برای دستیابی به یورو4 خودروها ی ایران‌خودرو و سایپا چه تغییراتی ب

برای دستیابی به یورو4 خودروها ی ایران‌خودرو و سایپا چه تغییراتی باید بکنند؟

تولید خودرو با استاندارد یورو4 در ایران، این روزها بیشتر به حکایت مرغ و تخم‌مرغ تبدیل شده است. از یک سو خودروسازان پیش نیاز تولید انبوه خودروی یورو4 را تأمین سوخت مناسب می‌دانند و از سوی دیگر وزارت نفت، آمادگی خود را برای عرضه سوخت استاندارد اعلام کرده و معتقد است خودروسازان باید خودروهای یورو4 را به بازار عرضه کنند تا تأمین سوخت با کیفیت توجیه لازم را داشته باشد. در شرایطی که استاندارد آلایندگی کشورمان هنوز پس از چند سال در یورو2 درجا زده است، در این شماره به سراغ استاندارد آلایندگی یورو4 رفته‌ایم تا شرایط دستیابی به این استاندارد را بررسی کنیم و از سوی دیگر ببینیم در صورت اجرای این استاندارد از ابتدای سال 92 (آن‌گونه که قانون تاکید کرده است) چه خودروهایی از چرخه تولید خارج خواهند شد و ...

برای دستیابی به یورو4 خودروها ی ایران‌خودرو و سایپا چه تغییراتی باید بکنند؟

 تولید خودرو با استاندارد یورو4 در ایران، این روزها بیشتر به حکایت مرغ و تخم‌مرغ تبدیل شده است. از یک سو خودروسازان پیش نیاز تولید انبوه خودروی یورو4 را تأمین سوخت مناسب می‌دانند و از سوی دیگر وزارت نفت، آمادگی خود را برای عرضه سوخت استاندارد اعلام کرده و معتقد است خودروسازان باید خودروهای یورو4 را به بازار عرضه کنند تا تأمین سوخت با کیفیت توجیه لازم را داشته باشد. در شرایطی که استاندارد آلایندگی کشورمان هنوز پس از چند سال در یورو2 درجا زده است، در این شماره به سراغ استاندارد آلایندگی یورو4 رفته‌ایم تا شرایط دستیابی به این استاندارد را بررسی کنیم و از سوی دیگر ببینیم در صورت اجرای این استاندارد از ابتدای سال 92 (آن‌گونه که قانون تاکید کرده است) چه خودروهایی از چرخه تولید خارج خواهند شد و چه خودروهایی خود را از پیش آماده کرده‌اند.

هر چند وجود اجزای مضر در گازهای خروجی خودروها از سال‌های پیش از جنگ جهانی اول آشکار شده بود اما این موضوع در آن دوران و حتی سال‌های پس از آن چندان جدی گرفته نشد چرا که از یک سو در آن دوران آلایندگی سیستم‌های گرمایشی خانه‌ها که مبتنی بر ذغال‌سنگ بودند و آلایندگی کارخانه‌ها آنقدر زیاد بود که آلایندگی خودروها در مقابل آن‌ها ناچیز به نظر می‌رسید. از سوی دیگر ابزاری برای اندازه‌گیری میزان آلایندگی خودروها وجود نداشت و به همین دلیل قوانینی نیز در این زمینه وضع نشده بود. این رویه تا سال‌های پس از جنگ جهانی دوم نیز ادامه داشت اما از اواخر دهه 60 و اوایل دهه 70 میلادی بود که با افزایش شمار خودروها و بالا رفتن سطح آلودگی شهرهای بزرگ، مشکلات نمایان شدند و در این دوران بود که در اروپا و آمریکا با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژی، قوانین مشخصی برای میزان آلایندگی خودروها وضع شد. در این زمینه کشورهای اروپایی در اوایل دهه 90 میلادی، استانداردهای سری EURO را معرفی کردند. این استانداردها انواع وسایل نقلیه سبک، نیمه سنگین، سنگین و انواع موتورهای بنزینی و دیزلی را شامل می‌شود و برای هر کلاس از وسایل نقلیه، میزان مشخصی از آلایندگی را تعیین کرده است که بدون دستیابی به آن، امکان عرضه خودرو در اتحادیه اروپا وجود ندارد.

آلاینده‌ها از کجا می‌آیند؟
موتور تمام خودروها، چه با تکنولوژی روز و چه با تکنولوژی دهه‌های قبل، از نظر اصول کلی یکسان هستند. همه آن‌ها مخلوط سوخت و هوا را برای انفجار و تولید نیرو به کار می‌گیرند و گازهای حاصل از سوختن را به بیرون از موتور هدایت می‌کنند. اما در این میان تفاوت در نوع سوختن است که موتورهای مختلف را از نظر میزان آلایندگی متفاوت می‌کند. در استاندارد یورو4، آلاینده‌های مونو اکسید کربن (CO)، میزان هیدروکربن یا سوخت مشتعل نشده (HC) و میزان اکسیدهای نیتروژن (NOX) مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد و به همین دلیل باید در ابتدا منبع این سه آلاینده و در ادامه راه‌های کاهش آن‌ها مورد بررسی قرار بگیرد.
HC سوخت مشتعل نشده در جریان احتراق است و CO نیز در اثر احتراق ناقص سوخت پدید می‌آید چرا که در غیر این صورت باید حاصل سوختن کامل به صورت گاز CO2 باشد. به طور خلاصه علت این سوخت ناقص را باید در تناسب ناصحیح میان مخلوط سوخت و هوا دانست. تنظیم این نسبت در خودروهای کاربراتوری دشوار و نادقیق بود و به مرور بر هم می‌خورد و به همین دلیل بود که برای دستیابی به استاندارد یورو2، خودروهای کاربراتوری جای خود را به انواع انژکتوری دادند تا از این طریق بتوان به اشتعال کامل‌تری دست پیدا کرد. در ادامه سیستم‌های انژکتوری نیز ارتقاء پیدا کردند و شاهد معرفی انژکتورهای چند نقطه‌ای بودیم که می‌توانستند سوخت را به ذرات ریزتری تبدیل کنند تا مقدار بیشتری از سوخت مشتعل شود و در نهایت نیز سیستم‌های تزریق مستقیم سوخت معرفی شد.
دیگر منبع مهم آلایندگی در استاندارد یورو4، اکسیدهای نیتروژن است. اکسیدهای نتیروژن در حقیقت طیف وسیعی از ترکیبات اکسیژن و نیتروژن را شامل می‌شود اما در این میان NO و NO2 مدنظر این استاندارد است. این اکسیدها حاصل پیوند میان مولکول‌های اکسیژن و نیتروژن است که در دمای بالا اتفاق می‌افتد و این دمای بالا در محیط اشتعال فراهم است. به همین دلیل پیوند میان این دو مولکول در اثر احتراق رخ می‌دهد و اکسیدهای نیتروژن از اگزوز خودرو خارج می‌شود. برای رفع این مشکل می‌توان دمای محفظه احتراق را کاهش داد، کاری که سیستم EGR (برگشت گازهای اگزوز به موتور) در خودروهای دیزل انجام می‌دهد.
در نهایت میزان انتشار هر سه آلاینده را می‌توان با استفاده از کاتالیست‌های سه جهته (TWC)  محدود کرد (در مورد این کاتالیست‌ها در آینده بیشتر توضیح خواهیم داد). البته باید در نظر داشت تنها در صورت تنظیم دقیق اشتعال است که این کاتالیست‌ها می‌توانند میزان اکسیدهای نیتروژن را کاهش دهند.‌

در مسیر یورو4
استانداردهای زیست‌محیطی در هر ویرایش سخت‌گیرانه‌تر می‌شوند و به همین دلیل خودروسازان نیز ناچارند برای دستیابی به آن‌ها تغییراتی در موتور خودرو اعمال کنند و از ابداعات جدیدی بهره بگیرند. (البته این موضوع مختص خودروسازان اروپایی است چرا که خودروسازان وطنی از قدرت چانه‌زنی خود برای تأخیر در اجرای استانداردها استفاده می‌کنند). 
در این بخش مروری بر روند پیشرفت موتورها برای دستیابی به استاندارد یورو4 خواهیم داشت:

یورو1: استاندارد یورو1 به طور ویژه بر روی CO، HC و NOX تمرکز داشت و برای رسیدن به این استاندارد، خودروسازان استفاده از کاتالیزورهای سه طرفه را گسترش دادند که به دنبال آن سنسور اکسیژن هم مورد استفاده قرار گرفت. برای پاک‌تر سوختن سوخت در موتور، سیستم جرقه‌زنی در موتورها الکترونیکی شد.‌
یورو2: برای رسیدن به این استاندارد، خودروسازان استفاده از انژکتورهای چند نقطه‌ای (MPFI) را گسترش دادند و به این ترتیب موتورهای انژکتوری بازار را به تسخیر خود درآوردند و سیستم مدیریت موتور خودرو ECU نیز به طور گسترده بر روی خودروها نصب شد ضمن آنکه در بعضی از موتورهای بزرگ بنزینی، EGR به کار گرفته شد اما این سیستم در خودروهای سواری عمومیت نداشت و با تنظیم دقیق‌تر موتور و استفاده از کاتالیزور، مشکل NOX در این موتورها حل شده بود.‌

یورو3: بزرگ‌ترین مشکل خودروسازان در این استاندارد، سخت‌گیری قانون‌گذاران در زمینه میزان آلایندگی خودرو در زمان استارت بود. کاتالیست‌ها برای شروع به کار نیاز به گرم شدن از طریق گازهای اگزوز دارند و در زمان استارت سرد این امکان وجود نداشت. به همین دلیل حجم آلایندگی این خودروها در لحظه استارت بسیار بالا بود. به همین دلیل شرکت‌ها ناچار شدند تغییراتی در سیستم کاتالیزور ایجاد کنند تا کاتالیست‌ها زودتر گرم شوند ضمن آنکه سنسورهای اکسیژن نیز گرم‌شونده بودند. در این استاندارد، تنها میزان آلایندگی خودرو در زمان خروج از کارخانه مدنظر نبود بلکه خودرو باید همیشه میزان آلایندگی مجاز را حفظ می‌کرد و به همین دلیل سیستم‌های کنترلی با نام OBD)On-board diagnostics) بر روی خودرو نصب شد تا هرگونه افزایش آلایندگی را به راننده اطلاع دهد و تا راننده برای تعمیرات خودرو اقدام کند. برای کارکرد صحیح OBD سنسور دوم اکسیژن بعد از کاتالیزور نصب شد. 

یورو4: این استاندارد کاهش 50درصدی را در HC و NOX به دنبال داشت و به همین دلیل خودروسازان ناچار شدند فرمول کاتالیست‌های مورد استفاده در خودروها را تغییر دهند و استراتژی‌های احتراق و پاشش سوخت را بازنگری کنند ضمن آنکه برای کاهش آلایندگی در زمان استارت، استراتژی پاشش سوخت توسط انژکتورها قابلیت تغییر بیشتری داشت. پاشش سوخت و جرقه‌زنی این خودروها از طریق ECU  به گونه‌ای تنظیم شده است که در زمان استارت در هوای سرد بتوانند به سرعت کاتالیست را گرم کند تا این قطعه به دمای کارکرد ایده‌آل خود برسد. 

برندگان و بازندگان یورو4
هر چند این روزها خودروسازان عدم عرضه سوخت مناسب را به عنوان دلیل عدم عرضه خودروهای یورو4 اعلام می‌کنند، اما بررسی محصولات پر تیراژ موجود در بازار نشان می‌دهد مشکل اصلی در این میان، ناتوانی بسیاری از موتورهای نصب شده بر روی خودروهای پرتیراژ داخلی در دستیابی به استاندارد یورو4 است که علت اصلی آن را نیز باید در تکنولوژی قدیمی این موتورها دید. اصلی‌ترین موتور مورد استفاده توسط ایران‌خودرو موتور XU7JP پژو است که نخستین بار در اوایل دهه 90 (بیش از دو دهه پیش) به بازار عرضه شد، دورانی که هنوز استانداردهای سری EURO در اروپا پیاده نمی‌شد. این موتور در نهایت توانست با بهسازی‌هایی تا اواخر دهه 90 و دورانی که استاندارد اروپا به یورو2 ارتقاء پیدا کرده بود دوام بیاورد، اما پس از آن از طیف موتورهای مورد استفاده پژو- سیتروئن خارج شد. هر چند ایران‌خودرویی‌ها با تغییراتی در این موتور تلاش کرده‌اند آن را به روز نگه دارند اما این موتور به دلیل طراحی قدیمی، به سختی می‌تواند فراتر از استاندارد یورو2 (و در خوش‌بینانه‌ترین حالت یورو3) را پاس کند و به این ترتیب ایران‌خودرو برای ارتقاء پژو405، پژو پارس و مهم‌تر از همه این‌ها، سمند خودروی ملی خود به یورو4 به مشکل بر خواهد خورد مگر آنکه این موتور را که داخلی‌سازی بالایی هم دارد با تغییرات کلی مورد بازنگری قرار دهند. البته ایران‌خودرویی‌ها طیف موتورهای ملی را با توان دستیابی به استاندارد یورو4 و یورو5 در اختیار دارند که می‌تواند مشکلات این شرکت را بر طرف کند هر چند بر اساس شنیده‌ها در حال حاضر تیراژ تولید موتورهای ملی این شرکت به اندازه نیاز خطوط تولیدی نیست.
موتور پراید، پر تیراژترین خودروی تولیدی کشور نیز با مشکلات مشابهی دست و پنجه نرم می‌کند. از طراحی این موتور نیز بیش از دو دهه می‌گذرد و سایپایی‌ها، به سختی و با تبدیل سیستم کاربراتوری موتور آن به سیستم انژکتوری توانستند این موتور پیر را برای دستیابی به یورو2 آماده کنند و برای رسیدن به یورو4 عملاً چاره‌ای جر بازنگری کامل در این موتور و یا بازنشسته کردن آن ندارند که هیچ یک از آن‌ها موردپسند مدیران این شرکت نیست. سایپایی‌ها هم موتور تیبا را با استاندارد یورو4 تولید کرده‌اند و شاید بتوانند در آینده این موتور را که به نوعی می‌توان نام موتور ملی بر آن گذاشت را بر روی سایر محصولات خود نصب کنند. در میان سواری‌های پرتیراژ داخلی، تنها خودرویی که از ابتدای سال جاری خود را برای یورو4 آماده کرده تندر90، محصول شرکت رنو است. موتور K4M این خودرو به دلیل آنکه همزمان با ایران در کشورهای اروپایی نیز عرضه شده است، از ابتدا با استاندارد روز اروپا طراحی شده بود اما در زمان ورود به ایران با توجه به استاندارد جاری در کشور با حذف بعضی از بخش‌ها با استاندارد یورو2 به تولید رسید و اکنون نیز با اعمال تغییراتی استاندارد یورو4 را دریافت کرده است. از جمله این تغییرات می‌توان تغییر در برنامه ECU خودرو و نصب سنسور اکسیژن دوم را نام برد و به این ترتیب این خودرو و (مگان) با استاندارد یورو4 به تولید می‌رسند که از سال آینده اجباری خواهد شد. با این شرایط مشخص است چرا وزارت صنعت، معدن و تجارت خبر از پیاده‌سازی «تدریجی» استاندارد یورو4 از سال آینده داده است چرا که پیاده‌سازی یکباره آن به معنی تعطیلی بخش عمده‌ای از خطوط تولیدی خودرو در کشور است هر چند خودروسازان باید در مقابل افکار عمومی پاسخ گوی کم کاری‌های خود در مورد استانداردی باشند که مطابق قانون باید از دو سال پیش به اجرا در می‌آمد.