پس از رسوایی دیزلی: آزمون‌های RDE چگونه انجام می‌شوند؟

پس از رسوایی دیزل، انتشارها دیگر روی میز آزمایش سنجیده نمی‌شود، بلکه در میان ترافیک با دستگاه‌های قابل حمل ۷۰ کیلوگرمی اندازه‌گیری می‌شود.
پس از رسوایی دیزل، انتشارها دیگر روی میز آزمایش سنجیده نمی‌شود، بلکه در میان ترافیک با دستگاه‌های قابل حمل ۷۰ کیلوگرمی اندازه‌گیری می‌شود.

این صفحه را به اشتراک بگذارید

تست RDE رویه‌ای است که انتشارهای اگزوز یک وسیله نقلیه را نه روی میز آزمایشگاهی، بلکه در ترافیک واقعی و در شرایط واقعی جاده با دستگاه‌های اندازه‌گیری قابل حمل (PEMS) که به خودرو نصب می‌شوند اندازه‌گیری می‌کند. این تست که پس از Euro 6 بخش اجباری تأیید تیپ است، پس از رسوایی‌های NOx دیزلی برای بستن شکاف میان مقادیر آزمایشگاهی و استفاده واقعی طراحی شده است.

نکات برجسته

  • تست RDE 90 تا 120 دقیقه طول می‌کشد؛ مسیر شامل بخش‌های شهری، جاده‌های روستایی و بزرگراه است و هر بخش باید حداقل 16 کیلومتر باشد.
  • اندازه‌گیری با دستگاه‌های PEMS نصب‌شده روی خط اگزوز انجام می‌شود؛ نسل‌های اول حدود 200 کیلوگرم بودند و امروز به حدود 70 کیلوگرم رسیده‌اند.
  • برای خودروهای دیزلی، حد واقعی NOx در رانندگی بالاتر از حد Euro 6 یعنی 80 mg/km، 120 mg/km تعیین شده است.
  • حداکثر سرعت تست 145 km/h است؛ تنها برای 3% از بخش بزرگراه، سرعت 160 km/h مجاز است.
  • تستی که از شرایط مرزی مانند دما، ارتفاع و بار خارج شود کاملاً باطل محسوب می‌شود.

تست RDE چیست و چه وسیله‌ای روی خودرو نصب می‌شود؟

تست کلاسیک تأیید تیپ روی دینامومتر شاسی انجام می‌شود: خودرو روی میز تست ثابت قرار می‌گیرد، چرخ‌ها روی سیلندرها می‌چرخند و نمونه‌های اگزوز در آنالیزورهای آزمایشگاهی کالیبره‌شده اندازه‌گیری می‌شوند. RDE این چیدمان را کاملاً وارونه می‌کند. خودرو در حالی که تجهیزات اندازه‌گیری روی آن نصب است به جاده‌های عمومی می‌رود و در ترافیک واقعی و شرایط واقعی هوا رانده می‌شود. هر چیزی که از دودکش اگزوز خارج می‌شود به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری و ثبت می‌شود.

تجهیزاتی که این امر را ممکن می‌سازد PEMS (Portable Emissions Measurement Systems) نامیده می‌شود. یک مجموعه PEMS معمولی شامل آنالیزورهای گاز پیشرفته، سنجش‌گرهای جریان جرمی اگزوز، یک ایستگاه هواشناسی و GPS است. برای مثال، ماژول‌های فشرده PEMS که غلظت NO/NO₂ و CO/CO₂ در لوله اگزوز خودروهای دیزلی و بنزینی را اندازه‌گیری می‌کنند، در دماهای -10 درجه سانتی‌گراد تا +45 درجه سانتی‌گراد و تا ارتفاع 3,000 متری برای کار تولید می‌شوند. دستگاه اندازه‌گیری معمولاً روی جوی‌بار باری به خودرو نصب می‌شود.

تاریخچه PEMS طولانی است: ابتدا در آمریکا در تست خودروهای سنگین استفاده شد و سپس در مرکز الزامات Euro VI (خودرو سنگین) و Euro 6 (خودرو سبک) قرار گرفت. وزن دستگاه‌های امروزی به حدود 70 کیلوگرم رسیده است؛ نسل‌های اول در حدود 200 کیلوگرم بودند. تفاوت وزن جزئی نیست که نادیده بگیرید: هر کیلوگرمی که به خودرو اضافه می‌شود، انتشارهایی را که خودِ تست اندازه‌گیری می‌کند تحت تأثیر قرار می‌دهد.

چرا RDE الزامی شد؟

اتحادیه اروپا از دهه 1990 از یک چرخه آزمایشگاهی به نام NEDC استفاده می‌کرد. پروفایل فنی این چرخه در نگاه اول بی‌خطر بود: سرعت متوسط 33 km/h، شتاب حداکثر 1.2 m/s² و در حدود 25% از چرخه خودرو کاملاً متوقف بود. نتیجه، پروفایل رانندگی‌ای بود که در زندگی واقعی به‌ندرت دیده می‌شد و خودروهای مدرن تنها از بخش کوچکی از توان موتور موجود خود استفاده می‌کردند. خودروهایی که در تست تمیز به نظر می‌رسیدند، در بزرگراه یا زیر بار رفتاری کاملاً متفاوت داشتند.

نقطه شکست 2011 شد. مرکز مشترک تحقیقات اتحادیه اروپا (JRC) شکاف بزرگ و در حال رشدی بین انتشارهای اندازهگیری شده در آزمایشگاه و جاده -بهویژه در مقادیر NOx خودروهای دیزلی- تشخیص داد. این یافته، فرایند قانونگذاری را آغاز کرد. دو بسته نخست RDE در سال 2015 تصویب و در سال 2016 در روزنامه رسمی اتحادیه اروپا منتشر شد (EU 2016/427 و EU 2016/646). آزمون از سال 2017 بهتدریج لازمالاجرا شد؛ برای تمام خودروهای سواری نو اوایل 2021 و برای تمام وانت‌های نو اوایل 2022 اجباری شد.

تکمیل بسته دوم نیز معنادار است: پس از افشای تخلفات فولکس واگن در آمریکا، اقدامات شفافیت مانند اعلام راهبردهای کنترل انتشار به مقامات و مستندسازی گسترده به مقررات افزوده شد. یعنی RDE نهتنها یک اصلاح فنی، بلکه مقررهای برای ترمیم اعتماد نیز هست.

مسیر آزمون چگونه باید باشد؟ پروفایل رانندگی و شرایط مرزی

Şehirde %29-44, otoyolda %23-43: Emisyon testiniz ancak trafikte harcanan her dakikanın milimetrik kurallara uymasıyla geçerli sayılır.

در RDE خود جاده نیز تابع استانداردهاست. مسیر آزمون از سه بخش تشکیل میشود: بخش شهری با سرعت بین 0 تا 60 کیلومتر بر ساعت، بخش جادهای روستایی در بازه 60 تا 90 کیلومتر بر ساعت و بخش بزرگراهی با سرعتهای بالای 90 کیلومتر بر ساعت. هر بخش باید حداقل 16 کیلومتر باشد. مدت کل بین 90 تا 120 دقیقه است و توزیع مسافت نیز تعریف شده است: شهری 29 تا 44 درصد، روستایی 23 تا 43 درصد و بزرگراه 23 تا 43 درصد. سرعت متوسط در داخل شهر باید بین 15 تا 40 کیلومتر بر ساعت بماند و در بخش بزرگراه حداقل 5 دقیقه باید با سرعتی بیش از 100 کیلومتر بر ساعت رانندگی شود.

پارامتربازه / قاعده
مدت کل آزمون90 تا 120 دقیقه
طول بخشهاشهری، روستایی، بزرگراه - هر یک حداقل 16 کیلومتر
حداکثر سرعت145 کیلومتر بر ساعت؛ برای 3 درصد مدت بزرگراه 160 کیلومتر بر ساعت
دما (معتدل)0 تا 30 درجه سانتیگراد
دما (گسترش یافته)7- تا 0 درجه سانتیگراد و 30 تا 35 درجه سانتیگراد
ارتفاع0 تا 700 متر (معتدل)، 700 تا 1300 متر (گسترش یافته)
بار خودرونباید از 90 درصد حداکثر وزن بیشتر شود
نسبت توقف (شهری)6 تا 30 درصد مدت

به شرایط دما و ارتفاع «شرایط مرزی» (boundary conditions) گفته میشود و این شرایط مستقیماً اعتبار آزمون را تعیین میکنند. اختلاف ارتفاع بین نقطه شروع و پایان حداکثر 100 متر و ارتفاع انباشتی حداکثر 1200 متر به ازای 100 کیلومتر میتواند باشد. در شرایط گسترشیافته -یعنی در سرما یا ارتفاع زیاد- مقادیر اندازهگیری شده انتشار با تقسیم بر 1.6 نرمالسازی میشوند. داده خارج از محدوده کامل شرایط مرزی، حتی اگر تنها یک نقطه اندازهگیری باشد، تمام آزمون را باطل میکند. اما عبور از محدودیت سرعت محلی آزمون را باطل نمیکند؛ قاعده در اینجا به تکرارپذیری شرایط فیزیکی مربوط است، نه جرایم ترافیکی.

آزمون چگونه باطل شمرده میشود؟

تنها شرایط محیطی نیست، بلکه شخصیت رانندگی نیز بازرسی می‌شود. داده‌ها با دو ابزار ارزیابی مستقل تحلیل می‌شوند: روش پنجره میانگین متحرک (EMROAD) JRC و روش توان-خوشه‌بندی (CLEAR) دانشگاه فنی گراتس. این ابزارها از طریق متریک‌هایی مانند حاصل‌ضرب سرعت در شتاب (v·a) و RPA بررسی می‌کنند که آیا رانندگی "معمولی" بوده است یا خیر. نه رانندگی بسیار یکنواختی که انگار فرمان در بزرگراه ثابت شده باشد، و نه رانندگی تهاجمی که دائماً گاز را تا ته فشار دهد، پذیرفته می‌شوند. برای معتبر شمرده شدن، حداقل %50 از پنجره‌های شهری، جاده‌ای و بزرگراهی مسیر باید در محدوده تلورانس‌ها باشد. به عنوان یک تسهیل‌کننده اضافی، خودروهایی که دارای سامانه انتقال قدرت یکسان، نوع بلوک موتور یکسان، تعداد و چیدمان سیلندر یکسان و سامانه کنترل آلایندگی یکسان باشند، یک "خانواده آزمون" واحد محسوب می‌شوند؛ بدین ترتیب نیازی به انجام آزمون جداگانه برای هر واریانت نیست.

ضریب انطباق: چرا حد واقعی در رانندگی واقعی بالاتر از حد Euro 6 است؟

در RDE، حد با ضرب یک ضریب در حد آزمایشگاهی محاسبه می‌شود: حد NTE = حد Euro 6 × ضریب انطباق (CF). وجود این ضریب دلیل عملی دارد: عدم قطعیت اندازه‌گیری دستگاه PEMS که در خیابان کار می‌کند، بالاتر از تجهیزات آزمایشگاهی کالیبره‌شده است. در مرحله گذار (Euro 6d-TEMP)، CF برای NOx برابر 2,1 تعیین شد؛ در مرحله نهایی (Euro 6d) به 1,5 کاهش یافت. درون این مقدار 1,5، سهمی 0,5 درصدی برای عدم قطعیت اندازه‌گیری PEMS وجود دارد. نکته جالب: JRC عدم قطعیت PEMS را برای NOx 30 درصد محاسبه کرده بود؛ دولت‌های عضو پس از بحث‌های سیاسی این سهم را به 50 درصد افزایش دادند.

ملموس‌تر کنیم. برای یک خودروی دیزلی، حد آزمایشگاهی Euro 6 80 mg/km برای NOx است. در مرحله گذار RDE، در رانندگی واقعی تا 168 mg/km تلورانس در نظر گرفته می‌شد؛ در مرحله نهایی این مقدار به 120 mg/km کاهش یافت. در خودروهای بنزینی، حد NOxEuro 6 از قبل 60 mg/km است. همچنین علاوه بر مقدار سراسری ضریب انطباق برای کل مسیر، ارائه آن به‌صورت جداگانه برای بخش شهری الزامی است - هدف این به‌وضوح پایین کشیدن انتشارهای شهری از جمله استارت سرد است. در سمت ذرات معلق، در Euro 6d تعداد ذرات (PN) باید با CF = 1,5 کمتر از 9,0 × 10¹¹ #/km باشد؛ حد PN با سومین بسته RDE (دسامبر 2016) الزام‌آور شد و انطباق‌ها برای خودروهای هیبریدی و رویدادهای بازتولید در این بسته گنجانده شدند. CO2 اندازه‌گیری و ثبت می‌شود، اما به‌صورت سیستمی تحلیل نمی‌شود؛ آلاینده‌های الزام‌آور NOx و تعداد ذرات هستند.

تفاوت بین RDE و WLTP چیست؟

این دو آزمون اغلب با هم مقایسه می‌شوند اما در واقع وظیفه یکسانی ندارند. WLTP یک رویه آزمایشگاهی است که جایگزین NEDC شده: با میانگین و حداکثر سرعت بالاتر، دامنه وسیع‌تر شرایط رانندگی و چرخه طولانی‌تر، به‌وضوح به رانندگی واقعی نزدیک‌تر از NEDC است. با این حال، همچنان روی دینامومتر شاسی و در محیط کنترل‌شده انجام می‌شود. RDE اما آزمایشگاه را کاملاً کنار می‌گذارد و NOx، HC، CO، CO2 و ذرات را روی جاده اندازه‌گیری می‌کند.

بنابراین این دو جایگزین یکدیگر نیستند بلکه مکمل‌اند: هر خودروی جدید باید هم در تست‌های WLTP و هم RDE با حدودات اگزوز مطابقت داشته باشد. در تست RDE برخلاف آزمایشگاه، دینامیک رانندگی بالاتری مشاهده می‌شود و لازم است حجم بسیار بیشتری از داده‌ها به‌صورت لحظه‌ای پایش و کنترل شوند. از نظر مهندسی، این به معنای افزایش چشمگیر بار ارزیابی است؛ به‌جای پایبندی به یک پروفایل چرخه مشخص، باید استراتژی انتشار گازهای عادی بسازید که در هر شرایط ترافیکی در محدوده مجاز باقی بماند.

یورو 7 چگونه RDE را سخت‌گیرانه‌تر می‌کند و کمبودهای این سیستم چیست؟

قانون‌گذاری RDE هدفی ثابت نبود. با اصلاحیه Euro 6e، تولیدکنندگان موظف شدند از PEMS درون خودرو پشتیبانی کنند تا بازیگران مستقل بتوانند تست‌های RDE انطباق درون سرویس (ISC) انجام دهند - یعنی زیرساخت اندازه‌گیری اکنون بخشی از معماری دیجیتال خود خودرو است. مقررات یورو 7 نیز علاوه بر تأیید تیپ، الزاماتی نیز برای سیستم‌های ترمز و لاستیک‌ها وضع می‌کند و انتظار می‌رود فناوری PEMS در الزامات اعتبارسنجی دنیای واقعی آینده نقش بزرگ‌تری ایفا کند. ارزیابی‌های مبنی بر اینکه یورو 7 حدودات را به‌طور مشخص سخت‌گیرانه‌تر کرده رایج است؛ اما تأیید ارقام دقیق تأثیر در این زمینه هنوز نیازمند متن اصلی قانون‌گذاری است.

جنبه‌های مورد انتقاد سیستم نیز ملموس هستند. تست فعلی RDE تنها بر خودروهای پیش‌تولید ارائه‌شده توسط تولیدکننده اعمال می‌شود؛ شرایط هوای سرد و ارتفاع بالا -که می‌توانند میزان نامتناسبی NOx تولید کنند- تنها تا حد شرایط مرزی «گسترش‌یافته» قابل لحاظ هستند. یک تست RDE می‌تواند روی همان خودرو نتایج متفاوتی بدهد که این امر تکرارپذیری را محدود می‌کند. همچنین تولیدکنندگان می‌توانند 50 درصد از تست‌های تأیید تیپ RDE را زیر نظر سرویس فنی خودشان انجام دهند؛ به همین دلیل نیاز به تست مجدد مستقل و نظارت بازار بارها مطرح شده است. یک واقعیت فنی دیگر: برآورده کردن حدودات RDE مستلزم سیستم‌های DeNOx با راندمان بالا در کل محدوده کاری موتور است - یعنی SCR و AdBlue. محلول اوره 32.5 درصدی به کاتالیزور SCR در اگزوز تزریق می‌شود و در دمای بالا به آمونیاک تجزیه شده و NOx را به نیتروژن و آب تبدیل می‌کند؛ این ترکیب همراه با DPF، پایه و اساس قابل‌قبول بودن فیزیکی حدودات رانندگی واقعی است.

داده‌های انتشار گازهای عادی دنیای واقعی خودروی خود را از کجا می‌توانید ببینید؟

RDE دیگر فقط یک موضوع آزمایشگاهی باقی نمانده؛ درهای بازشده به سمت مصرف‌کنندگان را نیز دارد. تولیدکنندگان موظفند گزارش‌های فنی تست‌های RDE را آماده کنند و بخشی از آن را از طریق وب‌سایت‌های خود در معرض دید عموم قرار دهند؛ گزارش‌های دقیق‌تر نیز به‌صورت رایگان به درخواست‌کنندگانی که «منفعت مشروع» دارند ارائه می‌شود. در اتحادیه اروپا، داده‌های CO2 و مصرف سوخت در دنیای واقعی در مرکز داده EEA («Real world emissions from cars and vans») جمع‌آوری می‌شود و کمیسیون، با استفاده از داده‌های دستگاه‌های پایش مصرف سوخت نصب‌شده روی خودروها، گزارش‌های CO2 دنیای واقعی را منتشر می‌کند.

خارج از اتحادیه اروپا نیز گزینه‌هایی وجود دارد: در آمریکا مصرف‌کنندگان می‌توانند از طریق Fueleconomy.gov به داده‌های انتشار هر خودرو دسترسی پیدا کنند؛ پلتفرم‌های رتبه‌بندی مستقلی مانند AIR Index نیز مقادیر انتشار و مصرف سوخت در دنیای واقعی را ارائه می‌دهند. یعنی امروز از نظر فنی امکان‌پذیر است که نه‌تنها مقادیر کاتالوگی، بلکه رفتار اندازه‌گیری‌شده در جاده خودرویی را که قصد خریدش را دارید نیز بررسی کنید.

نتیجه‌گیری: تست RDE چه سودی برای خریدار دارد؟

جوهره RDE را می‌توان در یک جمله خلاصه کرد: تبدیل اظهارنامه انتشار از یک نتیجه آزمایشگاهی مستقل از خودرو، به اندازه‌گیری تأییدشده در ترافیک واقعی. این سیستم کاستی‌هایی دارد - شرایط مرزی محدود، اعمال روی خودروهای پیش‌تولید، محدودیت‌های تکرارپذیری - و انتقادها بر پایه‌های موجهی استوارند. اما جهت روشن است: با هر مقرره جدید، اندازه‌گیری به شرایط واقع‌بینانه‌تر و تلورانس‌های محدودتر نزدیک می‌شود. توانایی دیدن آنچه از اگزوز خارج می‌شود، در روزی که دما و ترافیک کاملاً خارج از اراده شماست، ملموس‌ترین پیشرفت مقررات انتشار در دهه اخیر است.

منابع