Aplinkos apsaugos departamentas, bendradarbiaudamas su policijos pareigūnais, visoje Lietuvoje inicijavo specialius reidus, kurių tikslas - atkreipti dėmesį į dūminančius automobilius. Šios akcijos pradėtos Šiauliuose ir tęsiamos visoje šalyje, pavyzdžiui, sostinėje. Aplinkos apsaugos departamento (AAD) direktorė Olga Vebrienė pabrėžė, kad transporto tarša Lietuvoje sudaro 45 proc. visos aplinkos taršos, o senas automobilių parkas yra viena pagrindinių šios problemos priežasčių. Akcijomis siekiama paskatinti vairuotojus eksploatuoti tvarkingas transporto priemones, o esant pernelyg didelei taršai - kreiptis į remonto dirbtuves.
Aplinkos tarša ir teisinė atsakomybė
Patikros visoje Lietuvoje rengiamos iki rugsėjo 23-osios, tačiau jų metu vairuotojai, net viršiję dūmingumo normas, nebus baudžiami. Vis dėlto, už aplinkos taršą gresia ženklios baudos. Administracinių nusižengimų kodekse nurodoma, kad transporto priemonės naudojimas, kai į orą išmetamų teršalų kiekis viršija ribinius dydžius, gali užtraukti 60-300 eurų baudą. Pakartotinai nusižengus, bauda užaugtų iki 140-600 eurų.
Išmetamųjų dujų matavimo metodai
Išmetamųjų dujų matavimai atliekami skirtingai, priklausomai nuo degalų tipo:
- Beninziniai automobiliai: Tikrinant į aplinką išmetamų anglies dioksido dujų (CO2) kiekį, matavimas atliekamas dukart: vieną kartą varikliui veikiant laisva eiga, antrąjį - pakėlus variklio sūkius iki daugiau nei 2000 apsisukimų per minutę. Leistina riba yra iki 0,3.
- Dyzeliniai automobiliai: Vairuotojų prašoma kelis sykius sukelti variklio sūkius iki maksimalių (be matavimo), kad nuo suodžių išsivalytų išmetimo sistema. Matavimo metu triskart tolygiai keliami variklio sūkiai nuo minimalių iki maksimalių. Aparatu užfiksuojami visi trys matavimai ir išvedamas vidurkis, kuriuo remiantis nustatoma, ar automobilis tinkamas eksploatuoti. Leistina dūmingumo riba yra 66 proc.
Neretai iš išmetimo vamzdžio pasirodantys dūmai ne visuomet reiškia, kad automobilis viršija normą. Kaip parodė patikra sostinėje, BMW E46, kurio išmetimo vamzdis dūmijo, normų neviršijo. Visgi, dūmai gali signalizuoti apie variklio gedimus, kuriems reikėtų dėmesio.
Išmetamųjų dujų analizatoriai ir jų rodikliai
Išmetamųjų dujų analizatoriai yra išsamūs ir tikslūs variklio tikrinimo prietaisai, matuojantys HC (angliavandenilių), CO (anglies monoksido), CO2 (anglies dioksido) ir O2 (deguonies) koncentraciją. Šiuose prietaisuose reguliuojami vamzdyje dujų teršalai - HC, CO ir NOx. Taip pat pateikiama informacija apie automobilio variklio darbo efektyvumą.
- Anglies monoksidas (CO): Mirtinai nuodingas. Normalūs CO parodymai neturėtų viršyti tam tikrų ribų. Maži CO parodymai gali rodyti, kad mišinys nebuvo uždegtas arba sudegė ne visiškai. Koncentracija padidėja dėl nepakankamo O2 kiekio, reikalingo kuro mišiniui visiškai sudegti, ypač kai „Lambda“ mažesnė už 1,0 (riebus mišinys, kai oro ir kuro santykis mažesnis nei 14,7).
- Angliavandeniliai (HC): Dideli HC parodymai (milijone išmetamųjų dujų dalelių (PPM)) gali signalizuoti apie išmetimo sistemos, vakuumo nuotėkius ir kuro mišinio problemas.
- Azoto oksidai (NOx): Susidaro, jei temperatūra degimo kameroje viršija maždaug 2500 Farenheito laipsnių. Dideli NOx parodymai dažniausiai būna, kai variklis dirba apkrautas, ypač pagreitinimo metu. Maži NOx parodymai gali signalizuoti pernelyg žemą arba žemesnę už optimalią degimo temperatūrą.
- Deguonis (O2): Parodymai rodo kiekį, likusį išmetamosiose dujose po degimo proceso. O2 yra svarbus tinkamam katalizatoriaus veikimui užtikrinti, nes jis veikia kaip „langas“ į variklį pro katalizatorių. Kai antrinio oro padavimo sistema išjungta ir CO viršija 1 %, katalizatoriui trūksta deguonies.
Išmetamųjų dujų emisijos normų būtinybė ir raida
Išmetamųjų dujų emisijos normos kelia daug diskusijų, nes verčia automobilių pramonę prisitaikyti prie naujų reikalavimų, o tai reiškia didžiules papildomas išlaidas, kurios galiausiai perkeliamos vartotojams. Tačiau vidaus degimo variklių išmetamosios dujos turi neigiamą poveikį aplinkai ir žmonių sveikatai, tad normos yra būtinos.
Europos Sąjungos teisės aktai riboja toksiškiausių dujų, tokių kaip azoto oksidai (NOx), angliavandeniliai (HC), anglies oksidai (CO) ir kietosios dalelės (PM), emisiją. Kelių transportas yra atsakingas už maždaug 32 proc. azoto oksidų emisijos. Būtent dėl to išmetamųjų dujų valymas jau daugelį metų yra vienas didžiausių iššūkių automobilių pramonei. Pirmieji degimo standartai, tuomet vadinti R49 taisykle, buvo pateikti dar devintajame dešimtmetyje.
ES išmetamųjų dujų emisijos normos („Euro“ standartai)
Europos teisės aktai, nustatantys išmetamųjų teršalų emisijos normas, taikomi naujiems automobiliams, parduodamiems ES ir Europos ekonominėje erdvėje. Šios normos skiriasi įvairioms transporto priemonių rūšims ir nuolat griežtinamos:
- „Euro 1“ - nuo 1992 m., skirta lengviesiems automobiliams ir lengviems sunkvežimiams.
- „Euro 2“ - nuo 1997 m., praplėtė ribojimus dviratėms ir triratėms transporto priemonėms su vidaus degimo varikliais.
- „Euro 3“ - nuo 2001 m., nevienodai taikoma benzininiams ir dyzeliniams varikliams (dyzeliniai buvo vertinami švelniau azoto oksidų atžvilgiu, bet griežčiau anglies oksido atžvilgiu). Nuo šios normos įvedimo EGR vožtuvas tapo privalomas.
- „Euro 4“ - nuo 2004 m., įvestos lengvatos kietųjų dalelių išmetimui iš benzininių variklių. Taikomas automobiliams, motociklams, autobusams, sunkvežimiams ir kitoms transporto priemonėms.
- „Euro 5“ - nuo 2011 m. (galutinai įsigaliojo 2013 m.), atsirado prievolė montuoti kietųjų dalelių filtrus automobiliuose su dyzeliniais varikliais. Šis standartas patvirtintas 2009 m. rugsėjį ir nustatė skirtingas išmetamųjų dujų ir juose esančių kietųjų dalelių, anglies monoksido ir azoto oksidų kiekio ribas benzininiams ir dyzeliniams varikliams bei motociklams. Kietųjų dalelių išmetimo riba buvo gerokai sumažinta - net penkis kartus. Ypač svarbi pereinamoji stadija buvo „Euro 5b“ (arba „Euro 5+“), įsigaliojusi 2011 m. rugsėjį naujiems modeliams ir 2013 m. visiems parduodamiems, nustatanti kietųjų dalelių skaičiaus (PN) limitą.
- „Euro 6“ - nuo 2014 m., pagal ją lengvosios transporto priemonės negali išmesti daugiau nei 400 mg/kWh azoto oksidų ir 10 mg/kWh kietųjų dalelių. Šiuolaikiniai „Euro 6“ standarto reikalavimus atitinkantys automobiliai turi kompleksines išmetamųjų dujų neutralizavimo sistemas, kuriose svarbiausi dyzelinių automobilių komponentai yra katalizatorius ir kietųjų dalelių filtras.
- „Euro 6D“ - nuo 2021 m., įpareigojo gamintojus, kad jų automobilių modeliuose, naudojamuose ES teritorijoje, vidutinė anglies dioksido emisija neviršytų 95 g/km vertės. Ši norma taip pat įpareigojo gamintojus atlikti kelių testus, nes paaiškėjo, kad laboratoriniai tyrimų rezultatai parodė net dvigubai mažesnę anglies oksido emisiją nei kasdienės eksploatacijos metu. Atsirado nauji kietųjų dalelių emisijos matavimo metodai.
- „Euro 7“ - prognozuojama, kad įsigalios nuo 2025 m., o ribojimai bus dar griežtesni. Ekspertų nuomone, tai pranašauja neišvengiamą vidaus degimo variklių pabaigą.
Šiuo metu įregistruoti automobiliai turi atitikti EURO 6 standartą. Vairuotojams, turintiems automobilius, pagamintus 2011-2015 m. su kietųjų dalelių filtru, katalizatoriais ir kitais aplinkai nekenksmingais sprendimais, kol kas nereikia baimintis apribojimų.
Išmetamųjų dujų valymo sistemos: sandara ir veikimas
Šiuolaikinės išmetamųjų dujų valymo sistemos yra sudėtingos ir gyvybiškai svarbios aplinkos apsaugai. Jų pagrindinė funkcija - kenksmingų degalų degimo produktų pavertimas neutraliomis medžiagomis.
Pagrindiniai išmetimo sistemos elementai:
- Išmetimo kolektorius: Surenka išmetamas dujas ir nukreipia į išmetimo vamzdį.
- Duslintuvai: Priekinis, vidurinis ir galinis.
- Katalizatorius (katalizinis keitiklis): Korėtas elementas su tauriaisiais metalais, kurie paskatina teršalų neutralizavimo reakcijas. Jame toksiški cheminiai junginiai - azoto oksidas (NOx), anglies monoksidas (CO) ir nesudegę angliavandeniliai (CH) - išskaidomi į netoksiškus elementus: gryną azotą, vandens garus ir CO2 dujas.
- Trišakis: Pagreitina dujų išmetimą iš V tipo variklių.
- Išmetamųjų dujų recirkuliacijos vožtuvas (EGR).
- Kietųjų dalelių filtras.
- Išmetimo vamzdis ir jungiamieji vamzdžiai.
Elementų išdėstymas ir rūšis skiriasi priklausomai nuo automobilio modelio, variklio tipo ir gamintojo taikomų sprendimų.
EGR (Exhaust Gas Recirculation) vožtuvas
Pagrindinė EGR vožtuvo funkcija yra mažinti azoto oksidų (NOx) emisiją. Azotas, esantis degaluose ir įsiurbiamame ore, dėl aukštos temperatūros ir slėgio cilindruose reaguoja su deguonimi, sudarydamas azoto oksidus. EGR vožtuvas, nukreipdamas dalį išmetamųjų dujų atgal į įsiurbimo kanalą (per aušintuvą), sumažina degimo temperatūrą ir tiekiamo deguonies kiekį, taip sumažindamas NOx kiekį net iki 60 proc.
EGR veikia tik esant tinkamoms sąlygoms ir varikliui veikiant vidutinių sūkių diapazone. Šalutinė EGR veikimo pasekmė gali būti variklio galios sumažėjimas. Be to, šis vožtuvas yra brangus, dažnai genda ir gali užteršti sklendę bei įsiurbimo kolektorių. Nors kai kurie vairuotojai mėgina sandarinti vožtuvą, tai yra neteisėta. Išmetamųjų dujų recirkuliacijos vožtuvas yra privalomas automobilio elementas nuo normos „Euro 3“ įvedimo momento ir montuojamas tiek benzininiuose, tiek dyzeliniuose varikliuose. Reguliarus vožtuvo valymas yra būtinas siekiant užtikrinti ilgesnį tarnavimo laiką.
Kietųjų dalelių filtrai: DPF, FAP ir GPF
Masinė kietųjų dalelių filtrų gamyba dyzeliniams varikliams prasidėjo įvedus normą „Euro 4“, o „Euro 5“ standartas (nuo 2011 m.) įpareigojo juos montuoti. Benzinininiams varikliams tokia prievolė atsirado tik 2018 m. (GPF), nes juose degimo temperatūra yra aukštesnė, todėl susidaro mažiau kietųjų dalelių.
Filtro vaidmuo - neutralizuoti šalutinius degalų degimo produktus, sulaikant suodžius. Jis yra cilindro formos ir montuojamas išmetimo vamzdyje, turi keraminę struktūrą su plonais kanalais, kurie praleidžia dujas, bet sulaiko suodžius.
Dyzeliniai varikliai: DPF ir FAP
Dyzeliniuose varikliuose naudojami dviejų tipų kietųjų dalelių filtrai:
- DPF (Diesel Particulate Filter) - sausieji filtrai.
- FAP (Filtre à Particules) - šlapieji filtrai. Šią technologiją sukūrė prancūzų koncernas PSA, tad ji pirmiausia naudota „Peugeot“ ir „Citroën“ automobiliuose, dabar ir „Ford“, „Volvo“, „Renault“. FAP turi papildomą bakelį su kataliziniu skysčiu, kuris įpurškiamas į filtrą.
Abiejų tipų filtrai valo išmetamas dujas nuo suodžių, anglies, metalų oksidų, nitratų ir angliavandenilių. FAP filtrų atveju, naudojamas skystis sumažina suodžių savaiminio užsiliepsnojimo temperatūrą nuo 600 iki maždaug 450 °C (DPF atveju tai 550 °C). Skysčio lygį reikia reguliariai papildyti kas 80-240 kilometrų. Efektyvumo tyrimai rodo nedidelę FAP persvarą, sulaikant iki 99,7 proc. teršalų, o DPF - iki 95 proc.
Benzininiai varikliai: GPF (Gasoline Particulate Filter)
Kietųjų dalelių filtrai benzininiuose varikliuose (GPF) pradėti montuoti dėl tiesioginio įpurškimo sistemų įvedimo, kurios padidino suodžių susidarymą. Benzininiuose varikliuose degimo procesas vyksta aukštesnėje temperatūroje, todėl daugiau kietųjų dalelių sudeginama natūraliai. GPF savaiminės regeneracijos procesas yra paprastesnis ir jam pakanka keliasdešimties minučių važiavimo miesto sąlygomis, skirtingai nei dyzeliniuose varikliuose, kur reikia pakelti degimo temperatūrą didinant degalų dozes.
Kietųjų dalelių filtrų problemos ir priežiūra
Nors gamintojai teigia, kad dyzelinių variklių kietųjų dalelių filtrai gali pasiekti 150 tūkst. km ridą, filtras gali užsikimšti ir anksčiau. Dažniausiai tai nutinka dėl automobilio eksploatacijos trumpais atstumais (variklis neįkaista iki darbinės temperatūros ir išskiria daugiau suodžių) arba dėl netinkamos variklio alyvos naudojimo.
Ekspertai iš „Inter Cars“ įspėja, kad nors teoriškai GPF filtrams šios problemos mažiau būdingos, jie taip pat gali užsikimšti. Užsikimšęs filtras dar nereiškia, kad jį reikia keisti. Jei savaiminis išvalymas neduoda efekto, galima sukelti suodžių išdeginimą prijungus automobilį prie diagnostikos kompiuterio arba atlikti hidrodinaminį valymą servise. Jei ir tai nepadeda, filtras turi būti keičiamas. Jų kainos yra gana aukštos, todėl kai kurie vairuotojai nusprendžia filtrą pašalinti, tačiau tai yra neteisėta ir kenkia aplinkai bei techninės apžiūros reikalavimams.
VGTU Transporto inžinerijos fakulteto docentas dr. Alfredas Rimkus pabrėžia, kad DPF savaiminei regeneracijai aktyvuoti ir sėkmingai atlikti reikia, kad variklis ilgesnį laiką veiktų aukštais sūkiais. Taip pat kai kurie automobilių gamintojai numato specialius degalų priedus, kurie padeda DPF regeneracijai vykti sparčiau ir žemesnėje temperatūroje, prailginant filtro tarnavimo laiką.
„Volkswagen“ automobilių priežiūros vadovas Lietuvoje Valerijus Matyžonokas pažymi, kad šios sistemos kuriamos tarnauti kuo ilgiau, tačiau priklausomai nuo ridos ir vairavimo stiliaus, jas gali tekti remontuoti arba pakeisti. Rekomenduojama keisti tik naujais elementais, nes netinkamas veikimas gali sukelti kitus gedimus: sumažėti automobilio galia, išaugti degalų sąnaudos, DPF regeneracijai skirti degalai gali patekti į alyvą ir bloginti jos kokybę. Svarbu atkreipti dėmesį į prietaisų skydelio perspėjimus ir laiku šalinti gedimus, kad jie nepersimestų į kitas sistemas. Prie taršos mažinimo taip pat prisideda įvairios diegiamos technologijos: išmetamųjų dujų recirkuliacijos, labai aukšto slėgio įpurškimo sistemos, daugiasluoksniai oro įsiurbimo kolektoriai, temperatūros valdymo sprendimai ir kt. Tačiau tai nėra jų pirminė paskirtis, o ir specialios priežiūros jie nereikalauja.
Norint, kad kietųjų dalelių filtrai ilgiau atliktų savo funkcijas, svarbu naudoti tinkamas, mažai pelenų turinčias alyvas.
Selektyvioji katalitinė redukcija (SCR) ir „AdBlue“
Šiuolaikiniuose dyzeliniuose automobiliuose dažnai naudojamos selektyviosios katalitinės redukcijos (SCR) sistemos, skirtos azoto oksidų (NOx) emisijai mažinti. Jose prieš katalizatorių įpurškiamas karbamido tirpalas „AdBlue“. Aukštoje temperatūroje karbamidas virsta amoniaku, kuris, reaguodamas su azoto oksidais, suskaido juos į aplinkai nekenksmingą azotą ir vandens garus. Dėl SCR sistemų atsiranda papildomų gedimų tikimybė, ypač šaltuoju laikotarpiu, nes „AdBlue“ skystis užšąla net iki -11 °C. Tačiau, jei reguliariai vyksta kietųjų dalelių filtro regeneracija, naudojamas kokybiškas kuras ir alyva, SCR technologija leidžia prailginti filtro keitimo intervalą iki maždaug 300 000 km.
Vairuotojams reikia rūpintis, kad „AdBlue“ skysčio nepritrūktų - lengvieji automobiliai sunaudoja 0,5-1,5 l „AdBlue“ skysčio 1000 km. Jo kaina siekia iki 1 euro už litrą, o automobilis apie reikalingą papildymą perspėja, kaip besibaigiant kurui.
Kietųjų dalelių skaičiaus (PN) matavimo diegimas ir ateities perspektyvos
Kietųjų dalelių skaičiaus (PN - Particle Number) matavimas yra naujas, griežtėjantis techninės apžiūros reikalavimas, parodantis, kiek kietųjų dalelių yra kubiniame centimetre išmetamųjų dujų. Šis matavimas įdiegtas arba diegiamas daugelyje Europos šalių, pavyzdžiui, Vokietijoje (nuo 2023 m.), Nyderlanduose (nuo 2022 m.), Belgijoje (nuo 2022 m.), Šveicarijoje (nuo 2023 m.). Latvija PN matavimus pradėjo nuo 2025 m. sausio 1 d., su 12 mėnesių pereinamuoju laikotarpiu, kuomet viršijama kietųjų dalelių riba nėra laikoma dideliu trūkumu techninėje apžiūroje. Ši priemonė siekia identifikuoti automobilius su pažeistais arba pašalintais DPF filtrais.
PN matavimo techninė pusė
PN matavimo įranga yra brangi (7000-12000+ EUR) ir veikia sudėtingu būdu. Matuojamas kietųjų dalelių skaičius (#/cm³) dyzelinio automobilio išmetamosiose dujose. Dujų paėmimas apima išmetamųjų dujų filtravimą ir praleidimą per kondensato surinkimo bloką, kad būtų pašalinta drėgmė, SO₂ ir lakieji junginiai. Rezultatas pateikiamas ekrane, rodant dalelių koncentraciją cm³ (pvz., 2,5×10⁵ #/cm³). Kietųjų dalelių kiekio matavimo kaina yra nuo 80 EUR, o dūmingumo matavimo kaina - 20 EUR.
Oficialūs ES institucijų dokumentai rekomenduoja diegti PN matavimą techninėje apžiūroje dyzeliniams automobiliams, apibrėžia įrangos ir matavimo procedūrų reikalavimus bei siūlo ribą 250 000 dal./cm³ (Euro 5b/Euro 6), o 1 000 000 dal./cm³ - kaip „DPF pašalinimo gaudymo“ lygį senesniems parkams (šis skaidrių rinkinys yra JT/UNECE, tačiau dažnai cituojamas ES diskusijose).
Švarios transporto zonos (ŠTZ)
Švarios transporto zonos (ŠTZ) yra atsakas į didėjantį teršalų, ypač kietųjų dalelių, kiekį miestų centruose, kur oro judėjimas yra ypač ribotas. Uždraudus važinėti automobiliams, kurie neatitinka tam tikro degimo standarto, siekiama sumažinti transporto išmetamų teršalų kiekį ir pagerinti oro kokybę. Į vadinamąsias žaliąsias zonas bus leidžiama įvažiuoti automobiliams, atitinkantiems EURO 4 reikalavimus, dar iki 2025 m.
Išmetamųjų dujų valymo sistemų svarba ir iššūkiai
Šiuolaikinės išmetamųjų dujų valymo sistemos turi didelę reikšmę aplinkos apsaugai, tačiau kartu kelia vairuotojams naujų rūpesčių, susijusių su jų regeneracija, remontu arba keitimu. Nors automobilių išmetamų teršalų lygio ribojimas yra vis sudėtingesnis ir brangesnis, pokyčiai yra neišvengiami. Automobilių savininkams tenka prisitaikyti prie didesnių eksploatacinių išlaidų.
Tačiau kai kurie „auksarankiai“ siūlo spręsti kietųjų dalelių filtro problemas tiesiog jį pašalinant, fiziškai išmontuojant ir koreguojant variklio elektroninio valdymo bloko programą. VGTU ekspertas A. Rimkus pabrėžia, kad tai yra neteisėta, kadangi automobilių techninės apžiūros reikalavimai draudžia eksploatuoti automobilius, kurie neturi DPF ir kitų teršalų neutralizavimo sistemų, kai jos neveikia ar yra pažeistos.
Vidaus degimo varikliai išmeta plataus diapazono pavojingas kietąsias daleles: nuo stambių (10-2,5 μm skersmens) iki smulkių (2,5-0,1 μm) ir net nanodalelių (mažesnių nei 0,1 μm). Smulkios kietosios dalelės gali prasiskverbti į kvėpavimo sistemą, o nanodalelės - patekti į kraujotaką arba giliai į vidaus organus, keldamos didžiausią pavojų žmonių sveikatai.
Vidaus degimo variklių ateitis
Pagal europietišką klimato politiką priimtas nutarimas dėl vidaus degimo variklių ateities. Prognozuojama, kad filtrai ir kitos techninės modifikacijos nebegalės atitikti griežtų reikalavimų, todėl nuo 2035 m. nauji automobiliai, parduodami Europos Sąjungos teritorijoje, privalės turėti nulinę teršalų emisiją. Žinoma, naudoti automobiliai su vidaus degimo varikliais nedings iš rinkos, o jų eksploatacijai, panašiai kaip ir dabar, bus būtini išmetamųjų dujų teršalų valymo komponentai. Ekspertų nuomone, tai pranašauja neišvengiamą vidaus degimo variklių pabaigą ir perėjimą prie elektrinių automobilių.
Perkant naudotą dyzelinį automobilį, ypač svarbu atkreipti dėmesį, ar jo išmetamųjų dujų neutralizavimo sistema funkcionuoja tinkamai, kadangi jos atstatymas gali sudaryti didelę dalį perkamo automobilio kainos.