Kylmäkäynnistyspäästöissä suuret erot eri automallien välillä
Joutokäyntipäästötasojen mittaamisella ajoneuvosta kylmäkäynnistyksen jälkeen simuloitiin tilannetta, joka saattaa esiintyä esimerkiksi talvisaikaan, kun puhdistetaan ikkunoita jäästä ja lumesta. Mittaukset kahdessa eri ympäristön lämpötilassa antoivat tietoa myös käynnistyslämpötilan vaikutuksesta päästötasoihin.
Mittausten suunnittelu alkoi kartoittamalla mahdollisia mittaustapoja ja sopivia ajoneuvoja. Työhön päädyttiin valitsemaan erilaisia diesel- ja bensiiniautoja sekä yksi etanolikäyttöinen auto. Näin siksi, että erilaiset käyttövoimat ja moottorityypit käyttäytyvät eri tavoin eri lämpötiloissa.
Valittujen autojen huolloista oli jokaisen yksilön kohdalla kulunut aikaa yli kuusi kuukautta. Tämä takasi sen, ettei juuri huolletulla autolla saataisi etua päästömittauksessa.
Bensiini- ja etanoliautoista mitattiin päästötasot näille tarkoitetulla päästömittauslaitteella, joka mittaa häkää, palamatta jääneitä hiilivetyjä, happea sekä hiilidioksidia. Lisäksi laite laskee polttoaineen ja ilman välisen seossuhteen eli lambda-arvon edellä mainittujen arvojen perusteella.
Dieselautojen päästömittaukseen tarkoitettu laite mittaa opasiteettia eli pakokaasun aiheuttamaa valon läpäisykyvyn rajoittumista prosenteissa. Koska laite ei mittaa muita päästölajeja opasiteetin lisäksi, päädyttiin mittaamaan myös dieselautot bensiiniautoille tarkoitetulla laitteella.
Mittauspaikka ja päästömittauslaitteisto saatiin käyttöön työnantajalta mittausten ajaksi. Mittausosio toteutettiin Plus Katsastus Oy:n tiloissa Porin Herralahdessa. Kukin ajoneuvo kävi läpi kaksi viiden minuutin mittaista mittausjaksoa, jotka oli jaettu viiden sekunnin aikaväleihin. Toinen mittaus tehtiin mitattavan auton seistyä ulkona ja toinen auton seistyä huoneen lämpötilassa.
Työssä käytetyissä päästömittauslaitteissa on mahdollisuus etälukuun, mutta sen käyttö rajoittuu vuosikatsastuksessa tehtävään päästömittauksen tulosten taltiointiin. Tulokset päädyttiin taltioimaan käyttämällä actionkameraa laitteiston näytön kuvaamiseen. Videotallenteesta arvot purettiin Exceliin ja niiden perusteella luotiin kuvaajat päästötasoista.
Mittausten valmistelu ja suoritus
Mittauksen valmistelu aloitettiin kunkin auton pysäköinnillä mittauspaikalle mittausta edeltävänä päivänä vähintään 12 tunnin ajaksi. Tämä takasi sen, että moottori on täysin kylmä ja lähtökohdat mittaukseen ovat samanlaiset autojen välillä.
Ennen mittausta mittalaitteen sondi laitettiin pakoputkeen ja actionkamera viritettiin kuvaamaan laitteiden näyttöjä. Auto käynnistettiin ja sen annettiin käydä joutokäyntiä viiden minuutin ajan. Analysaattorien letkut ja sondit puhdistettiin paineilmalla ennen jokaista mittausta. Lisäksi mittalaitteen vedenerottimesta tyhjennettiin mahdollinen vesi.
Koska katsastusaseman tilat olivat rajalliset, kaikkia autoja ei ollut mahdollista mitata sisälämpötilamittauksessa samalla kertaa. Sisälämpötila katsastushallissa ei kuitenkaan vaihdellut merkittävästi.
Tulosten analysointi
Mittaustulosten kirjaaminen teetti yllättävän paljon työtä. Videotallenteesta kunkin päästölajin arvojen poimiminen ei onnistu kovin nopeasti. Tallenteen pysäyttäminen viiden sekunnin välein ja arvojen kirjaaminen vaati useiden tuntien työn. Exceliin syötetyt arvot eri päästölajeista muuntuivat tarkistuksen jälkeen kuvaajiksi, joita työssä käytettiin.
Tulokset
Tuloksissa korostuneina yksityiskohtina näkyivät mm. dieselautojen pienet palamatta jääneiden hiilivetyjen arvot verrattuna bensiiniautoihin ja etanoliautoon. Lisäksi työssä käytetty kaasutinmoottorilla varustettu iäkäs bensiiniauto tuotti huomattavasti vähemmän häkää kuin yksi selvästi uudempi auto. Tämä siitäkin huolimatta, että uudemmassa autossa oli polttoaineen monipistesuihkutus ja katalysaattori. Kaasutinautossa ei vastaavasti ollut kumpaakaan.
Ihmetystä herätti myös suorasuihkutteisen bensiiniauton korkea hiilivetyjen määrä, joka oli korkeimmillaan 800 ppm ja samalla tasolla kaasuttimellisen auton kanssa.
Kaikkineen työ onnistui kuten oli suunniteltu. Työn tulokset auttavat ymmärtämään eri moottorityyppien ja käyttövoimien välisiä eroja sekä syy-seuraussuhteita.
Lähde:
Jokinen, L. 2023. Ajoneuvojen kylmäpäästömittaus – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.