WLTP: Cichy zabójca silników

Każdy nowy pojazd musi przejść badania homologacyjne. Jest to żmudny proces, który czeka każdy model samochodu. To właśnie wtedy sprawdza się zgodność poszczególnych części z normami. To jednak nie wszystko, ponieważ jednym z punktów jest określenie emisji drogowej pojazdu. Oczywiście to nic nowego, taką weryfikację przeprowadzano już od dawna, jednak wraz ze zwiększającą się liczbą samochodów oraz wymaganiami co ich ekologiczności stwierdzono, że obowiązujące przepisy nie odzwierciedlają w odpowiednim stopniu rzeczywistości. Dlatego też przedstawiciele Unii Europejskiej stwierdzili, że konieczne są zmiany.

Jak było do tej pory?

Wszystko tak naprawdę zaczęło się w latach 70. XX wieku. To właśnie wtedy kraje europejskie postanowiły rozpocząć proces wprowadzania ujednoliconych norm dotyczących badania emisji spalin. Stało się to w 1992 roku, gdy w UE zaczęły obowiązywać normy Euro.

Jednym z producentów aparatury badawczej do tekstów w ruchu drogowym jest niemiecka firma AVL / fot. AVL

Foto: moto.rp.pl

Badanie zgodności pojazdów z odpowiednimi normami odbywa się w określonych warunkach. Służą temu konkretne testy w ramach homologacji typu, wykonywane na hamowni podwoziowej. Przez lata w Europie obowiązywał cykl NEDC – ang. New European Driving Cycle. Składa się on z dwóch części: UDC (ang. UrbanDriving Cycle) – miejskiej (powtarzanej czterokrotnie) oraz EUDC – zamiejskiej. Część pierwsza została opracowana tak, aby „udawała” warunki jazdy w mieście np. w Paryżu czy Rzymie. Charakteryzuje się małą prędkością jazdy, małym obciążeniem silnika pojazdu i małą temperaturą spalin. Część druga – EUDC (ang. Extra UrbanDriving Cycle) jest dodana po czwartym cyklu UDC. Symuluje ona warunki jazdy poza miastem. Maksymalna prędkość w tej części to 120 km/h. Jest też opcja alternatywna dla pojazdów o mniejszej mocy. W takim przypadku maksymalna prędkość jazdy została ograniczona do 90 km/h. Analiza spalin wykonywana jest zgodnie z techniką stałej objętości (CVS) przy wykorzystaniu specjalnej aparatury pomiarowej. Na tej podstawie określana jest emisja w jednostce g/km dla każdego składnika (poza liczbą cząstek stałych).

CZYTAJ TAKŻE: Machlojki z nową procedurą testową WLTP

Z biegiem czasu okazało się jednak, że wyniki uzyskiwane w ramach procedury NEDC coraz bardziej odbiegają od tych w realnej eksploatacji. Warunki laboratoryjne i dość łagodna dla aut forma testów zaczęły fałszować rzeczywystostość.

I tu chodzi WLTP…

Wprowadzenie procedury WLTP (ang. Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicle Test Procedure) miało zmniejszyć różnice pomiędzy wynikami, m.in. zużycia paliwa i emisji zanieczyszczeń w badaniach laboratoryjnych, a rzeczywistością. Aby to osiągnąć, nowa procedura, choć wciąż realizowana w laboratorium, jest bardziej złożona. Dodatkowo wprowadzono również podział sprawdzanych aut na klasy. Wybór odpowiedniej jest zależny od pojazdu, stosunku jego mocy do masy czy prędkości maksymalnej.

Klasy pojazdów w procedurze WLTP

Najczęściej stosowaną jest klasa 3. Wynika to z proporcji mocy do masy pojazdów, które są najbardziej popularne w Europie. Rozróżnieniem w tej klasie jest prędkość maksymalna. W zależności od parametrów pojazdu wynosi ona poniżej albo powyżej 120 km/h. W poniższej tabeli przedstawione są wybrane parametry dla cyklu WLTC (ang. Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicle Test Cycle) klasy 3.

Jak wygląda cykl WLTP dla klasy 3

Co się zmieniło i czemu tak zabolało

Zarówno cykle NEDC, jak i WLTC odtwarzane są na hamowni podwoziowej w ustalonych warunkach. Ale nowy cykl jest o wiele bardziej złożony. Do głównych różnic pomiędzy nimi można zaliczyć fakt, że teraz uwzględnia się wpływ dodatkowego wyposażenia, różnych konfiguracji silnikowych, jak też rodzaj skrzyni biegów. To jednak nie wszystkie zmiany. Otóż sam test został wydłużony o 10 minut (NEDC – 20 min, WLTC – 30 min), dodano też 12 km przebiegu (NEDC – 11 km, WLTC – 23 km). Skrócono natomiast postoje. Według przeprowadzanych badań i analiz, czas postoju pojazdu w warunkach drogowych jest krótszy niż do tej pory zakładano. Z tego względu zmniejszono jego udział z 25 proc. – jak to było w NEDC, do 13 proc.

CZYTAJ TAKŻE: We wrześniu salony świecą pustkami

Zmienił się również podział poszczególnych faz jazdy. W WLTP jest mniej więcej 52 proc. jazdy miejskiej i 48 proc. zamiejskiej (do tej pory było to 66 proc. cyklu miejskiego i 34 proc. zamiejskiego). To nie koniec. Zwiększona została prędkość średnia (z 34 km/h do 46,5 km/h) oraz prędkość maksymalna. Warto też powiedzieć, że zmiana biegów jest teraz wyliczana dla każdego pojazdu – jeżeli ma przekładnię manualną, a emisja dwutlenku węgla jest korygowana do temperatury 14 stopni Celsjusza.

Badanie emisji pyłów PEMS / fot. ADAC

Foto: moto.rp.pl

Zmiana procedury badawczej sprawiła, że wyniki testów stały się bardziej precyzyjne. I co się okazało? Że część zespołów napędowych (silnik plus skrzynia biegów) potraktowanych za pomocą WLTP nie spełnia obowiązujących norm emisji, choć w procedurze NEDC nie miała z tym problemów. Różnice potrafią sięgać 20 i więcej procent, co zwłaszcza dla dużych jednostek, balansujących na granicy dopuszczalnego poziomu emisji okazało się zabójcze. Dodatkowo większość firm, zmuszonych wprowadzeniem WLTP (od 1 września 2018 r.) do ponownej homologacji wszystkiego, co oferują, zdecydowała, że całą procedurę przeprowadzą już w oparciu o normę Euro 6D-Temp, która wejdzie w życie 1 września 2019 r., a nie bardziej liberalną Euro 6C, obowiązującą teraz. I żeby zrobić to raz a dobrze, od razu dodadzą do tego testy w realnych warunkach drogowych (RDE), także niezbędne od września tego roku. Trudno się dziwić, że część silników nie przeszła tego testu. Niektóre zostały wycofane całkowicie, inne poddano znaczącym modernizacjom. Co ciekawe, karząca ręka WLTP dotknęła nie tylko będące na cenzurowanym diesle, ale i silniki benzynowe.

Nie tylko laboratorium

Procedura WLTP zakłada także sprawdzenie wyników określonych w warunkach laboratoryjnych z rzeczywistością. Z tego względu już niedługo (od września 2019 roku) wszystkie nowo rejestrowane pojazdy do uzyskania homologacji będą potrzebowały także dokumentu potwierdzającego jego sprawdzanie pod względem emisji i zużycia paliwa w rzeczywistych warunkach ruchu drogowego (RDE).

CZYTAJ TAKŻE: Jakich aut nie kupimy po 1 września

Jest to dość skomplikowany proces badawczy, ponieważ musi zostać spełniony szereg wymagań. Dotyczą one choćby samej trasy – jej poszczególne części nie mogą być krótsze niż 16 km, łącznie sprawdzane auto musi przejechać ponad 48 km, w tym trasa w cyklu miejskim ma zajmować 29–44 proc. całego testu, a pozamiejskim i autostradowym po 33 ± 10 proc. Ba, w rygorystycznych procedurach ustalono, że udział postoju w trasie miejskiej to od 6 do 30 proc. czasu testu, a średnia prędkość musi zmieścić się w przedziale 15–40 km/h. Co najmniej 3 minuty badany pojazd musi popędzić autostradą z prędkości powyżej 145 km/h, a czas trwania całego przejazdu musi mieści się w przedziale 90–120 min. Jak można zauważyć spełnienie tych warunków nie jest proste, a to tylko część wymagań związanych z tym testem.

CZYTAJ TAKŻE: Koniec manipulacji z pomiarem zużycia paliwa

W badaniu RDE główny nacisk kładzie się na emisję tlenków azotu. Unia słusznie uznała, że emisje dwutlenku węgla to nie jedyny problem transportu, równie ważna jest również kwestia NoX i cząstek stałych. Przy okazji tematu badań pojazdów pod względem emisji spalin, warto nieco lepiej przyjrzeć się kwestii zużycia paliwa. Jak powszechnie wiadomo, określa się ją podczas wykonywania testów w warunkach ustalonych. Jest to połowicznie prawda, ponieważ zużycie paliwa jest wyliczane na podstawie otrzymanej emisji poszczególnych składników zawierających węgiel. Tym samym do wyliczenia zużycia paliwa potrzebna jest wiedza o emisji: CO₂– dwutlenku węgla, HC – węglowodorów oraz CO – tlenku węgla. Dopiero na tej podstawie określa się zużycie paliwa.