Trendy snižování emisí a spotřeby paliva

Od roku 1992, kdy musejí výrobci automobilů plnit emisní normy EURO, stoupá neustálý tlak ze strany EU na ekologičnost silniční dopravy. To nutí výrobce hledat stále nová technická řešení, která pomáhají přísnější normy splňovat. Stejně tak vzrůstá, zvláště v době astronomických cen PHM, tlak zákazníků na co nejlevnější provoz a vůbec efektivitu provozu vozidel s konvenčními spalovacími motory. Tato snaha jde tedy zároveň ruku v ruce s opatřeními výrobců ke splnění oněch přísnějších norem. Ty byly zavedeny prakticky dvě. Jedna platí pro osobní automobily a je označována arabskými číslicemi, varianta pro nákladní vozy je pak označována číslicemi římskými. Stejně tak v rámci těchto nařízení vstoupily v platnost různé limity pro vznětové a zážehové motory. Od roku 1992, kdy startovalo EURO 1, se předpis aktualizoval a v současnosti je na světě již pátá verze. Od roku 2014 pak bude v platnosti EURO 6, které opět zpřísní limity vypouštění škodlivin pro spalovací motory a bude se týkat zejména vznětových motorů. Limity mají výrazný restriktivní charakter a dříve nebo později se s nimi setká každý uživatel vozu. Při cestách do zahraničí například při vjezdu do center měst, v České republice zatím „pouze“ při platbě mýta u nákladních vozidel a autobusů, kde plnění vyšší normy je zohledněno nižší sazbou. Provozovatelů osobních vozidel a lehkých dodávek se v současné době týká zatím „pouze“ ekologický poplatek za přepis vozidla. Nařízení platí už od roku 2008 a sazby jsou ve výši 3000 Kč v případě plnění normy EURO 2, za vozidlo, které plní pouze EURO 1, se platí 5 tisíc korun a pokud se rozhodnete přepsat na nového majitele vozidlo, které nesplňuje ani nejstarší normu, je povinnost odvést do státního rozpočtu rovných 10 tisíc. Zavedení ekologického poplatku mělo pomoci omladit vozový park v ČR a zabránit přepisu nejméně ekologických vozů, zejména starších vznětových aut.

Jak na nižší emise a spotřebu?

Problematika vysokých cen PHM a zároveň tlaku na plnění emisních norem se týká prakticky všech automobilek. Například koncern Volkswagen v cestě za snižováním emisí a spotřeby u svých modelů dlouhodobě sází na koncept downsizingu, tedy zmenšování objemu motoru při zachování či zvýšení jeho výkonu za přispění turbodmychadla nebo kompresoru. „Tato strategie však není jediná a ruku v ruce s ní jde technologický vývoj na stávajících agregátech, zejména pak na dalším vylepšení jejich účinnosti,“ vysvětluje Petr Janeba, vedoucí divize Volkswagen osobní vozy ze společnosti Porsche Česká republika. „Oběma těmto přístupům pak vydatně napomáhá vývoj dalších možností, jak snižovat spotřebu, ať už se jedná o systémy Start/Stop, systém aktivního odpojování válců ACT, optimalizovaná aerodynamika, vstřikování močoviny do výfukových plynů a další. Obecně platí, že ekologické normy jsou známy až 10 let předem, takže jsou vždy zohledněny již od vývoje nového vozu. To platí například pro nový Golf, který právě vstupuje na český trh, kdy byla směrem ke snížení spotřeby optimalizována jak aerodynamika, tak vyvinuty zcela nové pohonné jednotky,“ doplňuje.

Podle Janeby se v případě ceny pohonných hmot jedná vždy o krátkodobou záležitost, která souvisí s aktuálním stavem ekonomiky a je ovlivněna také spekulacemi na trhu s ropou. „Reagovat na tato fakta se dá jak neustálým vývojem nových technologií a asistenčních systémů pomáhajících snížit spotřebu, tak důslednou výchovou řidičů směrem k úsporné jízdě,“ vysvětluje.

Zatímco v případě Volkswagenu je na místě hovořit o průkopníkovi downsizingu, tak například japonská Honda sází více na hledání dalších technických řešení, které pomáhají snižovat spotřebu i emise. „Spíš, než downsizingem, jde Honda cestou hledání nových technologií, ať už jsou to hybridní modely nebo elektromobily poháněné energií získanou z vodíku prostřednictvím palivových článků (označené Fuel Cell Electric Vehicle, zkratka FCEV), což je realita současnosti a například na japonském a americkém trhu si lze již několik let dlouhodobě pronajmout model FCX Clarity. Honda pak letos v září na autosalonu v Paříži oznámila, že pro Evropu připravuje nový FCEV model pro rok 2015,“ vysvětluje Aleš Indra z českého zastoupení Hondy přístup automobilky k současným trendům. Honda podle něj do budoucna také chystá kompletní obnovu nabídky motorů pro své modely. „Nové motory ponesou označení Earth Dreams Technology. Prvním z této nové řady motorů je dieselový motor 1.6 i-DTEC, který bude dodáván v modelu Civic a nabídne výkon 88 kW s emisemi CO 2 v hodnotě 94 g/km,” uvádí. “Klíčem úspěchu motoru je jeho nízká hmotnost. Použití hliníkového bloku s otevřenou plošinou pomáhá snižovat hmotnost motoru o 58 kg v porovnání s motorem i-DTEC o obsahu 2,2 litrů, jedná se tak o nejlehčí vznětový motor ve své třídě. Snížení hmotnosti motoru pomáhá snižovat spotřebu paliva a emise výfukových plynů, přičemž dochází také k výraznému zlepšení dynamiky jízdy. Součásti motoru byly navíc optimalizovány tak, aby snižovaly vnitřní tření na úroveň odpovídající zážehovému motoru, a dosahují tak výrazného vylepšení,” dodává.

Zajímavostí je porovnání spotřeby paliva u posledních dvou generací Hondy Civic. Vznětový motor má v obou generacích shodný objem 2,2 litru. Ovšem v případě 8. generace je papírová kombinovaná spotřeba na úrovni 5,1 litru, u současného modelu 9. generace je stejná hodnota na úrovni 4,2 litru nafty na 100 kilometrů. U VW Passat je pak je snížení papírové spotřeby ještě markantnější. Podle údajů výrobce se u turbodieselu 2,0 TDI snížila hodnota z 5,9 (u předchozí generace) až na 4,6 litru u současné verze.

Technické inovace

Pojďme se podrobněji podívat, jaké další cesty, kromě downsizingu a využívání alternativních možností pohonu vozidel v oblasti technických inovací, automobilky za honbou o snížení emisí a spotřeby paliva využívají. Základní úpravy počínají už výše zmíněnou optimalizací aerodynamiky, snížením valivého odporu pneumatik nebo změnou převodového poměru. Na trhu se tak objevují nejrůznější ekologické verze, které má v současnosti v nabídce většina automobilek na českém trhu. Stejně tak jdou automobilky směrem masové implementace systému start-stop. V případě inovací motorů se jedná například o optimalizaci vstřikování a zejména snahu o co nejnižší tření. Například u nového dieselu i-DTEC od Hondy byl zmenšen blok motoru a průměr pouzder hlavních ložisek klikové hřídele, kvůli snížení hmotnosti byla zmenšena výška pístu, průměry hlavních a ojničních čepů klikové hřídele. “Nejdůležitější podíl na dosažení těchto úspor hraje snížení tření v motoru ve všech myslitelných oblastech. Konstruktéři se na řešení tohoto problému zaměřili ze dvou směrů. Z hlediska optimalizace proudění oleje a z hlediska snížení tření obecně. Snížil se tlak na boky pístu a v novém motoru je použita tenčí ojnice. Dále bylo sníženo předpětí pístních kroužků a kvůli snížení odporu byl zmenšen průměr vyvažovacího hřídele. Byla také snížena rychlost průtoku paliva vysokotlakým čerpadlem. Kvůli zmenšení třecích ztrát má povrch čepů vačkových hřídelů nižší drsnost. K uzavření sacích ventilů dochází o něco dříve, což snižuje tlakové ztráty při nižších otáčkách. Byla optimalizována účinnost vodního čerpadla. Spotřeba paliva byla dále snížena použitím nízkotlakého palivového čerpadla a řídicího systému ACG, jež využívá zařízení pro monitorování stavu baterie, čímž se snížila spotřeba energie,” říká Aleš Indra z Hondy. V případě druhé oblasti, kterou je optimalizace proudění oleje, šli konstruktéři tímto směrem: ”Optimalizace olejových trysek, použití nového materiálu ložisek s excentrickým tvarem drážky pro snížení úniků oleje, menší vůle ložisek vyvažovacího hřídele, optimalizace mazání řetězu vyvažovacího hřídele, zmenšený průměr mazacích trysek vahadel ventilů, přívod oleje na klikový hřídel byl redukován díky novému systému mazání ložisek, celkové množství oleje bylo sníženo a byla upravena jeho distribuce, což přispělo k vyšší účinnosti, snížený výkon olejového čerpadla snižuje třecí ztráty,“ dodává Indra.

Cena PHM a firemní rozpočet

Nejen u firemních vozů je spotřeba paliva jedním z nejdůležitějších parametrů, který tvoří významnou část TCO. V posledních letech, kdy cena PHM strmě stoupá vzhůru, získal tento parametr ještě více na významu. Zatímco v minulosti vícero firem provozovalo ve fleetu masově také zážehové verze, dnes je to čím dále výjimečnější situace a zvláště ve velkých firmách s početnou flotilou hrají prim vozy se vznětovými agregáty. Ve služebních automobilech také zdomácněly monitorovací systémy, které hlídají nejen trasu řidiče, ale v některých případech také jízdní styl řidiče a jeho vliv na spotřebu. Od zaměstnanců se také vyžaduje dodržování normované spotřeby, jejíž překročení je sankcionováno a podobně.

V otázce honby za co nejnižší spotřebou PHM a současném plnění emisních norem sledují proto firmy i automobilky podobný cíl. Zatímco v případě automobilek jde o co největší konkurenceschopnost jejich modelů a splnění legislativních požadavků, v případě firem je to neustálá optimalizace nákladů, v některých případech také ekologická image.