Na 67. ročníku mezinárodní výstavy užitkových vozů (IAA) v Hannoveru představila technologická společnost Continental řešení, která přinášejí ještě účinnější dodatečnou úpravu výfukových systémů u nákladních vozů. Primárním cílem je zajistit účinnější přeměnu oxidů dusíku (NO_X) na neškodné emise, a to jak u těžkých nákladních vozů pro dálkovou dopravu, tak v místní přepravě ve městech.

Hlavní výzvou je zajistit, aby systém dodatečné úpravy výfukových plynů co nejdříve po nastartování motoru dosáhl a následně udržel účinnou pracovní teplotu. Možnosti zástavby katalyzátorů a filtrů se však mezi jednotlivými typy vozidel výrazně liší. Ne všechny modely umožňují instalaci uzavřené soustavy katalyzátoru a filtru. Kvůli dlouhým modelovým cyklům u těžkých nákladních automobilů je vyřešení tohoto problému u jiných modelů otázkou mnoha let.

Continental proto vyvinul řešení, která překonávají oba tyto problémy a umožňují snadno zlepšit účinnost odbourávání NO_X. Na IAA v Hannoveru Continental prezentuje oba typy řešení – uzavřený systém a alternativu v podobě architektury využívající kombinaci vstřikování nafty do výfukových plynů a elektrického topného tělesa umístěného před katalyzátorem.

„Budoucí zpřísnění emisních limitů a požadavky na měření emisí v reálném provozu vyžadují zásadní snížení množství vypouštěných emisí NO_X v dálkové i městské přepravě,“ říká Dr. Markus Distelhoff, výkonný viceprezident sekce palivo a výfuk z Divize Pohonné jednotky. „Dvě rozdílné architektury pro řešení dodatečné úpravy výfukových plynů, které prezentujeme v Hannoveru, pomáhají snížit spotřebu a současně emise NO_X.“

Lehčí výfukový systém a účinnější dosažené provozní teploty

V osobních autech se katalyzátor obvykle nachází velmi blízko samotného motoru, což usnadňuje jeho rychlé zahřátí na potřebnou pracovní teplotu. U nákladních automobilů ale není vždy možné uplatnit stejný přístup. Konkrétně u velkých tahačů obvykle není prostor pro umístění dostatečně velkého uzavřeného oxidačního katalyzátoru (DOC) bezprostředně za motor. Continental nabízí dvě řešení tohoto problému. Nový typ katalyzátoru se skládanou strukturou připomínající tahací harmoniku má asymetrickou konstrukci, která klade menší nároky na prostor při zástavbě.

„Instalace uzavřeného DOC co nejblíž motoru je díky nové skládané struktuře u těžkých nákladních vozů snadnější než dosud,“ říká Dr. Manuel Presti, projektový manažer sekce palivo a výfuk z Divize Pohonné jednotky. Nakloněné vrstvy kovového CS substrátu (Crossversal Structure) navíc nevyžadují ploché dělicí vrstvy, což snižuje hmotnost systému zhruba o 20 %.

Pro případy, kdy prostorové uspořádání neumožňuje použít tento typ řešení, Continental nabízí alternativu v podobě vstřikování nafty do směšovacího potrubí umístěného před tlumičem. Bezprostředně následuje tepelný katalyzátor EMICAT, který přeměňuje rozprášenou směs paliva na teplo sloužící k zahřátí celé soustavy katalyzátorů. „Při této konfiguraci a s danou kombinací technologií je k dosažení nezbytného zahřátí potřeba jen malé množství paliva,“ dodává Presti.

Výhody tohoto systému se využijí v široké škále aplikací – například použití u poštovních služeb, kde kvůli častému vypínání motoru výfukové potrubí málokdy dosáhne optimální teploty. „Dalším dobrým příkladem jsou služby svozu odpadů, u kterých motor nákladního vozu pracuje prakticky neustále na volnoběh. Při takovém způsobu používání je téměř nemožné dosáhnout účinnějšího odbourání NO_X bez adekvátního způsobu řízení teploty výfukového systému,“ říká Presti.

Pro samotnou selektivní katalytickou redukci (SCR) emisí NO_X ve výfukových plynech je potřeba do výfukových plynů vstřikovat roztok močoviny. Nové čerpadlo (Gen V) volitelně nabízí čistící funkci, která při vypnutí motoru vyprázdní potrubí s přívodem močoviny, a tím předchází problémům s namrzáním roztoku na vstřikovací trysce. Druhou možností je použití mrazuvzdorné trysky, v takovém případě není potřeba čistící funkce a systém může být nastaven na rychlejší dosažení provozního stavu. S průtokem až 20 kg/h může čerpadlo dodávat roztok močoviny i do dvou vstřikovačů. Nový způsob filtrace zabraňuje riziku poškození znečistěnou močovinou.

Čerpadlo je určeno pro různé způsoby instalace, což usnadňuje jeho použití v konkrétním typu vozidla. „U obou architektur hrají klíčovou roli naše robustní senzory NO_X, které mohou být umístěny přímo v substrátu katalyzátoru. Zaznamenávají nejpřesnější údaje o procesu odbourávání NO_X a pomáhají zpřesnit regulaci emisí NO_X,“ říká Presti.