Šį progresą skatina tiek natūrali pažanga, tiek vis griežtinami ekologiniai standartai. Vienas pagrindinių rodiklių, kurį turi atitikti visi Europos Sąjungoje parduodami automobiliai, yra „Euro“ standartas, numatantis maksimalų išmetamųjų dujų kiekį. Jis atsirado 1993 metais ir iki šiol smarkiai griežtinamas.
EURO 6 standartas
2015-aisiais įsigaliojo „Euro 6“ standartas, turintis net kelis pastaraisiais metais įsigaliojusius variantus. Leistina taršos norma tarp „Euro 1“ ir paskutiniojo „Euro 6d“ skiriasi dešimtimis kartų. Gamintojai, siekdami atitikti reikalavimus, kuria įvairias technologijas ir dažnai renkasi skirtingą kelią šiems standartams pasiekti.
Populiarus sprendimas – mažinti darbinį variklių tūrį bei montuoti turbokompresorius. Pavyzdžiui, „Peugeot“ naudojant benzininius „PureTech“ trijų cilindrų variklius pavyko iki 25 proc. sumažinti degalų sąnaudas ir CO₂ emisijas bei išlaikyti dinamines variklio savybes, prilygstančias 1,6 l keturių cilindrų motorui. Galingiausia SUV „Peugeot 2008“ versija aprūpinta trijų cilindrų 1,2 litro darbinio tūrio benzininiu varikliu, kuris išvysto 155 arklio galias, o užmiestyje jis vartoja 4,5 l/100 km.
Tokiais sėkmingais sprendimais ir rezultatais gali pasigirti ir kiti didieji gamintojai – daugelis populiariojo „Volkswagen T-Cross“ versijų taip pat turi trijų cilindrų variklius. „T-Cross“ su 1.0 TSI varikliu, pasiekiančiu 115 AG, užmiestyje taip pat vartoja vos 4,5 l/100 km benzino.
Technologinė variklių raida
Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Automobilių inžinerijos katedros vedėjas doc. dr. Saugirdas Pukalskas teigė, kad pagrindinės senų ir naujų variklių efektyvumo ir ekologijos skirtumų priežastys – besikeičiančios, tobulėjančios technologijos ir medžiagos. Visų pirma atsisakyta benzino su švinu, o tada jau atsirado galimybė naudoti 3 komponentų sistemą, neutralizuojančią pagrindinius benzininio variklio teršalus – CO (anglies monoksidą), HC (angliavandenilius) ir NOx (azoto oksidus).
„Labai keitėsi dyzelinių automobilių ekologinių rodiklių gerinimas. Visų pirma, reikėtų paminėti degalų įpurškimo sistemą. Maždaug nuo 1990 m. į tokius automobilius pradėta diegti akumuliatorinė degalų tiekimo sistema (angl. Common rail). Ji leido efektyviau reguliuoti degalų įpurškimo procesą, atsirado galimybė įpurkšti ne iš karto visą jų kiekį, bet dalimis. Dėl to dyzelinio variklio veikimas tapo ne toks trankus, o ir degalai geriau sudegdavo ir mažiau skleisdavo teršalų. Antra, irgi maždaug nuo 1990 m. dyzeliniams varikliams pradėtos naudoti įvairios teršalų neutralizavimo sistemos“, – kalbėjo pašnekovas.
Keturios sistemos
Pagrindinės sistemos yra keturios, iš jų trys diegiamos į pačius moderniausius automobilius. Pirmiausia pradėtas naudoti oksidacinio tipo katalizinis deginių neutralizatorius, oksiduojantis CO ir HC teršalus. Vėliau pradėta diegti deginių recirkuliacijos sistema (angl. exhaust gas recirculation system, EGR), mažinanti NOx kiekius (bet mažinanti variklio efektyvumą ir didinanti deginių dūmingumą).
Vėliau atsirado kietųjų dalelių filtras (angl. diesel particulate filter, FAP arba DPF), mažinantis kietųjų dalelių (suodžių) kiekį. Galiausiai atsirado selektyvinės katalizinės redukcijos (angl. selective catalytic reduction, SCR) sistema. Jos esmė – į deginius įpurškiant tam tikrą kiekį „AdBlue“ tirpalo neutralizuoti NOx teršalus. Pradėjus diegti šią sistemą, mažiau efektyvios EGR atsisakyta.
„Taigi šiuolaikinis benzininis variklis turi 3 komponentų katalizinį deginių neutralizatorių, teršalus padarantį nekenksmingus, o dyzelinis – net 3 atskirus įrenginius: tai oksidacinio tipo neutralizatorių, kietųjų dalelių filtrą ir SCR sistemą“,– pasakojo doc. dr. S. Pukalskas.
Bene didžiausią žingsnį ekologiškesnių variklių link padėjęs žengti atradimas buvo vandens ir karbamido tirpalo („AdBlue“) purškimas į išmetimo sistemą. Jis naudojamas tiek sunkvežimiams, tiek lengviesiems automobiliams, o šią sistemą žymi specialūs simboliai, pavyzdžiui, „Audi“ šalia variklio pavadinimo bus prirašytos SCR raidės, o „Peugeot“ – „BlueHDi“.
Kita sistemų pusė
Apie „Common rail“ sistemos atsiradimą ir jos reikšmę dyzelinių variklių raidai prisimena ir techninės apžiūros įmonių asociacijos „Transeksta“ atstovas spaudai Renaldas Gabartas.
„Kelių pastarųjų dešimtmečių technologiniai vidaus degimo variklių tobulinimo šuoliai ryškūs visomis prasmėmis. Ypač kalbant apie dyzelinius jėgos agregatus. Pavyzdžiui, apie 2000-uosius į rankas pakliuvo vokiškas „Auto Bild“ žurnalas, kurio pagrindinė tema nuo viršelio rėkė: „Gute Nacht, Otto“ (liet. Labos nakties, Otto). Jame palyginti analogiško darbinio tūrio benzininiai ir dyzeliniai motorai.
„Common rail“ sistema tiesiog nokautavo varžovus.
„Common rail“ sistema tiesiog nokautavo varžovus, nes siūlė daugiau galios, didesnį maksimalų sukimo momentą žemesniu sūkių diapazonu, kuklesnes degalų sąnaudas, suvaldytą vibraciją ir t. t.“, – prisiminė automobilių žinovas, pats kasdien važinėjantis moderniu dyzeliniu automobiliu.
Su dyzelinių variklių degalų įpurškimo „Common rail“ technologija neretai siejamas „Volkswagen“ koncernas, nors labai panašią naudojo daugelis. Pats koncernas ilgą laiką agitavo už dyzelines technologijas, tačiau tai baigėsi dyzelgeito skandalu.
Kai kurie mažesni gamintojai ilgą laiką elgėsi kitaip – brangiai tobulinamos, tačiau naudingos vairuotojams dyzelinės technologijos vengė. „Honda“ ar „Subaru“ labai vėlai, lyginant su kitais gamintojais, pradėjo kurti dyzelinius variklius ir šiuo metu tokių savo gamoje apskritai nesiūlo, o „Tesla“ nuo pat pirmosios įmonės įkūrimo dienos gamino tik elektra varomus automobilius.
Prancūzų požiūris į dyzelius
Dar kitokį požiūrį demonstruoja dyzelinę technologiją gerai išvystęs „Peugeot“, likęs nuošalyje nuo daugybę gamintojų palietusios dyzelgeito bangos. „Peugeot“ sedanas 607 buvo pirmasis pasaulyje serijinės gamybos automobilis su kietųjų dalelių (FAP) filtru, o už „BlueHDI“ technologiją prancūzai buvo apdovanoti itin vertinamu prestižiniu „Next Green Car Awards“ apdovanojimu. Toks požiūris lemia, jog dabar gamintojo automobiliuose galima pasirinkti įvairius pavaros tipus, pavyzdžiui, miesto hečbekas 208 gali turėti benzininį, dyzelinį arba elektrinį variklį; krosoveris 3008 – benzininę, dyzelinę arba iš tinklo įkraunamą hibridinę jėgainę.
Auga efektyvumas
Nors anksčiau išvardintos sistemos dažniausia buvo kurtos taršai mažinti, jų dėka varikliai taip pat tapo efektyvesni.
„Visos dalelių filtravimo sistemos inžineriniu požiūriu yra „parazitinės“. Kiekvienai tokiai procedūrai reikia papildomos energijos, todėl variklio naudingumo koeficientas griežtėjant „Euro“ normoms mažėja. Panašius į laukinių benzingalviškų laikų dinaminius parametrus galima išgauti tik drastiškai tobulinant motorus: mažinant trintį, vidines įtampas, didinant suspaudimo laipsnį ir t. t. Antai pirmųjų dyzelinių variklių slėgis pasiekdavo iki 35 barų cilindre, o šiuolaikinių dyzelinių jėgainių – net 250 barų. Naudingumo koeficientas išaugo nuo kadaise fantastiškų laikytų 26 proc. ir priartėjo prie 40 proc. ribos“, – apie neišvengiamą variklių efektyvinimą pasakojo R. Gabartas.
Siekdami efektyvesnio degalų sudeginimo gamintojai ieško įvairiausių sprendimų. Jau aptartos degalų įpurškimo sistemos padeda labiau susmulkinti degalus ir juos tinkamai paruošti degimui. Bandomos ir skirtingos degimo kameros ar stūmoklio formos.
„Taip pat naudojamos įvairios priemonės, mažinančios variklio trintį: specialiomis medžiagomis padengiami stūmoklio šonai bei cilindras, naudojamos aukštesnės kokybės variklinės alyvos ir kt. Tobulėja ir patys degalai. Gamintojai sukuria vis naujų efektyvių priedų, padedančių išlaikyti neužsiteršusį variklį, dėl to neblogėja jo emisijos ir efektyvumas“, – pridūrė VGTU doc. dr. S. Pukalskas.
Efektyvinimas turi ir kitą pusę – patikimumą. Tačiau kaip patikrinti, ar jis pastaraisiais metais kinta? Tai padaryti įmanoma: tereikia palyginti Vokietijos techninių apžiūrų asociacijos (TUV) duomenis – stotyse jau keliolika metų skaičiuojama, kiek automobilių turi trūkumų ir pakartotinai atvyksta techninei apžiūrai. Išsami vokiečių renkama statistika atskleidžia, kad transporto priemonių patikimumas su metais tik auga ir į techninės apžiūros stotis atvažiuoja vis mažiau trūkumų turinčių automobilių.
