Dieselmoottorin typenoksidipäästöjen hallinta

Abstract

Dieselmoottoreita käytetään yleisesti ajoneuvojen ja työkoneiden voimanlähteenä. Vaikka uusia käyttövoimaratkaisuja kehitetään jatkuvasti, tulee dieselmoottori olemaan käytössä vielä pitkään. Tämän mahdollistaa dieselmoottorin suuri tehotiheys ja muihin ratkaisuihin verrattuna parempi toimintasäde. Polttomoottorien ongelmana on kuitenkin niiden tuottamat lähipäästöt. Päästöjen merkitys on voimakas etenkin kaupunkialueilla työskennellessä, mikä havaitaan tarkastellessa päästöjen muodostumisen jakautumista käyttöalueittain. Etenkin typenoksidipäästöjen hallintaan on käytössä toimivia ratkaisuja, jotka ovat jo vähentäneet esimerkiksi tieliikenteen päästöjä Suomessa tehokkaasti. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on tutkia dieselmoottorin typenoksidipäästöjen hallintaa kirjallisuuskatsauksen ja käytännön esimerkkien avulla. Työssä tarkastellaan lainsäädäntöä, joka ohjaa ja säätelee ajoneuvojen ja työkoneiden kaasu sekä hiukkaspäästöjä. Tarkastelu kohdistuu typenoksidipäästöihin ja muita päästölajeja ei työssä käsitellä. Lisäksi perehdytään typenoksidien muodostumiseen nopeakäyntisessä dieselmoottorissa ja muodostumiseen vaikuttaviin parametreihin. Seuraavaksi työssä esitellään yleisimpien käytössä olevien päästövähennysratkaisujen toimintaperiaate. Käsittely jaetaan moottorin sisäisiin keinoihin ja pakokaasun jälkikäsittelylaitteisiin. Laitteistojen toimintaperiaatetta havainnollistetaan kuvien ja selitysten avulla. Viimeisenä työssä esitellään kahden taajamatraktorin moottorin typenoksidipäästöjen hallintalaitteet ja vertaillaan niiden eroavaisuuksia. Työn tuloksena on selkeä tietopaketti dieselmoottorin typenoksidipäästöjen hallinnasta. Työssä havaitaan, että on monia keinoja hallita typenoksidipäästöjä ja niitä hyödynnetään kaupallisissa tuotteissa. Käytännön sovelluksia tarkastelemalla havaitaan, että lainsäädännön avulla työkonevalmistajia voidaan ohjata tuottamaan vähäpäästöisiä koneita. Toisaalta kaikkia ratkaisuja ei ole hyödynnetty vielä kokonaan, joten päästöjä voidaan entisestään vähentää. Työssä havaitaan kuitenkin, että päästöjenhallintalaitteiden sijoittaminen kompakteihin koneisiin ei ole aina ongelmatonta.