Je ekologičtější diesel nebo benzínový motor?

Často čtu v diskusich dohady o tom, který motor je šetrnější k životnímu prostředí. Média nás poslední dobou přesvědčují, že zelenějším motorem je diesel a tento názor pomalu přebírá i široká veřejnost. Ale je tomu opravdu tak?

Předem musím podotknout, že rozřešit tento spor není vůbec jednoduché, speciálně na malém prostoru webového článku. Ale přesto si myslím, že je dobré vynést na světlo pár skutečností a sepsat pár názorů, které jsou v　Evropě jaksi mimo hlavní proud.
Začneme tím, že si krátce řekneme, jak a jaké emise vůbec v motoru vznikají. Benzín i nafta jsou uhlovodíková paliva. Pro jednoduchost budeme uvažovat, že se skutečně skládají pouze z　uhlíku C a vodíku H. Pro spálení je potřeba palivovou směs okysličit a kyslík do motoru přivádíme z　atmosféry. Kromě kyslíku O2 se nám do motoru dostává také dusík N a vodní pára H2O. Další plyny jsou ve vzduchu ve výrazné menšině a dále je nebudeme brát v úvahu. Ideálně nám po spálení z　výfuku odejde kysličník uhličitý CO2, vodní pára H2O a dusík N. Tedy neškodné a nejedovaté plyny. Ovšem svět ideální není a díky nedokonalému spalování se ve výfuku objevují též kysličník uhelnatý CO, nespálené uhlovodíky CHx a saze. Naopak příliš dokonalé spalování za vysokých teplot vede k　produkci škodlivých oxidů dusíku NOx.
V případě nespálených uhlovodíků, kysličníku uhelnatého a oxidů dusíku máme jasno, jsou to jedy a jejich dýchání nám neprospívá ani trošku. Co se týče sazí, dlouho se o škodlivosti spekulovalo. Dnes je již jasné, že saze jsou vysoce karcinogenní a navíc na sebe nabalují další škodliviny a dopravují je při vdechnutí přímo do plic. Takže saze není radno nepodceňovat. No a nakonec tu máme populární skleníkový plyn. Nejsem klimatolog, takže se zdržím hodnocení vlivu osobní automobilové dopravy na oteplování planety. Ať je to jak chce, emise CO2 jsou přímo úměrné spotřebě paliva a tu je třeba tak jako tak snižovat. A také se tak děje již od první ropné krize v　sedmdesátých letech nehledě na to, co si mezi sebou domluví pomazané hlavy v　Kjótu či v　Kodani. My se spokojíme s　tvrzením, že menší spotřeba znamená menší zátěž pro přírodu.
Doprava_ilustrační fotoJeště si krátce vysvětleme, jak se vůbec emise měří. Výrobce musí absolvovat testy za účelem získání homologace, bez jejíhož získání je vozidlo nelegální a tedy neprodejné. Automobil prověřuje nezávislá laboratoř na válcové zkušebně. Zde se simuluje tak zvaný jízdní cyklus, který je shodný s　tím, který se používá pro měření spotřeby. V　Evropě se používá jízdní cyklus NEDC (New Europien Driving Cyclus). Ten začíná studeným startem a jízdou po městě (urban) a pokracuje jízdou po okresce a dálnici (extra urban). Během testu se sbírají výfukové plyny a vyhodnocují splodiny. Hodnoty pak musí spadat do příslušných limitů. V　Evropě jsou to normy Euro. Ale své normy má například USA či Japonsko. A tady nastává zajímavá situace. Ačkoliv je v　Evropě populární ukazovat obyvatele země za „velkou louží“ jako největší ekologické ignoranty a naopak nás Evropany jako zachránce lidstva, jsou právě emisní předpisy platné v　USA nejpřísnější na světě. Především pak kalifornské předpisy jsou v　mnohaletém náskoku před ostatním světem a přejímá je stále větší počet států USA. A právě přísné emisní limity jsou největší brzdou masovému zavedení dieselových motorů v　osobních vozech v　USA, kde normy nerozlišují druh paliva a benzínovým i dieselovým motorům měří stejným metrem. A automobilky mají těžké problémy s　diesely tyto normy splnit. Podobně je na tom Japonsko, kde také platí emisní limity přísnější než v　Evropě. Nás až zavádění norem EU V　dostává na srovnatelná čísla a působí hluboké vrásky na čelech vývojářů. Není náhodou, že po období, kdy se v　Evropě vyvíjely takřka výhradně dieselové motory, teď nastává pokorný návrat k motorům benzínovým. Proč?
BiodieselPorovnejme tedy konečně dieselový a benzínový motor z hlediska vypouštěných zplodin. Začneme u skleníkového plynu CO2. Jak bylo uvedeno výše, jeho množství je závislé jen a jen na spotřebě paliva. Čím větší spotřeba, tím víc CO2 ve výfukových plynech. I když na kilogram spálené nafty připadá o pár procent více CO2 než na kilogram spáleného benzínu, nevyváží to nižší spotřebu dieselu. Na poli spotřeby a potažmo emise skleníkového plynu tedy vede naftový motor.
Podobně lépe je na tom diesel v　produkci jedovatého CO a naopak prohrává v　produkci NOx a sazí. Jenže to pouze pokud porovnáváme motory bez zařízení odstraňujících emise. Benzínový motor používá třícestný katalyzátor, kde dodatečně zoxiduje CO a nespálené uhlovodíky a naopak se zredukují oxidy dusíku. To vše levně a spolehlivě. Benzínový motor spalující přesný a na zatížení nezávislý poměr paliva a vzduchu totiž emituje konstantní poměr jednotlivých škodlivin tak, aby ony dohořely v　katalyzátoru. U dieselu se poměr paliva a vzduchu výrazně mění se zatížením, tím se také mění poměr škodlivých složek a třícestný katalyzátor tedy nemůže fungovat. Diesel tak vyžaduje poněkud komplexnější přístup. Kouřivost se snižuje montáží turbodmychadla a používáním stále vyšších vstřikovacích tlaků. Oxidy dusíku pomáhá redukovat recirkulace výfukových plynů EGR. S tímto zařízením motor většinou projde normou Euro III. Na Euro IV už je potřeba také chladiče EGR plynů a pro Euro V　je již potřeba filtr pevných částic pro další redukci kouřivosti. Někdy se též používá oxidační katalyzátor pro snížení CO a HC a aby toho nebylo málo, NOx může též likvidovat speciální filtr (NOx trap). Na pročištění výfukových plynů je tak potřeba doslova malá chemická továrna. To samozřejmě zvyšuje cenu motoru, ale hlavně to snižuje jeho spolehlivost.
Už takové EGR dokáže nadělat v　motoru pěknou paseku. No uvažte, že z　výfuku vedete spaliny zpět do sání, včetně sazí. To se pramálo líbí třeba pístním kroužkům. A čím více spalin recirkulujete, tím sice snižujete emise NOx, ale zvyšujete kouřivost. Takže celý systém musíte vybalancovat, ale pokaždé něčemu ublížíte. Naladit takové zařízení pro různé jízdní cykly je velkou technickou výzvou.
Diesel TDISamostatnou kapitolou je filtr pevných částic. Nemálo motoristů již navštívilo servis s　ucpaným filtrem, který se zoufale dožadoval regenerace. Pro regeneraci (vypálení sazí z　filtru) je totiž potřeba jet v　určitém časovém úseku ustáleně, ale požadujte toto třeba po taxikáři v　Praze, který jezdí většinu jízd ve městě od semaforu k　semaforu. Navíc samotné vypalování pomocí pozdního vstřiku nafty motoru také neprospívá, jmenovitě třeba jeho olejové náplni. Jak jsem psal v　úvodu, je velice těžké rozřešit, jestli je v　osobním autě ekologičtější nafta nebo benzín. Naftové motory splňující normu Euro IV a níže emitují mnohem více oxidů dusíku a sazí, než srovnatelný motor benzínový. Dokonce je na mnoha trzích neprodejný. Je tedy těžké označit takový vůz za požehnání pro naše zdraví. Vozy plnící normu Euro V　jsou na trhu příliš krátce pro hlubší hodnocení, ale na místě jsou obavy o spolehlivost těchto motorů a tedy o jejich ekologičnost v　pokročilejším věku. Benzínový motor naproti tomu nemá s　emisemi vážnější potíže, ovšem má zase nižší účinnost a důsledkem toho plýtvá palivem.
Než lidstvo vyřeší palivovou krizi a silnicím zavládnou elektromobily, můžeme očekávat neutuchající snahu automobilek o úspornější benzínové motory a čistší diesely. Dokonce může dojít k　určitému splynutí obou koncepcí: přeplňovaný, přímovstřikový benzínový motor schopný spalovat chudou směs. Nebo je snad cesta v　hybridních pohonech? Tato koncepce s sebou nese také nemalá úskalí, ale o tom zase někdy příště.

Autor: Slavomír Stýblo

Převzato: www.tipcars.com