„Abychom to stíhali, jedeme v laboratořích ve třísměnném provozu zhruba 300 dní v roce,“ popisuje v rozhovoru pro iDNES.cz a vysvětluje, co budou nově platné a další plánované emisní předpisy znamenat pro zákazníky a také pro automobilky.
Martin Hrdlička, šéf vývoje motorů a podvozků automobilky Škoda
V těchto dnech vstupují v platnost nové emisní Euro 6c a 6d. Co to znamená pro vývojové oddělení automobilky?
Ve skutečnosti tolik nejde o emisní normy jako takové, protože s výjimkou limitů na produkci pevných částic u benzinových motorů se předpisy v těch oblastech, které si široká veřejnost představuje pod pojmem emisní norma, nemění. Mění se ale podmínky laboratorních zkoušek.
Ve skutečnosti nedochází k zásadním změnám hodnot emisních limitů, ale výrazně se mění metodika měření. Hlavním rozdílem je zavedení měření WLTP, které sice probíhá v laboratoři, ale více odráží dynamiku současného provozu a způsob, jak lidé s auty jezdí. Poprvé v historii se součástí měření emisí stává i měření v reálném provozu na skutečné silnici, které se nazývá RDE (Real Driving Emissions).
Hlavním rozdílem je zavedení nové metodiky měření WLTP, která více odráží dynamiku současného provozu a způsob, jak lidé s auty jezdí. Měření emisí podle WLTP jako takové mělo být povinné pro nové typy aut od 1. 9. 2017 a pro všechna prodávaná auta od 1. 9. 2018 – a tak tomu i bude. Problémem ale je, že se předpisy neustále mění a zhruba každého půl roku má dojít ke zpřísnění pravidel. Předpisy jsou nyní schvalovány bohužel na poslední chvíli a jsou velmi obsáhlé.
WLTP tedy pro vás nepředstavuje zásadní komplikaci?
Tento požadavek byl známý poměrně dlouho dopředu, a tak jsme s ním při plánování a vývoji počítali. Jenže pravidla se značně zkomplikovala, během let 2017 až 2020 postupně vstoupí v platnost osm různých emisních norem, není to tedy jen o Euro 6c a Euro 6d, jak si to představuje laická veřejnost.
Naposledy byla situace poměrně přehledná v roce 2014 při zavedení normy Euro 6b, správně EU6-W. Už takzvané Euro 6c jsou ve skutečnosti dvě normy. EU6-ZD, platná od loňského roku, počítá se zpřísněním srovnáním limitů pevných částic benzinových motorů na úroveň těch dieselových. EU6-AD, která vstupuje v platnost letos v září, pak přidává požadavek na ověřování spotřeby v reálném provozu, takzvané RDE.
Pod pojmem Euro 6d se pak skrývá šest různých norem zavedených v průběhu let 2018 až 2020, které různě kombinují nové dodatečné zkoušky. Emisní předpis podle laiků řeší, co jde z výfuku, ale v současnosti musíme splnit požadavky v rozsahu 1430 stran a nároky se budou neustále zvyšovat.
Co předpis o takovém rozsahu určuje?
Donedávna používaná metodika NEDC měla rozsah 280 stran – ta je stále v platnosti, protože podle ní se sledují emise CO2 pro zdanění aut v některých západoevropských zemích a pro výpočet flotilových emisí daného výrobce. Metodika WLTP přidává dalších 690 stran a popis měření RDE má dalších 460 stran. Musíme splnit spoustu požadavků, všechna měření provádět opakovaně, výsledky archivovat a být schopni je na vyžádání okamžitě doložit.
Normy přesně popisují stav auta před měřením, například se musí evidovat, že má správný software řídicí jednotky a jsou v něm namontovány sériové díly. Dále určují vybavení laboratoře nebo složení certifikovaného paliva, které stojí 5 eur za litr. Před měřením se musí přístroje kalibrovat pomocí plynů s velice přesnou koncentrací, nulová hodnota se nastavuje dusíkem s, čistotou 99,9999 %. Tyto plyny v Česku dodávají jen dvě firmy a bez nich není možné provádět žádné měření, protože u některých látek emise počítáme doslova na molekuly. Nehledě k tomu, že automobil musí být před měřením správně nastaven dle přísných předpisů.
Co si máme pod pojmem kondicionování představit?
U hlavního měření při teplotě 23° C musí automobil minimálně 6 a maximálně 36 hodin stát v kondičním prostoru, tedy v garáži s kapacitou na desítky aut, kde dosáhne požadovaného stavu. Teplota motoru i motorového oleje musí být s minimální tolerancí na těch 23 stupních. Tato zkouška se u každého typu opakuje minimálně třikrát. To samé se provádí při -7° C, a protože průměrná teplota v Evropské unii dosahuje 14° C, nově nám EU nařídila i měření při této teplotě. Na každou teplotu je potřeba jiný kondiční prostor, takže používáme několik garáží s celkovou kapacitou zhruba 40 aut.
Jak dlouho takové měření trvá?
Cyklus měření podle WLTP trvá 30 minut, to není tak dlouhá doba. Ale musíte uvážit čas potřebný ke kondicionování, takže jeden konkrétní automobil nemůže za den podstoupit víc než jedno kompletní měření. Abychom to stíhali, jedeme ve třísměnném provozu zhruba 300 dní v roce – další dny je potřeba na údržbu a kontrolu měřicích zařízení. Za rok provedeme zhruba 6000 zkoušek ve čtyřech měřicích boxech. Reálně jsme proto schopni v jednom boxu provést v průměru pět různých měření za den včetně nutné kalibrace. U většiny typů proto provádíme měření hned s několika různými exempláři v různých laboratořích.
Do toho stále pracujeme i s emisní normou Euro 5, která platí v Rusku, ale i Euro 4, kterou se kterou stále pracují například v Albánii. V Indii pak mají vlastní systém norem Bharat, v Číně zase aktuálně C5 a chystají se zavést C6.
Proč se zabýváte staršími euronormami, když auta schválená podle těch přísnějších automaticky vyhovují i těm dřívějším?
Emisní normy nekladou požadavky jen na automobilky, ale i na distributory paliv, kteří musí zajistit dodávky a kvalitu odpovídajícího správného paliva.
Neodpovídající palivo může totiž zásadně poškodit motor a jeho emisní systém. Příliš velký obsah síry v naftě v Indii (až stonásobný) například zcela ucpe filtr částic, zničí ho a vůz zastaví.
Jak dlouho tedy trvá celý proces, než má konkrétní varianta daného modelu za sebou všechna měření potřebná pro schválení do provozu?
To nelze takto jednoduše shrnout, protože pracujeme průběžně na všech modelech. Obecně se ale dá říct, že po zavedení WLTP je samotné měření časově pětkrát náročnější, než bylo podle metodiky NEDC. Vše se musí měřit třikrát, hora výsledků zabere delší dobu ve zpracování jak u nás, tak na úřadech. Celý proces se prodloužil minimálně o 8-10 týdnů a to máme stovky variant a kombinací motoru a převodovky. To se ale bavíme o konvenčních pohonech, u hybridů je rozdíl zhruba 20násobný. Hybrid se totiž musí měřit v různých stavech – s plně nabitou baterií, s vybitou, s částečně nabitou.
Celkově vzato je hybrid velmi složitá a vývojově náročná věc, není to jen o přidání elektromotoru do existujícího modelu a automatickém snížení spotřeby. Takový automobil potřebuje jiný palivový systém, ale i jiný brzdový systém, a vedle toho tedy musí splňovat i jiné požadavky při měření emisí.
Nereálné měření v reálném provozu
Jak probíhá měření podle RDE?
Pro měření je potřeba k výfukovému potrubí těsně připevnit mobilní analytický systém, které si pak auto veze na tažném zařízení. Pokud tažné zařízení daný automobil mít nemůže, to je v případě Škody model Citigo, musí se umístit do zavazadlového prostoru. Systém je rozměrný a má vysokou spotřebu elektrické energie, proto potřebuje i vlastní nezávislý zdroj, aby nenamáhal elektroinstalaci měřeného vozu a tím neznehodnocovalo výsledky.
Už od úrovně Euro 6c probíhal takzvaný RDE monitoring bez přímých dopadů na výrobce nebo zákazníky. S přechodem na Euro 6d přichází nejprve fáze označovaná zkratkou TEMP, kdy emise oxidů dusíku nesmí v reálném provozu překročit stanovený limit více 2,1násobně. Později se tento požadavek zpřísní na 1,43násobek.
Nevadí, že měřicí zařízení představuje pro testovaný vůz při měření dodatečnou zátěž?
Každý automobil může být při měření libovolně zatížen až do 90 % své celkové hmotnosti. To znamená, že zkušební řidič naopak může požadovat ještě dodatečnou zátěž. To je jedna z asi 30 podmínek, které se musí při měření RDE splnit. Další je třeba to, že řidičem je laik. Ten může za jízdy auto libovolným způsobem používat, například pustit na plno klimatizaci, poslouchat rádio a zapnout vyhřívání sedadel. To vše samozřejmě spotřebu zvyšuje. V praxi proto mají logicky naměřené výsledky velký rozptyl až 30 %, avšak do stanoveného limitu se musí vejít všechny platné pokusy.
Kvůli RDE prořídne nabídkaVšechny automobilky do poslední chvíle tají, jaký budou mít nové emisní předpisy dopad na pestrost jejich nabídky. Z ověřených zdrojů víme, že kvůli chybějícímu schválení se odkládá spuštění výroby Octavie s motorem 2.0 TDI vyhovujícím normě Euro 6d, vyrábět se začne až v půlce října. I v dalších případech dojde k přechodnému výpadku, který je daný tím, že ve stanoveném termínu automobilka nestihne vyřídit homologaci pro všechny nabízené varianty. Vše chce mít Škoda přeměřeno a přehomologováno do konce roku (více čtěte zde). Mimochodem, menší obětí Euro 6d je i Fabia po čerstvém faceliftu. Ačkoliv byl tento model od začátku připravován s ohledem na nové emisní předpisy, zahájení prodeje základního provedení 1.0 MPI/44 kW se zpozdí. |
Jaké další podmínky musíte při RDE splnit?
Především se měřicí zařízení před každou jízdou musí zkalibrovat na válcové zkušebně. Další požadavky určují testovací trasu. Ta musí vést ze 30 % po městě a z 30 % po dálnici. Na dálnici se jede rychlostí až 160 km/h. Při měření nesmí mrznout, ale vnější teplota nesmí ani překračovat 30° C. Není povoleno jezdit v noci nebo v nadmořské výšce nad 700 metrů. Palivo se na rozdíl od laboratorních zkoušek může používat libovolné, které je dostupné v běžné prodejní síti, ale je k němu potřeba doložit přesnou specifikaci. My proto raději používáme certifikované palivo jako pro laboratorní zkoušky.
Těch podmínek je samozřejmě mnohem víc a ne vždy se do nich trefíme – třeba kvůli hustotě provozu nebo neočekávané stavební uzávěrce na zvolené trase. Stačí nedodržet požadavky v jediném parametru a měření je neplatné. Řidič ale při měření nesmí mít informace o plnění těchto parametrů k dispozici, takže se vše zjistí až zpětně při vyhodnocení.
Co všechno RDE sleduje?
Kontrolují se jen dvě hodnoty: množství vypuštěných oxidů dusíku a pevných částic. Po měření se pomocí dvou početních metod vyhodnocují okamžité emise a celkové emise. V tento moment se může zjistit, že i zdánlivě platný pokus, kdy bylo splněno všech 30 vstupních podmínek, je nakonec neplatný. V takovém případě se musí vše opakovat znovu od začátku. U každé konkrétní varianty přitom musíme provést tři platná měření podle RDE.
Jaký je celkový objem práce, který RDE obnáší?
Změřit jednu konkrétní variantu, tím myslím kombinaci modelová řada-karoserie-motor-pohon-převodovka, zabere 4 až 5 týdnů. Těch variant Škoda pro evropské trhy vyrábí zhruba 200. Navíc nemůžeme měřit emise v reálném provozu po celý rok, třeba teď je příliš teplo a požadavek na vnější teplotu bychom nejspíš nesplnili ani tehdy, když bychom veškeré měření přesunuli do Skandinávie.
Pro měření je potřeba k výfukovému potrubí těsně připevnit mobilní analytický systém, které si pak auto veze na tažném zařízení.
Další pohromy
Zmínil jste budoucí zpřísňování emisních norem, co přesně obnáší?
Momentálně vstupuje v platnost norma EU6-AG, která přináší měření RDE s přívlastkem TEMP. Už od příštího roku jsou ale stanovené čtyři další normy, které kromě požadavku „TEMP“ různě kombinují další dva.
Zkratkou ISC se označuje anglické in-service conformity testing, tedy přeměřování spotřeby u aut používaných v provozu. Majitele i několik let starých aut bude oslovovat nezávislá autorita, která po nich bude výměnou za nějakou výhodu žádat zapůjčení jejich aut. Našim úkolem je zajistit, aby i takto náhodně vybraná auta po desítkách tisíc najetých kilometrů stále splňovala emisní limity.
Další požadavek se označuje EVAP a značí zkoušku, kdy se auto zavře do hermeticky uzavřené komory. To se testuje už nyní, auto stojí 24 hodin v klidu a nesmí z něj do okolního prostředí uniknout více než 4 gramy uhlovodíku. Ty samozřejmě z auta běžně unikají – odvětráváním palivové nádrže nebo odpařováním nespáleného paliva v motoru, které musíme zachytávat filtrem s aktivním uhlím na AGR ventilu. EVAP tento požadavek radikálně zpřísní. Limit 4 gramy uhlovodíků zůstává, ale auto musí v komoře stát 48 hodin. (EU6-BG je EVAP, EU6-CG je ISC, EU6-DG je EVAP ISC a EU6-AM je ISC bez TEMP - pozn. red.)
Dá se v této spleti různých norem vyznat?
Není to zcela snadné, ale my musíme, byť situace je velmi nepřehledná. Od příštího roku budou v jeden moment v prodeji auta, která splňují jen TEMP, nebo TEMP a EVAP, ale také TEMP, EVAP a ISC nebo jen ISC bez EVAP, ale bez úlevy v podobě TEMP – tedy s přísnějším posuzováním emisí NOX a pevných částic při měření v reálném provozu. A pak v roce 2020 pro nové typy a 2021 pro všechna auta přijde nová emisní norma, která to vše nahradí...
Auto se za jízdy samo sledujeAuta se testují v laboratořích a nově i v běžném provozu, v budoucnu se budou tyto zkoušky povinně opakovat i u náhodně vybraných ojetých aut a chystá se další rozšíření sledovaných parametrů. Ve skutečnosti moderní auta už dnes procházejí komplexním průběžným testováním. Jedná se o diagnostiku EOBD, která sleduje všechny podstatné parametry, především s ohledem na emise. Manuál popisující fungování EOBD má dnes zhruba 200 tisíc stran. Některé parametry nařizuje měřit redundantně (porovnání signálů ze dvou různých zdrojů), kromě toho systém se také musí v předepsaných intervalech samotestovat. Kontrolka závady motoru se smí rozsvítit jen při chybě. Zároveň se nedostatky na emisních systémech musí zaznamenat do paměti řídicí jednotky – jedná se o takzvané readiness kódy, které se nově sledují na STK. |
Chystá se něco jako Euro 7?
V roce 2020 vstoupí v platnost nový předpis Euro 6, konkrétně EU6-AP. Ten kromě jiného sleduje online aktuální spotřeby během jízdy vozu, i kolem toho je ale zatím spousta nejasností.
Jak mohou být nejasnosti v něčem, co začne platit za dva roky?
Teď se u nových aut měří emise. Ty sice korelují korelují se spotřebou, ale mezi spotřebou a emisemi neexistuje přímá úměra. Ačkoliv jde o nepatrné rozdíly, určitá část paliva se nespálí a proniká do olejové náplně a naopak se spalují molekuly z maziva. Úředníci si to představují jednoduše, ale zatím není přesně určena metodika, jak splnit jejich budoucí požadavky.
Nejdůležitější je hmotnost
Způsobí toto zpřísnění požadavků zúžení nabídky aut na trhu?
Počet kombinací motor-převodovka se bude muset nutně snížit. Zatím se v nabídce Škody snažíme udržet všechny dosud vyráběné typy automobilů, ale se zvyšujícími se nároky nebude v delším časovém horizontu tento přístup udržitelný.
Občas se říká, že nové emisní předpisy přinesou konec zmenšování objemu motorů. Chystá Škoda návrat k atmosférickým motorům?
Atmosférické motory budeme vyrábět i nadále, ostatně Škoda má za ně v rámci koncernu VW plnou zodpovědnost. Neprozradím velké tajemství, že pro VW Polo a Seat Ibiza jsou již hotové litrové motory MPI Evo, které jsou podstatně přepracované s ohledem na spotřebu; budou využívat nové principy řízení a spalování.
Vysokoobjemové motory MPI se budou muset přepracovat pro normu Euro 6, kterou se chystají zavést v Rusku. V zemích Evropské unie ale takové motory nabízet nebudeme.
Ani u naftových motorů neočekávejte žádné změny ve zdvihovém objemu motorů. Kvůli emisním normám se ale v budoucnu nevyhneme nutnosti používat dvojí vstřikování AdBlue (vodný roztok močoviny používaný systémem SCR, který odlučuje oxidy dusíku - pozn. red).
Existují další změny, o kterých zákazníci zatím nejspíš nevědí?
Dříve se homologovaly automobily v setrvačníkových třídách. Podle WLTP se musí dokumentovat valivé odpory konkrétních pneumatik, sledovat přesně aerodynamický odpor a hmotnost automobilu. Přitom jen hmotnost se v závislosti na výbavě liší přes metrák. Válce v laboratoři musí být elektricky brzděné přesně na dané jízdní odpory.
Když si zákazník zvolí konkrétní konfiguraci svého vozu, musíme čtvrt roku před vyrobením automobilu znát jeho přesnou hmotnost. Dříve ji stačilo odhadnout, dát do auta podle této odhadnuté hmotností správné pera a tlumiče a auto se mohlo vyrobit. Jenže od letošního září musíme znát hmotnost auta přesně, aby se do technického průkazu zapsala přesná, tomu odpovídající hodnota emisí CO2. Pro CO2 nesmíme za žádných okolností uvést hodnotu nižší, než je skutečnost. Kdybychom ale „pro jistotu“ uvedli emise vyšší, zákazníci v některých zemích budou muset zaplatit vyšší daně odvozené od emisí CO2 a jako automobilka si zvýšíme takzvaný flotilový průměr. Ten je obzvlášť důležitý, protože od roku 2021 bude automobilka u každého auta prodaného v EU za každý gram nad 95 g/km platit pokutu 95 eur.
Jak zákazník zjistí hodnotu CO2 u auta, které se chystá objednat?
Tento údaj bude potřeba znát v předstihu nejen kvůli registračním dokladům, ale také se bude muset zákazníkovi zobrazit přímo v konfigurátoru. Hodnota CO2 se mění podle výbavy, třeba po přidání prosklené střechy nebo elektricky nastavitelných sedadel, ale také podle kol. Jiný rozměr pneumatik znamená nejen jinou hmotnost, ale i jiný valivý a aerodynamický odpor. Zákazník proto bude mít v technickém průkazu konkrétní hodnotu CO2 a tomu odpovídající rozměr pneumatik.
Znamená to, že od září nebude možné dát na konkrétní automobil kola s jinými rozměry?
To možné bude, povolené budou ale jen ty rozměry, které se „schovají“ do emisně nejméně vhodné varianty schválené pro konkrétní exemplář. Takže když si někdo objedná auto se 17palcovými koly, už na něj nebude moct dodatečně instalovat kola 18palcová. V praxi to asi majitelé aut dělat někdy budou, ale takový postup bude v rozporu s homologací, z čehož mohou plynout odpovídající důsledky.
