Moottoriöljyn vaikutus bensiinikäyttöisen henkilöauton pakokaasupäästöihin

Abstract

Tässä työssä oli tavoitteena selvittää moottoriöljyn vaikutus henkilöauton pakokaasu-päästöihin. Työ tehtiin Tekesin ja yritysten rahoittamassa projektissa TREAM (Trends in real-world particle emissions of diesel and gasoline vehicles), jossa tutkijaosapuolina ovat Tampereen teknillinen yliopisto, Metropolia Ammattikorkeakoulu, Vaasan yliopisto ja Turun ammattikorkeakoulu. TREAM-projekti on käynnissä 1.7.2011¬30.6.2014. Henkilöautojen paikallispäästöillä on suuri vaikutus yhä useamman ihmisen terveyteen, ja siksi henkilöautojen pakokaasupäästöjen vähentäminen kaikilla mahdollisilla keinoilla on tärkeää.

Mittaukset suoritettiin Metropolia Ammatikorkeakoulun kylmälaboratoriossa bensiini suoraruiskutusmoottorilla varustettulla Audi A4 -henkilöautolla, jolla ajettiin NEDC-syklejä ja itse tehtyjä vakiokuormasyklejä viidellä eri öljyllä. Vakiokuormasyklit sisälsivät kolme vakiokuorma-ajoa kolmella eri pyöräteholla, jotka olivat 5 kW, 10 kW ja 20 kW. Pakokaasupäästöistä mitattiin CO2-, NOx- ja hiukkaspäästöt sekä säännellyt päästöt. Hiukkaspäästöt mitattiin alipaineimpaktoriin perustuvalla Elpillä, NOx-päästöt Horiban NOx APNA-360CE -analysaattorilla, CO2-päästöt Horiban CO2 VA-3000 -analysaattorilla ja säännellyt päästöt CVS-laitteistolla.

Mittauksissa havaittiin, että moottoriöljyn sisältämät epäpuhtaudet ja lisäaineet vaikuttavat henkilöauton tuottamiin hiukkaspäästöihin. Moottoriöljyn vaikutuksesta bensiinikäyttöisen henkilöauton kaasupäästöihin ei saatu yksiselitteisijä tuloksia. Hiukkaskatalysaattorin havaittiin laskevan hiukkaspäästöjä huomattavasti.

The objective of this Bachelor´s thesis was to investigate the effects that engine oil has on exhaust gas emissions in passenger cars. This study was conducted in a project called TREAM (Trends in Real-world Particle Emission of Diesel and Gasoline Vehicles) funded by Tekes and different companies operating in the industry. The research parties in the project were Tampere University of Technology, Helsinki Metropolia University of Applied Sciences, University of Vaasa and Turku University of Applied Sciences. The TREAM project was started on 1 May 2011 and it will end on 30 June 2016. The exhaust gas emissions have an impact on the health of an increasing number of people, and therefore, it is essential and necessary to reduce the exhaust gas emissions by any means possible.

The measurements were conducted in the cold laboratory of the Helsinki Metropolia University of Applied Sciences by using an Audi A4 passenger car equipped with a gasoline direct injection motor. The car was driven using NEDC cycles and self-made steady cycles with five different oils. The steady cycles included three steady test drives with three different wheel powers that were 5 kW, 10 kW ja 20 kW. CO2 emission, NOx emission, particle number concentration and size distribution as well as regulated emissions were measured from the vehicle´s exhaust. The particle emission was measured with the Electrical Low Pressure Impactor (ELPI), NOx emission with the Horiba NOx APNA-360CE analyzer, CO2 emission with the Horiba CO2 VA-3000 analyzer, and regulated emission with the CVS equipment.

The studies indicated that the impurity and additives in the engine oil seem to have an impact on the particulate matter of a gasoline-powered passenger car. However, the studies did not seem to give any unambiguous results that would indicate that the engine oil has an impact on the gas emissions of a gasoline-powered passenger car. It was also observed that the particle oxidation catalyst does decrease particulate matter significantly.