Studium emisji związków toksycznych spalin z silników o zastosowaniach pozadrogowych

Rozprawa stanowi syntetyczne ujęcie problemu emisji związków toksycznych spalin z silników o zastosowaniach pozadrogowych w rzeczywistych warunkach eksploatacji oraz metod ich badań. Ze względu na specyficzne warunki pracy silników ograniczono się tylko do silników stosowanych w pojazdach samojezdnych. Realizacja tego zagadnienia jest rezultatem wyników analiz i badań wykonanych dla wybranej grupy pojazdów.

W pracy zamieszczono krytyczną analizę obowiązujących przepisów dotyczących emisji związków toksycznych spalin z silników o zastosowaniach pozadrogowych. Analiza ta wykazała pewne braki i niedoskonałości w obecnych regulacjach prawnych. Spostrzeżenie to dotyczy głównie testów badawczych, procedur badań w rzeczywistych warunkach eksploatacji oraz kontroli emisji w czasie eksploatacji. Na tej podstawie stwierdzono, że konieczna jest weryfikacja tych przepisów i wprowadzenie w nich zmian. Dodatkowym argumentem przemawiającym za podjęciem tych działań są nowe możliwości poznawcze, jakie pojawiły się dzięki prowadzeniu badań emisji w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdów.

Wykonane badania umożliwiły wyznaczenie emisji związków toksycznych spalin podczas rzeczywistej eksploatacji silników o zastosowaniach pozadrogowych. W tym celu zdefiniowano wskaźnik emisji – parametr określający poziom emisji w stosunku do wartości dopuszczalnych. Wykonano także analizę porównawczą emisji głównych składników spalin w zależności od przyjętej procedury pomiarowej. Oprócz identyfikacji emisji wykonane badania dostarczyły cennych informacji na temat parametrów pracy silników w rzeczywistej eksploatacji. Określono najczęściej wykorzystywane zakresy obciążeń i prędkości obrotowych silników. Uzupełnieniem jest odniesienie rzeczywistych parametrów pracy silników (prędkości obrotowej wału korbowego i momentu obrotowego) do parametrów zadanych w testach homologacyjnych. Sformułowano wnioski odnośnie do reprezentatywności obecnie obowiązujących testów. Wykonane analizy potwierdziły tezę, wynikającą także z wcześniej realizowanych prac, o nieodpowiedniej budowie testów homologacyjnych w aspekcie warunków pracy współczesnych silników o zastosowaniach pozadrogowych.

Na podstawie przeprowadzonych analiz i wynikających z nich wniosków zaproponowano zmiany w procedurach badań silników pojazdów pozadrogowych. Zmiany dotyczą testów statycznego i dynamicznego oraz testów wykorzystywanych podczas badań w rzeczywistych warunkach eksploatacji. Ponieważ silniki o zastosowaniach pozadrogowych są jedyną grupą, która z powodu obowiązujących regulacji prawnych pozostaje poza kontrolą emisji podczas eksploatacji, opracowano odpowiednie testy kontrolne. Ich główną zaletą jest możliwość badań obciążonych silników w pojeździe.