Emisie NOx

Emisie NOx sú oxidy dusíka, predovšetkým oxid dusnatý a oxid dusičitý, ktoré vznikajú, keď sa vzduch spaľuje pri vysokej teplote vnútri motora. Vzduch je asi zo sedemdesiatich ôsmich percent dusík, a hoci je dusík bežne netečný, intenzívne teplo a tlak spaľovania rozbíjajú silné väzby v molekulách dusíka a kyslíka a umožňujú im spojiť sa. Súhrnný pojem NOx sa používa preto, lebo obe zlúčeniny sa v atmosfére vzájomne premieňajú a regulujú sa spoločne.

Určujúcou podmienkou vzniku NOx je teplota. Čím horúcejšie je spaľovanie, tým viac NOx vzniká, čo stavia inžinierov do ťažkej pozície, lebo vysoké teploty spaľovania zároveň zvyknú zlepšovať tepelnú účinnosť a znižovať iné znečisťujúce látky. Tento kompromis stojí v centre veľkej časti moderného návrhu motorov a výfukov a vysvetľuje, prečo opatrenia, ktoré znižujú NOx, môžu niekedy zvyšovať spotrebu paliva alebo sadze.

Na rozdiel od oxidu uhličitého nie je NOx skleníkovým plynom prvoradého významu, ale miestnou znečisťujúcou látkou ovzdušia. Oxid dusičitý dráždi dýchacie cesty a zhoršuje astmu a iné dýchacie ochorenia a oxidy dusíka prispievajú k tvorbe prízemného ozónu a fotochemického smogu, ako aj ku kyslým dažďom a zákalu z pevných častíc. Ich škodlivosť sa najakútnejšie prejavuje v hustej mestskej premávke, a preto sa NOx stal ústredným bodom zón čistého ovzdušia a obmedzení v centrách miest.

Naftové motory sú osobitným problémom, lebo ich chudobné, vysokoteplotné spaľovanie zo svojej podstaty produkuje viac NOx než benzínové motory, aj keď dáva dobré hodnoty oxidu uhličitého. Toto napätie sa stalo povestným počas takzvanej kauzy dieselgate, keď vyšlo najavo, že niektoré vozidlá boli skonštruované tak, aby rozpoznali laboratórnu skúšku a znižovali výstup NOx len za týchto podmienok, pričom na ceste vypúšťali oveľa viac. Škandál urýchlil prechod na testovanie reálnych emisií za jazdy (RDE).

Kontrola NOx sa opiera o dvojakú stratégiu. Pred spaľovaním recirkulácia výfukových plynov vedie časť netečného výfuku späť do valcov, čím znižuje maximálnu teplotu spaľovania a tak potláča vznik NOx priamo pri zdroji. Za spaľovaním selektívna katalytická redukcia vstrekuje do výfuku roztok močoviny, predávaný ako AdBlue, kde uvoľňuje amoniak, ktorý nad katalyzátorom premieňa NOx na neškodný dusík a vodu. Zásobníky NOx (lean-NOx traps) plnia príbuznú úlohu na niektorých motoroch.

NOx teda priamo súvisí so skupinou technológií dodatočnej úpravy, totiž SCR, AdBlue a EGR, a s regulačným rámcom emisných noriem Euro, pričom Euro 6 ukladá najprísnejšie súčasné limity. Jeho dobré zvládnutie je jednou z ústredných výziev, ako urobiť spaľovacie motory prijateľnými v moderných mestách.