Emise NOx

Emise NOx jsou oxidy dusíku, především oxid dusnatý a oxid dusičitý, které vznikají při spalování vzduchu za vysokých teplot uvnitř motoru. Vzduch je tvořen zhruba ze sedmdesáti osmi procent dusíkem, a ačkoliv je dusík za normálních podmínek inertní, intenzivní teplo a tlak při spalování rozbíjejí pevné vazby v molekulách dusíku a kyslíku a umožňují jejich sloučení. Souhrnný termín NOx se používá proto, že se obě sloučeniny v atmosféře vzájemně přeměňují a regulují se společně.

Klíčovou podmínkou vzniku NOx je teplota. Čím žhavější je spalování, tím více NOx se vytvoří, což staví inženýry do nelehké situace, neboť vysoké teploty spalování zároveň zlepšují tepelnou účinnost a snižují jiné škodliviny. Tento kompromis tvoří jádro značné části moderní konstrukce motorů a výfukového ústrojí a vysvětluje, proč opatření snižující NOx někdy vedou k vyšší spotřebě nebo většímu množství sazí.

Na rozdíl od oxidu uhličitého není NOx primárně skleníkovým plynem, ale lokálním znečišťovatelem ovzduší. Oxid dusičitý dráždí dýchací cesty a zhoršuje astma i další respirační potíže; oxidy dusíku se podílejí na vzniku přízemního ozonu a fotochemického smogu, stejně jako na kyselých deštích a polétavém prachu. Jejich účinek je nejcitelnější v hustém městském provozu, a právě proto se NOx stal ohniskem nízkoemisních zón a centroměstských omezení.

Zvláštní pozornost si zaslouží vznětové motory, jejichž spalování se slabou chudou směsí za vysoké teploty produkuje od přirozenosti více NOx než motory zážehové, byť poskytuje příznivé hodnoty CO2. Tento rozpor proslul v aféře známé jako dieselgate, když vyšlo najevo, že některá vozidla byla zkonstruována tak, aby rozpoznala laboratorní test a snížila výstup NOx jen za těchto podmínek, zatímco na silnici vypouštěla mnohem více. Skandál urychlil přechod na silniční měření Real Driving Emissions.

Kontrola NOx se opírá o dvojí strategii. Na vstupu vrací recirkulace výfukových plynů (EGR) část inertního výfuku zpět do válců, čímž snižuje špičkovou teplotu spalování a potlačuje vznik NOx už u zdroje. Na výstupu pak selektivní katalytická redukce (SCR) vstřikuje do výfuku roztok močoviny prodávaný jako AdBlue; ten uvolňuje amoniak, který na katalyzátoru přeměňuje NOx na neškodný dusík a vodu. U některých motorů hraje obdobnou roli zásobník NOx (lean-NOx trap).

NOx je tak přímo provázán s celou skupinou technologií dodatečné úpravy spalin — SCR, AdBlue a EGR — a s regulačním rámcem emisních norem Euro, přičemž Euro 6 zavádí nejpřísnější aktuálně platné limity. Jeho zvládnutí patří mezi ústřední výzvy přijatelného provozu spalovacích motorů v moderních městech.