Nové lokomotivní motory Caterpillar splňují emisní limity STAGE IIIB

• Foto

Do roku 2006 existovaly národní vyhlášky a předpisy, nebo emise nebyly upravovány žádnou vyhláškou. Uznávané normy ERRI (European Rail Research Institute) byly zakomponované do předpisů UIC 624 II. Normy ERRI definují podmínky zkoušek lokomotivních motorů, zohledňují specifický provoz těchto motorů a stanovují limity emisí spalovacích motorů v g/kWh.

Normy ERRI vcházely v platnost postupně od roku 1997 a poslední ERRI 2008 se stala výchozím dokumentem pro jednotnou legislativu upravující emise motorů pro hnací kolejová vozidla v EU, známou jako EU – STAGE IIIA.

V rámci procesu sbližování legislativy států EU a obecné směrnice 97/68/EC upravující emise spalovacích motorů pro nesilniční aplikace je tato směrnice postupně doplňována prováděcími vyhláškami členských států EU, které předepisují metodiku limity a měření emisí pro spalovací motory hnacích kolejových vozidel. Konkrétně se
pak jedná o směrnice 2004/26/EC následně upravenou směrnicí 2011/88/EC. Jednotné označení norem EU, které definují metodiku a limity emisí spalovacích motorů pro nesilniční aplikace je: STAGE I, STAGE II, STAGE IIIA, STAGE IIIB a STAGE IV. V případě hnacích kolejových vozidel pak vchází v platnost rovnou norma STAGE IIIA pro motory vyrobené po 1.1 2009 a norma STAGE IIIB pro motory vyrobené po 1. 1. 2012.

V přiložené tabulce jsou uvedeny max. povolené limity emisí NOx a tuhých částic (PM) v g/kWh ve výfukových plynech lokomotivních motorů pro nesilniční aplikace dle norem ERRI1997, ERRI2003, STAGE IIIA a STAGE IIIB.

Přímým dopadem této legislativy pak jsou poměrně náročné změny nejen v konstrukci a řízení spalovacích motorů, ale i vysoké nároky vyplývající pro výrobce hnacích kolejových vozidel.

Tabulka 1 – Maximální povolené limity emisí NOx a tuhých částic (PM) v g/kWh ve výfukových plynech lokomotivních motorů pro nesilniční aplikace dle norem ERRI1997, ERRI2003, STAGE IIIA a STAGE IIIB

Zatímco pro splnění norem ERRI 1997 – STAGE IIIA se konstrukční změny týkaly pouze spalovacího procesu motoru – přesné vstřikování paliva, optimalizace poměru palivo/vzduch, doplnění chladiče plnícího vzduchu motoru a dosazení elektronické řídící jednotky. Výrobce (konstruktéra) vozidla a jeho provozovatele tyto změny tedy zásadně neovlivnily, pro splnění emisních limitů STAGE IIIB a výše je již nutné motory osadit emisními moduly, kde kombinací technologií EGR (Engine Gas Recirculation – recirkulace plnicího vzduchu), OC (Oxidační Katalyzátor), DPF (Diesel Particular Filter – filtr pevných částic) u některých výrobců i SCR (Selective Catalyst Reduction NOx) doplňuje nutnost použití nízkosirnatého paliva s obsahem síry do 10 ppm. Výrobce hnacího kolejového vozidla tedy musel nově vyřešit uložení motoru s emisním modulem, reagovat na zvýšené nároky chladicího systému motoru, respektovat požadavky zástavby z hlediska uspořádání hlavních komponentů při zachování servisovatelnosti atd.

Z pohledu plynulého zavádění motorů podle STAGE IIIB do praxe a s tím spojených obtíží při vlastní realizaci významně pomohla vyhláška 2011/88/EC. Tato vyhláška umožňuje Drážnímu úřadu při splnění stanovených podmínek povolit pro modernizaci vozidla motory splňující emise dle STAGE IIIA. Tím je zamezeno kontraproduktivnímu dopadu původní striktní emisní legislativy na ty provozovatele, kteří si nemohli dovolit investovat do nových vozidel a pouhé udržování původních motorů bylo většinou nerentabilní a z pohledu emisí velmi vzdálené současným požadavkům.

Výrobci hnacích kolejových vozidel mohou požádat Drážní úřad o výjimku dosadit omezené množství motorů STAGE IIIA tak, aby byl zaručen plynulý přechod výroby a bylo možné dokončit rozběhnuté kontrakty v unifikovaném provedení.

Výsledkem zavádění výše uvedené legislativy EU zaměřené na snižování emisí spalovacích motorů hnacích kolejových vozidel je bezesporu pozitivní dopad na životní prostředí. Na druhou stranu při posuzování dopadu uvedené legislativy je třeba brát zřetel i na dopravu jako celek, kdy jsme především v posledních letech svědky poklesu objemu ekologické železniční přepravy na úkor ostatních ekologicky výrazně horších způsobů přeprav.

New Caterpillar Locomotive Motors Comply with STAGE IIIB Emission Limits
During the last year’s Czech RailDays convention in Ostrava, Phoenix‑Zeppelin introduced, as the first in the Czech Republic, the locomotive engine Cat C7.1 STAGE IIIB with the power of 205 kW, which complies with the latest emission limits for combustion engines of self‑propelled railway vehicles. The article summarizes EU legislative requirements defining maximum values of emissions of exhaust gases for combustion engines of self‑propelled railway vehicles, and their impact on engine producers, rail vehicles, and operators.

Autor

• Ing. Zicha Josef