Strona główna » ropa naftowa » Der Schwindel

Der Schwindel

Archiwum

Czyli, sprawa diesli Volkswagena w USA

Pominę tu całkowicie kwestie biznesowe i etyczne, postaram się wyjaśnić tylko kwestie techniczne.

Zaczynając od początku, dla tych, którzy nie wiedzą o czym mowa. Testy drogowe prowadzone w ramach jakiegoś projektu badawczego odkryły, ku zdziwieniu prowadzących badania, że emisje tlenków azotu przez samochody osobowe wyposażone w diesle VW są kilkunasto — kilkudziesięciokrotnie wyższe od dozwolonych normami EPA (Enviroment Protection Agency). Po dokładnym zbadaniu sprawy i wyeliminowaniu przypadkowych czynników okazało się,  że dokładnie tak zbudowano układ napędowy tych pojazdów. One po prostu tyle emitują, a na testach udają, że wszystko jest w porządku.

Zacznijmy od tego, z czym mamy problem

Tlenki azotu, czyli w sumie kilka rożnych związków chemicznych, są dla ludzi trucizną. Dla większości, a może wszystkich innych żywych organizmów także.  Mechanizm i objawy zatrucia są podobne do zatrucia chlorem, używanym jako gaz bojowy w I w.ś. Powodują obrzęk i w dalszej kolejności uszkodzenia układu oddechowego. W lżejszych przypadkach inne dolegliwości powiązane z układem oddechowym, jak na przykład astma. Co więcej. Nie ma żadnych bezpiecznych stężeń tlenków azotu. To zawsze są trucizny, kilka różnych.  Co najwyżej częstotliwość i stężenia z którymi mamy kontakt mogą być na tyle rzadkie, że nie wystąpią żadne objawy kliniczne.

Skąd one właściwie się biorą? I jaki mają związek z paliwem takim czy innym?

Zaczynając odpowiedź od drugiego pytania — tlenki azotu w spalinach nie mają żadnego związku z paliwem, którego silnik używa, ani nawet z samym procesem spalania. Zarówno tlen, jak i azot pochodzą z powietrza, którym jesteśmy otoczeni. Jednak w powietrzu zarówno tlen jak i azot występują w postaci dwuatomowych cząsteczek, które niezbyt chętnie wchodzą w jakiekolwiek reakcje. Zwłaszcza cząsteczki azotu mocno złączone trójwalentym wiązaniem.  Aby mógł powstać jakikolwiek związek azotowy, najpierw trzeba rozbić tę cząsteczkę azotu. Do tego potrzeba stosownych warunków reakcji. Te warunki sprowadzają się w zasadzie do sporego ciśnienia. Dokładnie to jest problemem przy zamierzonej produkcji związków azotowych. Dla syntezy amoniaku potrzeba sporych ciśnień, aby azot nabrał jakiejkolwiek chęci reakcji. Potrzebne warunki dla syntezy tlenków azotu jak najbardziej są w silnikach tłokowych.  Nawet bez wybuchu, samo sprężanie powinno już umożliwić pewną, raczej niewielka syntezę tlenków azotu. Im większy stopień sprężania, tym więcej. To oznacza, ze w silniku diesla, który by się kręcił bez paliwa i tak z kolektora wydechowego wylatują cząsteczki tlenków azotu. Z benzynowego znacznie mniej, jeśli w ogóle.

Kiedy jeszcze w silniku będzie wybuchać paliwo, to powstające ciśnienia są sporo większe, o syntezę związków azotu sporo łatwiej. Wbrew pozorom wyższe temperatury wcale tu nie pomagają, wręcz przeciwnie. Synteza jest sprawniejsza przy niższych temperaturach.

Tu dochodzimy do konkretu. Im wyższe temperatury spalania, tym mniejsza produkcja NOx, ale jednocześnie niższa sprawność silnika. Stopnień rozprężania pozostaje ten sam, więc zaczynając od niższej temperatury, można spaliny rozprężyć do niższej temperatury i więcej energii z nich odzyskać.  Stąd pojawia się dylemat — albo oszczędność i trucie, albo czystsze spaliny kosztem większego zużycia paliwa.

Ale to nie koniec. Spaliny opuszczają silnik i żeby nie wiem co, zawsze jest tam spory dodatek mało przyjemnych substancji. Trzeba je oczyścić, akurat do rozkładu tlenków azotu z powrotem na tlen i azot służy katalizator. We współczesnym silniku benzynowym radzi sobie z tym bez problemów, diesle stanowią problem i to spory. Faktycznie potrzeba dostarczyć dodatkowego tlenu i paliwa, aby spokojnie dopalić pozostałe w spalinach cząstki sadzy, węglowodory i właśnie nasze tlenki azotu. Ale to kosztuje. Zauważmy, że najpierw silnik musi spalić więcej, czyli mniej wydajnie, aby w ogóle wytworzyć mniej tlenków azotu, a później potrzeba jeszcze spalić paliwo, aby zlikwidować te już wytworzone.

To w największym skrócie oznacza: tak, VW bez trudu może zrobić samochód spełniający normy emisji spalin. Ale będzie on zużywał wyraźnie więcej paliwa. Ile? Nie wiem. To jest zapewne dość ścisłe strzeżona tajemnica, której się dowiemy w trakcie dalszego dochodzenia. A może procesu? A może się nigdy nie dowiemy?

Tak, czy inaczej, samochody z silnikiem diesla spełniające normę Euro 6 potrzebują amoniaku aby dopalić spaliny i kwestie oszczędzania paliwa dotyczą je znacznie mniej.

Advertisements

5 komentarzy

  1. PawelW pisze:

    Hmm – ja z kolei słyszałem, że we wszystkich samochodach (prawdopodobnie ze względu na koszty) zbiorniki dodatku (mocznika …) sa zbyt małe … http://www.n-tv.de/auto/Harnstoff-im-Tank-article377830.html LINK

  2. No nie.. Są OK na Europę, gdzie adblue jest od kilku lat obowiązkowe dla ciężarówek i można kupić prawie wszędzie. W USA na stacjach nie ma, więc właściwie trzeba by było tankować w serwisie, więc zbiornik musiałby starczać na okresy między przeglądami. I na to rzeczywiście jest dużo za mały.

  3. Jura pisze:

    „Jednak w powietrzu zarówno tlen jak i azot występują w postaci dwuatomowych cząsteczek, które niezbyt chętnie wchodzą w jakiekolwiek reakcje”

    Och jakże by metalurgia chciała by czasteczka O2 niechetnie wchodziłą w reakcje

  4. OK, punkt. Ale przyznasz, że jednak O2 jest jednak mniej chętne niż atomowy tlen, na przykład powstały z rozpadu O3, na przykład w wyniku fotolizy NOx

  5. Rafał pisze:

    Przyznaje! bardzo lubię rodnikowy tlen :).
    Ach ta egzotermika rekcji.
    A rodnik azotanowy.. no.. na ślunsku my tu sam mieli dosyć we kwośnych dyscoch

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: