy w ramach projektów UE: E-Street i STAR BUS Współpraca pomiędzy Krajową Agencją Poszanowania Energii S.A. a Urzędem m.st. Warszawy w ramach projektów UE: E-Street i STAR BUS Współpraca w okresie 04.2006-06.2008 Projekt Unii Europejskiej EIE-05-157

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH. Ćwiczenie 6 DIAGNOSTYCZNE POMIARY TOKSYCZNYCH SKŁADNIKÓW SPALIN

LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH. Ćwiczenie 6 DIAGNOSTYCZNE POMIARY TOKSYCZNYCH SKŁADNIKÓW SPALIN Dr inż. Jacek Kropiwnicki WYDZIAŁ MECHANICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ KATEDRA SILNIKÓW SPALINOWYCH I SPRĘŻAREK Kierownik katedry: prof. dr hab. inż. Andrzej Balcerski, prof. zw. PG LABORATORIUM PODSTAW

Bardziej szczegółowo

Realizacja metodyki SORT pomiaru zużycia paliwa autobusów

Realizacja metodyki SORT pomiaru zużycia paliwa autobusów Realizacja metodyki SORT pomiaru zużycia paliwa autobusów przez Zakład Badań Drogowych BOSMAL 1. PODSTAWY METODY SORT Opracowana przez UITP (fr. Union Internationale des Transports Publics) procedura badawcza

Bardziej szczegółowo

ANALIZA ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU TROLEJBUSÓW

ANALIZA ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU TROLEJBUSÓW ANALIZA ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU TROLEJBUSÓW Mgr inż. Ewa Siemionek* *Katedra Pojazdów Samochodowych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 36 1. WSTĘP Komunikacja miejska

Bardziej szczegółowo

PR DKO JAZDY SAMOCHODEM A EMISJA SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W SPALINACH

PR DKO JAZDY SAMOCHODEM A EMISJA SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W SPALINACH PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 98 Transport 2013 Jerzy Merkisz, Marianna Jacyna, Maciej Andrzejewski, Jacek Pielecha, Agnieszka Merkisz-Guranowska Politechnika Pozna ska, Instytut Silników

Bardziej szczegółowo

Wyliczanie efektu ekologicznego uzyskanego w wyniku zastosowania oleju Ecotruck w silnikach wysokoprężnych.

Wyliczanie efektu ekologicznego uzyskanego w wyniku zastosowania oleju Ecotruck w silnikach wysokoprężnych. Wyliczanie efektu ekologicznego uzyskanego w wyniku zastosowania oleju Ecotruck w silnikach wysokoprężnych. 1. Stan istniejący przy stosowaniu oleju silnikowego Fuchs. Jednym z negatywnych skutków wpływu

Bardziej szczegółowo

Samochody na wodór. Zastosowanie. Wodór w samochodach. Historia. Przechowywanie wodoru

Samochody na wodór. Zastosowanie. Wodór w samochodach. Historia. Przechowywanie wodoru Samochody na wodór Zastosowanie Wodór w samochodach Historia Przechowywanie wodoru Wodór ma szanse stać się najważniejszym nośnikiem energii w najbliższej przyszłości. Ogniwa paliwowe produkują zeń energię

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH ĆWICZENIE NR 3: DIAGNOSTYCZNE POMIARY SKŁADNIKÓW TOKSYCZNYCH SPALIN WPROWADZENIE

LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH ĆWICZENIE NR 3: DIAGNOSTYCZNE POMIARY SKŁADNIKÓW TOKSYCZNYCH SPALIN WPROWADZENIE LABORATORIUM PODSTAW SILNIKÓW I NAPĘDÓW SPALINOWYCH ĆWICZENIE NR 3: DIAGNOSTYCZNE POMIARY SKŁADNIKÓW TOKSYCZNYCH SPALIN WPROWADZENIE Wzrost liczby eksploatowanych silników spalinowych spowodował konieczność

Bardziej szczegółowo

Centrum Szkoleniowe WSOP

Centrum Szkoleniowe WSOP Oferta szkoleń dla mechaników i elektroników samochodowych Temat kursu Czas (dni/godzin) Układy hamulcowe Układy wtryskowe silników z ZI Układy wtryskowe silników z ZS Automatyczne skrzynie biegów Elektrotechnika

Bardziej szczegółowo

LNG. Nowoczesne źródło energii. Liquid Natural Gas - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro. Systemy. grzewcze

LNG. Nowoczesne źródło energii. Liquid Natural Gas - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro. Systemy. grzewcze LG owoczesne źródło energii Liquid atural - Ekologiczne paliwo na dziś i jutro Systemy B Szanowni Państwo, W obecnych czasach obserwujemy stały wzrost zapotrzebowania na paliwa płynne oraz wzrost ich cen

Bardziej szczegółowo

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012. Crafter

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012. Crafter Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012 Crafter Informacje na temat zużycia paliwa i emisji CO 2 znajdują się w niniejszych danych technicznych. Nie wszystkie kombinacje silnika, skrzyni biegów

Bardziej szczegółowo

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ Badania kinetyki utleniania wybranych grup związków organicznych podczas procesów oczyszczania

Bardziej szczegółowo

PRZYDATNOŚĆ TELEMATYKI TRANSPORTOWEJ W OCENIE ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU POJAZDÓW

PRZYDATNOŚĆ TELEMATYKI TRANSPORTOWEJ W OCENIE ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU POJAZDÓW PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 107 Transport 2015 Agnieszka Merkisz-Guranowska, Maciej Andrzejewski, Hanna Stawecka Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Instytut Pojazdów

Bardziej szczegółowo

Układ napędowy. Silnik spalinowy CAT C27 Typ silnika CAT C 27. Zespół prądnic synchronicznych. Znamionowa prędkość obrotowa

Układ napędowy. Silnik spalinowy CAT C27 Typ silnika CAT C 27. Zespół prądnic synchronicznych. Znamionowa prędkość obrotowa Układ napędowy Silnik spalinowy CAT C27 Typ silnika CAT C 27 Moc znamionowa Znamionowa prędkość obrotowa 708 kw 1800 obr/min Obroty biegu jałowego 600 obr/min Ilość i układ cylindrów V 12 Stopień sprężania

Bardziej szczegółowo

The hybridization of propulsion systems of mass transport vehicles

The hybridization of propulsion systems of mass transport vehicles Article citation info: ANDRZEJEWSKI M. et al. The hybridization of propulsion systems of mass transport vehicles. Combustion Engines. 2015, 162(3), 658-665. ISSN 2300-9896. Maciej ANDRZEJEWSKI Ireneusz

Bardziej szczegółowo

Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie. Karol Wieczorek, Bartłomiej Kamiński Portal cng.auto.pl

Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie. Karol Wieczorek, Bartłomiej Kamiński Portal cng.auto.pl Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie Karol Wieczorek, Bartłomiej Kamiński Portal cng.auto.pl Gazowa ofensywa w Volkswagen Group Fot. Audi TCNG na Genewa Motor Show 2012 Fot. Seat Mii CNG

Bardziej szczegółowo

PRESS info. Korzyść dla środowiska i interesów Ecolution by Scania. P10902PL / Per-Erik Nordström 22 września 2010 r.

PRESS info. Korzyść dla środowiska i interesów Ecolution by Scania. P10902PL / Per-Erik Nordström 22 września 2010 r. PRESS info P10902PL / Per-Erik Nordström 22 września 2010 r. Korzyść dla środowiska i interesów Ecolution by Scania Ecolution by Scania oznacza nowa linię proekologicznych produktów i usług, opracowanych

Bardziej szczegółowo

BADANIA STĘŻE Ń ZWIĄZKÓW SZKODLIWYCH SPALIN TURBINOWEGO SILNIKA ŚMIGŁOWEGO W USTALONYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

BADANIA STĘŻE Ń ZWIĄZKÓW SZKODLIWYCH SPALIN TURBINOWEGO SILNIKA ŚMIGŁOWEGO W USTALONYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LIV NR 1 (192) 2013 Jerzy Merkisz, Jarosław Markowski, Jacek Pielecha Politechnika Poznańska Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Silników Spalinowych

Bardziej szczegółowo

Hist s o t ri r a, a, z a z s a a s d a a a d zi z ał a a ł n a i n a, a

Hist s o t ri r a, a, z a z s a a s d a a a d zi z ał a a ł n a i n a, a Silnik Stirlinga Historia, zasada działania, rodzaje, cechy użytkowe i zastosowanie Historia silnika Stirlinga Robert Stirling (ur. 25 października 1790 - zm. 6 czerwca 1878) Silnik wynalazł szkocki duchowny

Bardziej szczegółowo

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo Katalizator spalania DAGAS sp z.o.o Katalizator REDUXCO - wpływa na poprawę efektywności procesu spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych w różnego rodzaju kotłach instalacji wytwarzających energie

Bardziej szczegółowo

WPŁYW TEMPERATURY ROZRUCHU SILNIKA NA CZAS PRACY BEZ UWZGLĘDNIENIA W STEROWANIU SYGNAŁU Z CZUJNIKA STĘŻENIA TLENU

WPŁYW TEMPERATURY ROZRUCHU SILNIKA NA CZAS PRACY BEZ UWZGLĘDNIENIA W STEROWANIU SYGNAŁU Z CZUJNIKA STĘŻENIA TLENU Zbigniew Kneba 1), Jacek Kropiwnicki 1) WPŁYW TEMPERATURY ROZRUCHU SILNIKA NA CZAS PRACY BEZ UWZGLĘDNIENIA W STEROWANIU SYGNAŁU Z CZUJNIKA STĘŻENIA TLENU Streszczenie. W pracy omówiono wybrane zagadnienia

Bardziej szczegółowo

SPOSÓB POMIARU EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH ORAZ ZADYMIENIA SPALIN PODCZAS PRZEPROWADZANIA BADANIA TECHNICZNEGO POJAZDU

SPOSÓB POMIARU EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH ORAZ ZADYMIENIA SPALIN PODCZAS PRZEPROWADZANIA BADANIA TECHNICZNEGO POJAZDU ZAŁĄCZNIK Nr 4 SPOSÓB POMIARU EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH ORAZ ZADYMIENIA SPALIN PODCZAS PRZEPROWADZANIA BADANIA TECHNICZNEGO POJAZDU I. Pomiar emisji zanieczyszczeń gazowych spalin pojazdów z silnikiem

Bardziej szczegółowo

TECHNOLOGIA PLAZMOWA W ENERGETYCZNYM ZAGOSPODAROWANIU ODPADÓW

TECHNOLOGIA PLAZMOWA W ENERGETYCZNYM ZAGOSPODAROWANIU ODPADÓW Jerzy Wójcicki Andrzej Zajdel TECHNOLOGIA PLAZMOWA W ENERGETYCZNYM ZAGOSPODAROWANIU ODPADÓW 1. OPIS PRZEDSIĘWZIĘCIA 1.1 Opis instalacji Przedsięwzięcie obejmuje budowę Ekologicznego Zakładu Energetycznego

Bardziej szczegółowo

BADANIA ODZYSKU ENERGII HAMOWANIA POJAZDU O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM

BADANIA ODZYSKU ENERGII HAMOWANIA POJAZDU O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM BADANIA ODZYSKU ENERGII HAMOWANIA POJAZDU O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM ANDRZEJ GAJEK 1, PIOTR STRZĘPEK 2 Politechnika Krakowska Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań odzysku energii hamowania osobowego

Bardziej szczegółowo

WPŁYW MASY ŁADUNKU NA EMISJĘ CO 2 , NO X I NA ZUŻYCIE PALIWA POJAZDU CIĘŻAROWEGO O MASIE CAŁKOWITEJ POWYŻEJ 12 000 KG

WPŁYW MASY ŁADUNKU NA EMISJĘ CO 2 , NO X I NA ZUŻYCIE PALIWA POJAZDU CIĘŻAROWEGO O MASIE CAŁKOWITEJ POWYŻEJ 12 000 KG Paweł Fuć 1, Jerzy Merkisz 2, Andrzej Ziółkowski 3 WPŁYW MASY ŁADUNKU NA EMISJĘ CO 2, NO X I NA ZUŻYCIE PALIWA POJAZDU CIĘŻAROWEGO O MASIE CAŁKOWITEJ POWYŻEJ 12 000 KG Streszczenie. Cykliczny wzrost liczby

Bardziej szczegółowo

Konfiguracja układów napędowych. Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu

Konfiguracja układów napędowych. Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu Konfiguracja układów napędowych Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu Ogólna klasyfikacja układów napędowych Koła napędzane Typ układu Opis Przednie Przedni zblokowany Silnik i wszystkie

Bardziej szczegółowo

Wpływ dodatku Panther na toksyczność spalin silnika ZI

Wpływ dodatku Panther na toksyczność spalin silnika ZI Wpływ dodatku Panther na toksyczność spalin silnika ZI Dodatki Panther, zaliczane do III grupy dodatków NFS, są koloidalną zawiesiną cząstek o wymiarach 0,05-0,6 mikrometrów miedzi, srebra i ich tlenków

Bardziej szczegółowo

Wzrost efektywności energetycznej układów hydraulicznych w maszynach i pojazdach roboczych

Wzrost efektywności energetycznej układów hydraulicznych w maszynach i pojazdach roboczych Wzrost efektywności energetycznej układów hydraulicznych w maszynach i pojazdach roboczych Znacząca redukcja zużycia energii z jednoczesnym obniżeniem emisji CO2 i spalin przy zachowaniu co najmniej tej

Bardziej szczegółowo

Stanowisko Delphi na targach IAA Commercial Vehicles w Hanowerze (zlokalizowane w Hali 17, Stanowisko nr A04).

Stanowisko Delphi na targach IAA Commercial Vehicles w Hanowerze (zlokalizowane w Hali 17, Stanowisko nr A04). ZDJĘCIA Delphi na targach IAA Commercial Vehicles, Hanower, Niemcy Wrzesień 2014 r. Druga generacja koncepcji Technology Truck, w której podkreślone zostaną technologie przyszłości, zostanie zaprezentowana

Bardziej szczegółowo

V-6 60 0, chłodzony cieczą Pojemność skokowa 3778 cm 3 Średnica cylindra x skok tłoka 96,0 x 87,0 mm Rozrząd

V-6 60 0, chłodzony cieczą Pojemność skokowa 3778 cm 3 Średnica cylindra x skok tłoka 96,0 x 87,0 mm Rozrząd Jeep Wrangler Unlimited MY 2011 INFORMACJE OGÓLNE Rodzaj nadwozia Zakład produkcyjny USA 4-drzwiowe, typu SUV Toledo South Assembly Plant, stan Ohio, SILNIK BENZYNOWY O POJEMNOŚCI 3,8, EURO 5 wszystkie

Bardziej szczegółowo

Oferta badawcza. XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz

Oferta badawcza. XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz Oferta badawcza XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz Struktura organizacyjna PIMOT Przemysłowy Instytut Motoryzacji Pion Paliw i Energii Odnawialnej

Bardziej szczegółowo

Marlena Owczuk Biodiesel, a ochrona środowiska. Studia Ecologiae et Bioethicae 4, 351-356

Marlena Owczuk Biodiesel, a ochrona środowiska. Studia Ecologiae et Bioethicae 4, 351-356 Biodiesel, a ochrona środowiska Studia Ecologiae et Bioethicae 4, 351-356 2006 Marlena OWCZUK Instytut Paliw i Energii Odnawialnej Warszawa A Studia E cologiae et B ioethicae 4/2006 Biodiesel, a ochrona

Bardziej szczegółowo

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012. Amarok

Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012. Amarok Dane techniczne Obowiązują dla roku modelowego 2012 Amarok Informacje na temat zużycia paliwa i emisji CO 2 znajdują się w niniejszych danych technicznych. Nie wszystkie kombinacje silnika, skrzyni biegów

Bardziej szczegółowo

IVECO (RYNEK EUROPEJSKI)

IVECO (RYNEK EUROPEJSKI) IVECO (RYNEK EUROPEJSKI) Iveco Stralis/Trakker/Eurocargo EU4/5/EEV: - Opracowano Modułu wyposażenia pojazdu Daily 2014 - Wtrysk Diesel EDC17 Eu5 EDC17 Eu6 z testem UDST - ABS - Poduszka powietrzna - System

Bardziej szczegółowo

SPECJALIZACJA BUDOWA SILNIKÓW SPALINOWYCH Z MECHATRONIKĄ

SPECJALIZACJA BUDOWA SILNIKÓW SPALINOWYCH Z MECHATRONIKĄ ZESPÓŁ SZKÓŁ TECHNICZNYCH Im. Eugeniusza Kwiatkowskiego w Rzeszowie 35-084 Rzeszów, ul. A. Matuszczaka 7 SPECJALIZACJA BUDOWA SILNIKÓW SPALINOWYCH Z MECHATRONIKĄ Program autorski Wykonali: Budowa silników

Bardziej szczegółowo

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012 Jerzy Cisek 1 ANALIZA NORM TOKSYCZNOŚCI SPALIN DLA SILNIKÓW SPALINOWYCH RÓŻNYCH ZASTOSOWAŃ l. Wstęp Przepisy prawne dotyczące emisji toksycznych składników

Bardziej szczegółowo

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1)

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) Projekt z dnia 25 sierpnia 2010 r. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia... 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia

Bardziej szczegółowo

BioMotion. Wprowadzenie do dyskusji

BioMotion. Wprowadzenie do dyskusji BioMotion IBMER- Warszawa Wprowadzenie do dyskusji Doc. dr hab. inż. Anna Grzybek Europa weszła w nową erę energetyczną Dostęp do energii ma kluczowe znaczenie dla codziennego życia każdego Europejczyka.

Bardziej szczegółowo

Wykaz zawierający informacje o ilości i rodzajach gazów lub pyłów wprowadzanych do powietrza oraz dane, na podstawie których określono te ilości.

Wykaz zawierający informacje o ilości i rodzajach gazów lub pyłów wprowadzanych do powietrza oraz dane, na podstawie których określono te ilości. Załącznik nr 2 WZÓR Wykaz zawierający informacje o ilości i rodzajach gazów lub pyłów wprowadzanych do powietrza oraz dane, na podstawie których określono te ilości. Nazwa: REGON: WPROWADZANIE GAZÓW LUB

Bardziej szczegółowo

4 rzędowo, poprzecznie z przodu. Euro 4 - Euro 5 ze Start&Stop i DPF

4 rzędowo, poprzecznie z przodu. Euro 4 - Euro 5 ze Start&Stop i DPF Dane techniczne SILNIK 1.4 16v 1.3 Multijet 16v 1.6 Multijet 16v 2.0 Multijet 16v Liczba cylindrów, położenie Pojemność skokowa (cm3) 1368 1248 1598 1956 Średnica x skok (mm) 72x84 69,6x82 79,5x80,5 83x90,5

Bardziej szczegółowo

EMISJA SPALIN Z WOZÓW BOJOWYCH ROSOMAK W WARUNKACH POLIGONOWYCH

EMISJA SPALIN Z WOZÓW BOJOWYCH ROSOMAK W WARUNKACH POLIGONOWYCH ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LII NR 1 (184) 211 Jerzy Merkisz Ireneusz Pielecha Jacek Pielecha Politechnika Poznań ska Maciej Szukalski Wyż sza Szkoł a Oficerska Wojsk Lą dowych EMISJA

Bardziej szczegółowo

Klimatyzacja samochodowa na dwutlenek węgla

Klimatyzacja samochodowa na dwutlenek węgla Klimatyzacja samochodowa na dwutlenek węgla Płyny niskowrzące, które były i są wykorzystywane przez producentów samochodów, to jeszcze do niedawna czynnik R 12, a od lat 90-tych XX wieku bezchlorowa substancja

Bardziej szczegółowo

Informacja o pracy dyplomowej

Informacja o pracy dyplomowej Informacja o pracy dyplomowej 1. Nazwisko i Imię: Duda Dawid adres e-mail: Duda.Dawid1@wp.pl 2. Kierunek studiów: Mechanika I Budowa Maszyn 3. Rodzaj studiów: inżynierskie 4. Specjalnośd: Systemy, Maszyny

Bardziej szczegółowo

Metoda Elementów Skooczonych

Metoda Elementów Skooczonych Metoda Elementów Skooczonych Temat: Technologia wodorowa Prowadzący dr hab. Tomasz Stręk Wykonali Bartosz Wabioski Adam Karolewicz Wodór - wstęp W dzisiejszych czasach Wodór jest powszechnie uważany za

Bardziej szczegółowo