STERK: Nye dieselmotorer som den nye 2,2 literen i Toyota Avensis yter like mye som en like stor bensinmotor men slipper ut 40 prosent mindre skadestoffer inkl. karbondioksid. Men i Norge belønnes ikke dette. Her skatter man av motoreffekten og dette mener bilbransjen er temmelig bakstreversk. (Bilde: TOYOTA)

Dieselrens med Piezo og urea

  • samferdsel2

Nye generasjoner av dieselmotorer har smartere innsprøytning og bedre motorstyring.

I enkelte samles dessuten uønskede deler av eksosen i et vedlikeholdsfritt lager i avgassystemet. Senere brennes de ut via ekstra drivstoffinnsprøytning i avgassrøret.

Urea er det samme som karbamid, et nitrogenrikt stoff (karbonsyreamid) med såpass umettede forbindelser at det kan knytte til seg ”slektninger”, nitrogenforbindelser rike på oksygen - også kalt NO x.

Fanges

Om du bygger et poresystem mettet med urea og plasserer det i et avgassrør bak en dieselmotor, vil ureadelen fange opp kanskje 99 prosent av NO x og gjøre avgassen nærmest fri for dette skadestoffet.

Problemet med stoffet er at det inneholder svært mye NO 2, og det er en gass som sammen med luftas fuktighet setter i gang salpeterreaksjon og gjør nedbøren sur.

Ifølge teknisk direktør N. Watanabe i Toyotakonsernets styre slipper deres nye dieselmotor på 2,2 liter og 177 hk/130 kW nesten ikke ut slike skadestoffer i det hele tatt. Utslippene ligger ifølge Watanabe langt under det som blir grenseverdiene i neste europeiske utslippslovgivning, Euro IV.





Piezoteknikk

Grunnen til renheten i avgassene – som nå nesten ikke inneholder annet enn klimagassen karbondioksid – er den eksakte motorstyringen.

Denne baseres på en like eksakt innsprøytning av drivstoff, målt i tusendels gram. Mengden er eksakt, og det er tidspunktene også: Eksaktheten i tidsdelen inne i motorstyringen måles nå i mikrosekunder. Datamaskinen som styrer innsprøytningen er kraftig, den er en 32-bitsmaskin.

For å oppnå en slik eksakthet tok man i bruk en velkjent teknikk, basert på et merkelig fenomen: Ved å klemme (verbet klemme er på gresk piezein) på visse typer silisiumkrystaller avgir de en mikrostrøm; gir man dem et mikrostrømstøt utvider de seg kanskje et par promille.

For mange år siden bygget Fiat i sine laboratorier injektorer med stabler av slike krystaller. Til krystallene var koblet en nål som når den løftes avdekker dysehullene i en injektor. Står drivstoffet under trykk bak hullene dusjes det hårfint inn i rommet utenfor hullene, for eksempel et forbrenningsrom i en motor.





Finfordelt drivstoff

Kort fortalt: I en dieselmotor med høyt drivstofftrykk (1800 bar eller mer) vil denne teknikken gi en meget finfordelt dusj av drivstoff der dråpene er helt omsluttet av oksygenrik luft.

Resultatet er nær komplett forbrenning og nær 100 prosent forbrenningsutnyttelse av energien i drivstoffet. Repeterer man denne findusjen flere ganger pr arbeidstakt vil forbrenningsarbeidet fordeles over tid (mikrosekunder).

Dette resulterer i finere forbrenning, men også i lavere produksjon av nitrogenoksider i avgassen. NO x oppstår fordi man tvinger luftas naturlige innhold av nitrogen til å inngå forbindelser med forbrenningsgassens restinnhold av oksygen.

Trykk og temperatur driver reaksjonen. Senker man disse ved å fordele arbeidet over tid, produserer man mindre NO x. Det lille som blir laget oppbevarer Toyota med sin nye teknikk, i et eget lager. Fra dette reduseres oksidene. Samtidig brennes partiklene ut av partikkelfilteret. Teknikken er basert på femten sonder og noe over 1600 patenter tildelt Toyota og Denso.

Først ute med teknikken med common rail var Fiat. Først med flere injiseringer pr arbeidsslag ved hjelp av piezoteknikk var PSA/Ford. Først med denne renseteknikken er altså Toyota.

Renere dieselavgass får man også med svovelfritt drivstoff, slik Norge har etter 1 januar i år.