Pienhiukkaspäästöt huolena – mutta ei niinkään pakokaasuissa Juha Seppälä

Kategoriat

Jarruista irtoava pöly on nousemassa mielenkiinnon kohteeksi. Pakokaasujen puhdistuessa jarrupäästön osuus on nouseva. Ratkaisujakin on jo tarjolla.

Pienhiukkaset ovat ihmiselle vaarallisia, koska ne eivät pysähdy suun limakalvoille, vaan pääsevät keuhkorakkuloihin, sieltä verenkiertoon ja verenkierron mukana muun muassa aivoihin.

Tieliikenteen osuus alle 2,5 µm:n pienhiukkaspäästöistä (PM2,5) on tilastokeskuksen mukaan Suomessa alle 15 prosenttia. Tästä yli puolet tulee renkaista ja tiestä. Jäljelle jäävä osuus jakaantuu jarruista tuleviin hiukkasiin ja pakokaasuista tuleviin hiukkasiin. Ainoastaan pakokaasujen hiukkaspäästöjä on pienennetty lainsäädännön velvoittamana, mikä on johtanut siihen, että tieliikenteen hiukkaspäästöistä jarrujen osuus on jo muutaman vuoden ajan ollut suurempi kuin pakokaasujen.

Ajoneuvoteollisuus on selkeästi ottanut etunojaa jarru- ja rengaspäästöjen pienentämiseksi ja asian tiimoilta tehdään yhä enemmän tutkimusta. Tästä lienee kiittäminen dieselpäästöskandaalin aiheuttamaa kolhua alan imagossa.

Pienhiukkasmittauksen huippuosaamista Suomesta

Kangasalalaisella pienhiukkasmittalaitteisiin erikoistuneella Dekatilla on kokemusta ajoneuvopäästöjen mittauksesta jo 25 vuoden ajalta.

Dekati on saanut ison jalansijan autoteollisuudessa pienhiukkasten reaaliaikaisen lukumäärän ja kokojakauman mittauksessa. Dekatin valmistama ELPI®+ pienhiukkasten mittalaite mahdollistaa reaaliaikaisen pienhiukkasten lukumäärämittauksen ja -jaottelun laajalla 6 nm … 10 µm:n skaalalla.

Hiukkasten päästömittaus kehittyy jatkuvasti. Uusina kehityskohteina jarru- ja rengaspäästömittausten ohella ovat myös ajon aikana tehtävät RDE- hiukkasmäärien mittaukset (real driving emissions) sekä käytönaikaiset, katsastuksen yhteydessä tehtävät hiukkasten lukumäärämittaukset.

Sähköinen jarrutus vähentää jarrujen kulumista

Sähkö- ja hybridiautoilla pystytään jarruttamaan jopa 0,3 g:n hidastuvuuteen saakka sähkömoottorilla. Tämä vähentää merkittävästi kitkajarrujen käyttöä, mikä pienentää sekä niiden kulumista että niistä aiheutuvia hiukkaspäästöjä.

Tehokas sähkömoottorilla jarruttaminen ei kuitenkaan mahdollista pienempien jarrujärjestelmien käyttöä sähköautoissa vaan päinvastoin. Sähkö- ja hybridiautot painavat vastaavia polttomoottoriversioita enemmän. Ajoneuvo pitää pystyä pysäyttämään tehokkaasti mahdollisessa sähköjärjestelmän häiriötilanteessa ja myös silloin, kun akku on täyteen varattuna eikä sähkömoottorilla pystytä jarruttamaan.

Sähkö- ja hybridiautoissa voidaan kuitenkin hoitaa valtaosa jarrutustapahtumista sähkömoottorilla. Tämä vähentää jarrujen hiukkaspäästöjä jopa yli 90 prosenttia. Toisaalta autojen kasvanut massa kasvattaa tien ja renkaiden kulumista.

Sähköinen jarruttaminen aiheuttaa kuitenkin haasteita perinteiselle jarrujärjestelmälle. Satunnaisen käytön myötä jarrut jumiutuvat helpommin. Sähkö- ja hybridiautoissa jarrujärjestelmiä voidaan kuitenkin käyttää ohjelmallisesti niin, että mekaanisia jarruja käytetään kuljettajan huomaamatta tasaisin väliajoin, jotta niiden toimintakyky säilytetään.

Metallihiukkasista eroon pinnoituksella

Jarrulevyjen ja -palojen välistä kitkapintaa kehittämällä saadaan lisättyä jarrujen kestävyyttä ja vähennettyä hiukkaspäästöjä. Tutkimusten mukaan perinteisen teräsjarrulevyn pinnoittamisella hiukkaspäästöjä voidaan vähentää jopa 90 prosenttia.

Vaikka pääosa jarrujen hiukkaspäästöistä tuleekin jarrupalasta, jarrulevyillä on merkittävä osuus päästöissä. Jarrupaloissa on siirrytty kuparittomiin pinnoitteisiin, mutta myös jarrulevyjen hiukkaspäästöjä halutaan vähentää.

Metallia sisältävien pienhiukkasten on epäilty altistavan ihmistä muistisairauksille ja Alzheimerin taudille. Pinnoituksella voidaan myös parantaa kitkaa jarrujen lämpötilan noustessa.

Vaihdettava suodatin jarrulevyn yhteyteen

Ajoneuvojen suodattimia valmistava Mann+Hummel on kehittänyt jarrusatulan viereen asennettavan hiukkassuodattimen. Suodatin on passiivinen jarru- ja tiepölyä keräävä yksikkö, joka vaihdetaan jarrupalojen uusinnan yhteydessä. Suodatin pystyy keräämään jarrupalan eliniän aikana lähes 70 prosenttia palasta lähtevistä 10 nm … 2,5 µm:n hiukkaisista.

Suodatin on asennettavissa kaikkiin jo olemassa oleviin levyjarrujärjestelmiin ja se tuo lisämassaa noin puoli kilogrammaa. Suodattimen kanssa on jo ajettu kymmenien tuhansien kilometrien kesätestejä Keski-Euroopassa ja talvitestejä Ruotsissa.

Lue juttu kokonaisuudessaan Suomen Autolehden numerosta 7/2019.

Dekati Oy:n toimitusjohtaja Mikko Moision luento aiheesta Aftersales Summitissa!

Juha Seppälä Liiketoimintajohtaja

Kirjoittajan arkisto
Juha on koulutukseltaan autoinsinööri (amk) ja työskentelee SATL:ssa kaupallisten palveluiden liiketoimintajohtajana. Juhan vastuulla on SATL:n uusien ja olemassa olevien tapahtumien ja palveluiden kehittäminen. Aiemmin hän on toiminut Diagno Finland Oy:n toimitusjohtajana. Diagno on yksi Suomen suurimmista korjaamolaitetoimittajista. Diagno myy ja maahantuo autokorjaamoiden laitteita ja toteuttaa koulutus-, suunnittelu-, asennus- ja huoltopalveluita autokorjaamoille, katsastusasemille ja autoalan oppilaitoksille.