Emisii de NOx

Emisiile de NOx sunt oxizi de azot, în principal monoxid de azot și dioxid de azot, produși atunci când aerul este ars la temperatură înaltă în interiorul unui motor. Aerul conține aproximativ șaptezeci și opt la sută azot, iar deși azotul este în mod normal inert, căldura și presiunea intense ale arderii rup legăturile puternice din moleculele de azot și de oxigen și le permit să se combine. Termenul colectiv NOx este folosit fiindcă cei doi compuși se transformă unul în altul în atmosferă și sunt reglementați împreună.

Condiția definitorie a formării NOx este temperatura. Cu cât arderea este mai fierbinte, cu atât se creează mai mult NOx, ceea ce îi pune pe ingineri într-o situație dificilă, deoarece temperaturile ridicate de ardere tind totodată să îmbunătățească randamentul termic și să reducă alți poluanți. Acest compromis stă în miezul unei mari părți a proiectării moderne a motoarelor și a sistemelor de evacuare și explică de ce măsurile care reduc NOx pot uneori să ridice consumul de combustibil sau funinginea.

Spre deosebire de dioxidul de carbon, NOx nu este un gaz cu efect de seră de primă importanță, ci un poluant al calității aerului la nivel local. Dioxidul de azot irită căile respiratorii și agravează astmul și alte afecțiuni respiratorii, iar oxizii de azot contribuie la formarea ozonului troposferic și a smogului fotochimic, precum și la ploile acide și la ceața de particule. Efectele lor nocive se resimt cel mai acut în traficul urban dens, motiv pentru care NOx a devenit centrul atenției în zonele cu aer curat și în restricțiile din centrele orașelor.

Motoarele diesel reprezintă o preocupare aparte, deoarece arderea lor săracă și la temperatură înaltă produce în mod inerent mai mult NOx decât motoarele pe benzină, chiar dacă oferă valori bune de dioxid de carbon. Această tensiune a devenit notorie în timpul așa-numitului scandal dieselgate, când a ieșit la iveală că unele vehicule fuseseră concepute să detecteze testul de laborator și să reducă emisiile de NOx doar în acele condiții, eliberând mult mai mult pe drum. Scandalul a accelerat trecerea la testarea în condiții reale de trafic, Real Driving Emissions.

Controlul NOx se bazează pe o strategie cu două direcții. În amonte, recircularea gazelor de evacuare readuce o parte din gazele arse inerte în cilindri, coborând temperatura maximă de ardere și suprimând astfel formarea NOx chiar la sursă. În aval, reducerea catalitică selectivă injectează în evacuare o soluție de uree, comercializată sub numele AdBlue, care eliberează amoniac ce transformă NOx, deasupra unui catalizator, în azot și apă inofensive. Capcanele de NOx pentru amestec sărac îndeplinesc un rol înrudit pe unele motoare.

NOx se leagă, prin urmare, direct de un grup de tehnologii de post-tratare, anume SCR, AdBlue și EGR, precum și de cadrul de reglementare al normelor Euro de emisii, Euro 6 impunând cele mai stricte limite actuale. Gestionarea sa corectă este una dintre provocările centrale ale acceptării motoarelor cu ardere internă în orașele moderne.