29.6.2022 | Svátek má Petr, Pavel


EKONOMIKA: Krize vznětových motorů

23.4.2020

Realita, nebo jen bouře ve sklenici vody?

Vznětový motor se rozšířil do osobních automobilů zejména během 70. let po ropné krizi v důsledku vyšší efektivity využití paliva oproti motoru zážehovému, čímž se provoz vozidel na naftu stal ekonomičtějším. Nepříjemným doprovodným efektem však byly emise. Zprvu se sledoval viditelný kouř, posléze se začaly měřit i další škodliviny - kysličníky dusíku (NOx), uhlovodíky (CH) a jedovatý kysličník uhelnatý (CO), případně i emise na bázi síry, stranou pozornosti nezůstal ani hluk. Tyto emise byly sledovány jako něco škodlivého lidskému zdraví, jehož ochrana byla v té době jednoznačně na prvním místě.

K výrobcům osobních vozidel, kteří začali nabízet výrobky s dieselovým motorem již i ve velkém (např. Mercedes, Peugeot), se postupně přidávali i další, protože vnímali požadavky trhu na snižování nákladů provozu. Dieselmanie se z Evropy rozšířila i na japonské výrobce, Amerika ale zůstala k tomuto trendu do značné míry netečná. Zvyklosti tamního trhu v kombinaci s relativně nízkými cenami benzínu plošnému rozšíření nafty do osobních vozidel nesvědčily, zejména ve středním a vyšších segmentech.

Devadesátá léta ale přinesla smršť nových technických regulací. Od úrovně EURO „0“ (před 1992) až k EURO 6 (2014) to znamenalo de facto každé přibližně 4 roky zkonstruovat nový motor (nebo překonstruovat stávající), k tomu i nové příslušenství (sací, výfukový systém, chlazení, posléze různé technologie EGR, SCR, řídící jednotky atd.). To se většinou neobešlo bez patřičných úprav i na zbytku vozidel ve všech jejich nabízených modifikacích, k tomu podnikové i homologační testy. Vše pod neúprosným bičem termínů. Nestihnete termín náběhu nové legislativy, nebudete moci dále prodávat, přijdete o podíl na trhu a těžko ho pak budete dobývat zpět. Znamenalo to enormní zatížení a stres pro techniky, z čehož logicky vyplynulo i nemalé množství omylů a chyb (stačí zapátrat v odborné literatuře, kolik motorů renomovaných značek mělo i fatální konstrukční problémy, které se v předešlých dekádách téměř nevyskytovaly). Znamenalo to také obrovské náklady.

Hodnoty legislativních limitů pro emise ale nebyly stanoveny dopředu tak, aby se už počátkem 90. let vědělo, jaké budou platit limity v roce 2014. To koncepční práci příliš neprospělo, protože namísto hledání technických řešení pro splnění konečného cíle se hledala postupná řešení, která splnila jeden dva stupně legislativy, ale pro splnění dalších se ukázala slepou uličkou a pro novou legislativu bylo třeba vyvíjet znovu a často principiálně jinak. Navíc ještě v průběhu období přibyly limity pro CO2, jehož společenská významnost upozadila i původní škodliviny pro lidské zdraví.

Pokud má technik nastaveny určité cílové hodnoty, snaží se najít takové řešení, aby je splnil. A to za úrovně znalostí a informací, které má k dispozici, pro technologii výroby, kterou je nebo může být jeho firma vybavena a za peníze a čas, které k tomu má přiděleny. Automobil je poměrně hodně složitý systém, který se skládá z mnoha dílčích podsystémů, navzájem na sebe reagujících a nějak souvisejících. Ani jízdní režimy nejsou jednoduché: Jinak se chová vozidlo málo zatížené, jinak středně a zcela jinak plně zatížené; nesmí se ale abstrahovat ani vlastnosti vozidla přetíženého, nebo vozidlo zatížené nerovnoměrně. A to je zmíněn jen jeden z možných stovek parametrů.

Proto se logicky měří potřebné veličiny diskrétně – tedy jen v určitých referenčních situacích, o kterých se předpokládá, že nejvíce reprezentují potřebné jízdní režimy. Jinými slovy z toho vyplývá, že ne všechny veličiny se měří ve všech možných spojitých stavech, ve všech možných interakcích s jinými veličinami nebo s jiným i ovlivňujícími faktory. Ani čelní nárazové testy se nedělají ve všech rychlostech od nějaké minimální až do maximální rychlosti vozidla, nedělají se ani při všech možných přesazeních a úhlech v celé škále kombinací. Vychází se jednak z empirie – tedy stavů, které jsou dle zkušeností nejvýznamnější, ale také i z jakéhosi úzu - dohody, aby se daly některé jevy navzájem porovnávat. Legislativní limity pak jsou stanoveny pro většinu jevů opět v několika diskrétních referenčních bodech. Úkolem techniků je, aby v těchto přesně definovaných bodech splňovaly vlastnosti vozidla stanovené limity. Ne všechny měřené veličiny se také ale vyvíjejí v závislosti na vstupních parametrech lineárně, jak by se na první pohled dalo předpokládat, není výjimkou, že zlepšení určitých parametrů znamená naopak zhoršení jiných.

Má-li vývojář čas, zdroje a schopnosti, tak se snaží škálu kombinací oněch referenčních situací rozšířit, aby pokryla co největší spektrum možných provozních situací vozidel. Je třeba si uvědomit, že nikdy nebude pokryta škála naprosto všech kombinací provozních režimů. To prostě není možné. Nikdo by to nezaplatil a vývoj včetně zkoušek by trval extrémně dlouho.

Tlak okolí, nedostatek času, peněz a snaha marketérů a obchodníků nabízet a prodávat to, co ještě ani není plně vyvinuto a odzkoušeno znamená jasný signál. Splňte co nejjednodušeji to, co je potřeba splnit v režimech, ve kterým se ony veličiny dle legislativy měří a „šup s tím do výroby“. A zde je možná zakopáno první jádro problémů, které nakonec vyústily v dieselgate.

Je jasné, že například vnější hluk se měří za podmínek, kdy nejsou v činnosti ventilátor chladiče ani jiná pomocná zařízení. Že se měří jen na těch „nejtišších pneumatikách“, že se měří bez střešního nosiče či bez pootevřeného okénka, dokonce je referenční vůz připraven tak, aby byly všechny spáry či kryty podvozku ustaveny co nejlépe atp. Pro měření nejnižších emisních limitů se někdy používá i syntetický čistý vzduch, protože v řadě případů měl vzduch nasávaný z okolí do motoru vyšší hodnoty některých emisí, než plyny, který z motoru vycházely. A od tohoto přístupu, který by se dal s určitou paralelou nazvat ještě povoleným dopingem, už není tak daleko k metodám, kdy řídící jednotky vozidla byly naprogramovány tak, aby v legislativou daných referenčních bodech, resp. během daného měření, některé činnosti motoru nebo vozidla upravovaly. Dnes je možné přepínat mezi několika až desítkami „namapovaných režimů“ řízení motoru, je možné na čas odpojit nebo snížit výkon alternátoru, oběhového čerpadla chlazení atd. To vše může ovlivňovat naměřené hodnoty, a to nemalým způsobem.

Aniž bychom sahali konstruktérům do svědomí, není asi jednoduché stanovit, kde je ona pomyslná hranice mezi výše uvedeným povoleným dopingem a postupy, které už jsou za hranou pravidel či etiky výrobce. Nehledě na to, že tyto metody postupně začali využívat (v Evropě) snad všichni konkurenti. V případě hodnot emisí CO2, které jsou v přímé úměře ke spotřebě vozidla, muselo být i každému laikovi jasné, že něco nehraje. V posledních dvou dekádách se údaje o spotřebě vozidla uváděné v jeho dokumentaci (a také v technickém průkazu) odchylovaly od běžné praxe až o desítky procent. Kde nebylo žalobce, žádný soud se nekonal.

Ale ouha. Německý autoprůmysl, který v té době aspiroval na pozici světové jedničky, a to zejména díky náskoku ve své technice, si předsevzal dobýt ve větší míře i americký trh. Zejména skupina VW nasadila na trh USA své, v Evropě úspěšné turbodieselové motory, i do střední a vyšší třídy, která byla doposud poslední významnou dominantou tradičních amerických výrobců s velkoobjemovými benzinovými motory. Pokud nechtěl americký autoprůmysl opakovat bolestnou zkušenost s nástupem japonských výrobců na americký trh v osmdesátých a devadesátých letech, logicky musel hledat nějaký způsob obrany. A ten se našel. Provalilo se, že koncern VW využíval metod, které upravovaly nastavení motorů vozidel při testech emisí, kdy vozidlo samo rozpoznalo, že jde o test, a nikoliv skutečný běžný provoz. To, co v Evropě podle tehdejších evropských zvyklostí i podle metod právně pozitivistického/formalistického přístupu kontinentálního práva do té doby v podstatě běžně procházelo a nebylo to možná vždy ani přímo žalovatelné, se v pojetí anglosaského práva USA a tamní morálky stalo těžkým zločinem. Hlavním přitěžujícím elementem byla evidentní snaha obejít pravidla, zatímco v evropském pojetí se na stejný čin mohlo pohlížet jako na šikovnost, případně maximálně na vyčůranost.

Přichycen při činu byl VW, byť se následně prokázalo, že ohledně této praxe nebyl jediný. Ostatní ale tiše vyčkávali, co se bude dít. Žádná společná obrana dieselového motoru v americké kauze nenastala. Ostatně je třeba vzít v úvahu i to, že na jiném soutěžním a právním poli došlo k tomu, že Evropská komise odhalila a drasticky pokutovala údajný cenový kartel největších výrobců nákladních vozidel v období 1997-2011, a to tak, že tento kartel pomohl rozkrýt (jinými slovy „spolupracoval“ s vyšetřujícími orgány) německý MAN a specifickou roli tam hrála i švédská Scania – jaká náhoda, že oba tito významní výrobci patří do skupiny VW Group. Nyní, kdy by VW potřebovalo nějakou solidární pomoc v obraně dieselu, je to možná i jedno z nabízejících se vysvětlení, proč se ostatní třeba zachovali tak, jak se zachovali.

Ani VW Group si zřejmě zprvu neuvědomil závažnost situace a jeho počáteční obrana byla problém prostě „vysedět“. Jenže tato taktika se ukázala jako neúčinná. Padala obvinění, žaloby, v duchu americké justice se do kauzy vložily právní kanceláře, které si vydělávají na ochraně spotřebitelů. Začaly létat vzduchem i astronomické pokuty či požadavky na odškodnění i zatykače a trestní oznámení na konkrétní manažery či techniky s hrozbou mnoha let za mřížemi. To hlavní, co se z pohledu dieselových motorů stalo, byla naprostá ztráta důvěry. Své si k tomu přidaly i různé zájmové a nátlakové skupiny a na dieselové motory se dnes trhy dívají jako na něco špinavého, ošklivého, nedůvěryhodného či podvodného. A to přesto, že v řadě okolností jsou dieselové motory lepší než benzínové. Ostatně i na nich ulpěla část z této hanby dieselgate. 

Bohužel veřejné mínění, tím i trhy, jsou poměrně lehce ovlivnitelné, zejména v době globálních komunikačních sítí. Každá, zejména špatná či přímo katastrofická událost je šířena rychlostí blesku, přičemž na vnímání a podrobnější vysvětlení skutečných okolností už nikdo nemá trpělivost. Proto se dnes uvažuje o masivním opuštění dieselových pohonů i tam, kde ještě neexistuje žádná adekvátní náhrada. Dokážete si představit hasiče, sanitky záchranářů nebo obrněná vozidla na baterky? Což o to, představit si to je asi možné, ale jaký to bude mít dopad do reálného života, to už je věc jiná.

Příště: Krize elektromobilu.