Analisi delle emissioni al cold-start nel ciclo FTP-75: comportamento del TWC e formazione di N₂O in una campagna di omologazione per motocicli

The cold-start phase represents one of the most critical operating conditions for emission control in motorcycles, as the three-way catalytic converter (TWC) has not yet reached its light-off temperature, resulting in severely limited pollutant conversion efficiency. This study investigates the thermal and chemical behaviour of the TWC during cold-start operation, with particular emphasis on nitrous oxide (N₂O) formation, assessing the effects of catalyst ageing and electronic control unit (ECU) calibration strategies on tailpipe emissions. The experimental campaign, conducted at an accredited vehicle type-approval laboratory, examined four EPA Class II and Class III motorcycles over the FTP-75 driving cycle in accordance with the requirements of 40 CFR Part 86. The results indicate that emission behaviour is primarily governed by ECU calibration strategy rather than by the post-treatment system architecture alone. Calibrations oriented toward high-performance operation promote more frequent excursions outside the stoichiometric window, thereby increasing N₂O formation and accelerating catalyst degradation. Finally, the findings highlight the potential value of evolving type-approval procedures for L-category vehicles toward test protocols that are more representative of real-world operating conditions.

La fase di avviamento a freddo rappresenta una delle condizioni più critiche per il controllo delle emissioni nei motocicli: il convertitore catalitico a tre vie (TWC) non ha ancora raggiunto la temperatura di light-off e l'efficienza di conversione degli inquinanti risulta fortemente limitata. Il presente studio analizza il comportamento termico e chimico del TWC durante il cold-start, con particolare attenzione alla formazione del protossido di azoto (N₂O), valutando l'influenza dell'invecchiamento del catalizzatore e delle strategie di calibrazione della centralina elettronica (ECU) sulle emissioni allo scarico. L'attività sperimentale, svolta presso un laboratorio accreditato per l'omologazione veicolare, ha analizzato quattro motocicli di classi II e III (classificazione EPA) sottoposti al ciclo FTP-75 in conformità alla normativa 40 CFR Part 86. I risultati mostrano che il comportamento emissivo dipende prevalentemente dalla strategia di calibrazione ECU piuttosto che dalla sola architettura del sistema di post-trattamento: le calibrazioni orientate alla prestazione sportiva favoriscono escursioni più frequenti fuori dalla finestra stechiometrica, incrementando la formazione di N₂O e accelerando il deterioramento del catalizzatore. Lo studio suggerisce infine l'interesse di un'evoluzione delle procedure di omologazione per i veicoli di categoria L verso prove più rappresentative delle reali condizioni di utilizzo.