Når en ny bilmodell skal godkjennes for salg i Europa, er det ikke nok at den kjører godt og består kollisjonstester. Den må også dokumentere at avgassutslippene holder seg innenfor grenseverdiene i gjeldende Euronorm. Den dokumentasjonen blir til i laboratorier som på mange måter ligner dem du kjenner fra kjemi- og analysefagene: kontrollert temperatur, kalibrerte instrumenter, blanker, sporbarhet og strenge prosedyrer. Forskjellen er at prøven er en bil, og at den står og kjører på en rullende vals.
Hva Euroklassene er
Euronormene er EUs krav til hvor mye av bestemte stoffer en ny bil kan slippe ut per kjørte kilometer. Normene er innført trinnvis, fra Euro 1 på begynnelsen av 1990-tallet til Euro 6, som har vært gjeldende for nye personbiler det siste tiåret, med flere undertrinn. Stoffene som reguleres, er karbonmonoksid (CO), hydrokarboner (HC), nitrogenoksider (NOx) og partikler, målt både som masse og som antall. Karbondioksid (CO₂) er ikke en del av selve Euronormen, men måles i samme test fordi det brukes til å oppgi forbruk og klimautslipp. Den neste normen, Euro 7, utvider kravene til også å omfatte blant annet partikler fra bremser og krav til batteriholdbarhet.
Testen i laboratoriet
Selve typegodkjenningstesten foregår på en rullestand, en chassisdynamometer der drivhjulene står på valser som simulerer vegmotstand og luftmotstand. Bilen kjøres etter en fastlagt hastighetsprofil, i dag WLTP, som erstattet den eldre NEDC-syklusen. WLTP har høyere hastigheter, kraftigere akselerasjoner og kortere tid i ro, og gir derfor et mer realistisk bilde av vanlig kjøring. Testen starter med kald motor etter at bilen har stått i et rom med kontrollert temperatur, fordi kaldstart gir en stor del av utslippene.
Avgassen samles opp i et såkalt CVS-system (constant volume sampling). Der fortynnes den med filtrert luft til et kjent, konstant volum, slik at man unngår kondens og får en representativ prøve. En del av den fortynnede gassen ledes til prøveposer som analyseres etter hver fase av testen. Prinsippet er det samme som i all god prøvehåndtering: prøven skal være representativ, og alt som kan påvirke den, skal være kontrollert og dokumentert.
Også selve bilen må forberedes etter faste regler. Dekktrykk, drivstoffkvalitet, last og hvilke strømforbrukere som er slått på, er beskrevet i prosedyren, og rullestanden stilles inn etter vegmotstanden som er målt for den aktuelle modellen. Jo færre variabler som får variere fritt, desto bedre kan resultatene sammenlignes mellom laboratorier og mellom bilmodeller. Det er også en av grunnene til at tallene fra typegodkjenningen sjelden stemmer helt med det du selv opplever i hverdagen.
Analysemetodene
Hver gass har sin egen analysemetode. CO og CO₂ måles med ikke-dispersiv infrarød spektroskopi (NDIR), der man utnytter at molekylene absorberer infrarødt lys ved bestemte bølgelengder. Hydrokarboner måles med flammeioniseringsdetektor (FID), som du kanskje kjenner fra gasskromatografi. Nitrogenoksider måles med kjemiluminescens, der NO reagerer med ozon og sender ut lys som er proporsjonalt med konsentrasjonen. Partikkelmassen bestemmes gravimetrisk ved at et filter veies på en mikrovekt før og etter testen, under kontrollert temperatur og fuktighet. Partikkelantallet telles med en kondensasjonspartikkelteller.
Alle instrumentene kalibreres med nullgass og spenngass med kjent sammensetning før og etter målingene, og bakgrunnskonsentrasjonen i fortynningsluften trekkes fra, akkurat som en blank. Det er de samme prinsippene vi beskriver i artikkelen om kvalitetssikring i laboratoriet: uten sporbare kalibreringer og dokumenterte kontroller er tallene lite verdt.
Fra rullestand til virkelig trafikk
Svakheten ved enhver laboratorietest er at den bare viser hvordan bilen oppfører seg under testbetingelsene. Avsløringene i 2015 om programvare som oppdaget når en bil ble testet, gjorde det tydelig hvor stort gapet kunne være. Siden da er laboratorietesten supplert med RDE-målinger (Real Driving Emissions), der bilen kjøres på vanlig vei med et bærbart måleutstyr, PEMS, montert bak på bilen. Utstyret måler utslippene underveis mens bilen kjører i by, på landevei og på motorvei, og resultatene må holde seg innenfor fastsatte grenser.
PEMS-målinger er krevende fordi forholdene ikke kan kontrolleres på samme måte som i laboratoriet. Temperatur, trafikk, høydeforskjeller og førerens kjørestil varierer. Derfor stilles det krav til hvordan turen skal være sammensatt, og dataene valideres før de godkjennes. For en analytiker er det et godt eksempel på avveiningen mellom presisjon og relevans: Laboratoriet gir presise og repeterbare tall, mens feltmålingene sier mer om virkeligheten.
Fra måledata til en konkret bil
For deg som bileier eller bilkjøper ender alt dette opp som noen få opplysninger. Bilens Euroklasse fremgår av typegodkjenningen og registreringsdokumentene, og den har praktisk betydning, for eksempel i bomringer med miljødifferensierte takster. Euroklassen henger tett sammen med når bilen ble registrert første gang og hvilket drivstoff den bruker. Vil du se tekniske data om bilen, som drivstoff, effekt, vekter og første registreringsdato, kan du slå opp registreringsnummeret og få opplysningene fra kjøretøyregisteret samlet. Da har du et godt utgangspunkt for å vurdere hvilket regelverk bilen ble godkjent etter.
Husk likevel at typegodkjenningen sier noe om hvordan modellen presterte da den var ny. En bil med ti år på baken, en defekt lambdasonde eller et fjernet partikkelfilter kan slippe ut langt mer enn tallene i papirene tilsier. Det er derfor utslipp også kontrolleres gjennom bilens levetid.
Utslippskontroll ved EU-kontroll
Ved den periodiske kjøretøykontrollen, EU-kontrollen, gjøres en enklere avgasskontroll enn ved typegodkjenning. For bensinbiler måles blant annet innholdet av CO i avgassen, mens det for dieselbiler måles røyktetthet. Kontrollørene leser også ut feilkoder fra bilens egendiagnosesystem (OBD), som overvåker blant annet katalysator og partikkelfilter. Metodene er raskere og mindre nøyaktige enn laboratoriets, men formålet er et annet: å fange opp biler der noe har gått galt, ikke å fastsette nøyaktige utslippsverdier.
Hva labfolk kan ta med seg
Utslippsmålinger er et godt eksempel på hvordan grunnleggende laboratorieprinsipper får direkte betydning utenfor laben. Representativ prøvetaking, kalibrering mot kjente standarder, blanker, kontroll av omgivelser og sporbar dokumentasjon er det som gjør at en Euroklasse betyr noe. Og som i all analyse avhenger kvaliteten på resultatet av det svakeste leddet, enten det er en dårlig kalibrert analysator eller en pipette som holdes skjevt. Les gjerne mer om det i vår guide til pipetteknikk og grunnleggende ferdigheter.