araştırma ve yöntem teknikleri - egzoz gazlarının emisyonu ve azaltım teknikleri

2011-12-23T08:11:00.000-08:00

T.C.

KARAMANOĞLU MEHMETBEY ÜNİVERSİTESİ

MESLEK YÜKSEKOKULU

OTOMOTİV TEKNOLOJİSİ PROGRAMI

ARAŞTIRMA YÖNTEM TEKNİKLERİ

EMİSYON KONTROL VE AZALTIM TEKNİKLERİ

SEDAT ÖZDEMİR

106207001

ORG. GÖR. Mehmet ÇELİK

KARAMAN-2011

İÇİNDEKİLER

ÖNSÖZ

1.GİRİŞ...................................................................................................................................................................

1.1.Çevre Açısından Emisyon……………………………………………………………………………………………..

2.MOTORLU TAŞIT PARKLARI……………………………………………………………………………………………..

2.1.Dünya’da Motorlu Taşıt Parkı………………………………………………………………………………..............

2.2.Türkiye’de Motorlu Taşıt Parkı………………………………………………………………………………………

3.YAKIT ÖZELLİKLERİ VE YAKIT TÜKETİMİNDEN KAYNAKLANAN EMİSYONLAR………………………….

3.1.Yakıt Özellikleri………………………………………………………………………………………………………..

4.HAVA KİRLİLİĞİ AÇISINDAN ACİL ÖNLEM GEREKTİREN KONULAR………………………………………….

4.1.Öncelikli Kentsel Hava Kirleticileri………………………………………………………………………………….

4.2.Egzoz Gazından Kaynaklanan İkincil Kirleticiler…………………………………………………………………..

4.3.Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Kirlilik………………………………………………………………………….

4.4Asbest Kirliliği………………………………………………………………………………………………………….

4.4.1.Asbest Kirliliğin Önlenmesi……………………………………………………………………………………

5.HAVA/YAKIT ORANININ EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ………………………………………………………

6.HAVA/YAKIT ORANININ KARBÜRATÖRLÜ VE ENJEKSİYONLU MOTORLARDA DEĞİŞİMİ………………

7.EMİSYON KONTROL SİSTEMİ……………………………………………………………………………………………

8.EMİSYON TESTLERİ………………………………………………………………………………………………………..

9.MOTORLU TAŞITLARDAN KAYNAKLANAN EMİSYONLAR……………………………………………………….

9.1.Yakıt Deposu………………………………………………………………………………………………………………..

9.1.1.Depo Boş Ve Soğukken Sistemin Çalışması…………………………………………………………………………….

9.1.2.Dolum Esnasında Kaçakların Önlenmesi………………………………………………………………………………

9.1.3.Yakıt Deposu Havalandırma Sistemi…………………………………………………………………………………..

9.1.4.Yakıt Deposu Isınmış Durumdayken Sistemin Çalışması…………………………………………………………….

9.2.Motor Rölantide Çalışıyorken Veya Duruyorken………………………………………………………………………..

9.3.Motor Normal Sürüş Esnasında Çalışıyorken…………………………………………………………………………..

9.4.Karter Emisyonları………………………………………………………………………………………………………..

9.4.1.Seyir Halindeki Bir Araçta Oluşturulan Kartel Havalandırma Sistemi…………………………………………..

9.4.2Pozitif Karter Havalandırma (Pvc) Sistemi…………………………………………………………………………….

9.4.2.1.Açık Ve Kapalı Pvc Sistemi…………………………………………………………………………………………..

9.4.2.2.In-Line Tip (I Tipi) Motor Pvc Sistemleri…………………………………………………………………………

9.4.2.3.V Tipi Motorlarda Pcv Sistemi……………………………………………………………………………………..

9.5.Pozitif Karter Havalandırma (Pcv) Valfleri………………………………………………………………………….

9.5.1.Yarık Tip Pvc Valfi…………………………………………………………………………………………………

9.5.2.Konik Tip Pcv Valfi…………………………………………………………………………………………………

9.6.Fren Balatası Ve Lastiler……………………………………………………………………………………………..

9.7.Piston-Segman Kaçakları……………………………………………………………………………………………..

9.8.Egzoz Sistemleri………………………………………………………………………………………………………

10.EGZOZ GAZINDAN KAYNAKLANAN EMİSYONLAR……………………………………………………………….

10.1.Karbon Monoksit (Co)……………………………………………………………………………………………….

10.2.Partikül Maddeler…………………………………………………………………………………………………….

10.2.1.Parçacık Emisyonlarının Zararları…………………………………………………………………………

10.3.Kükürt Dioksit (So2)…………………………………………………………………………………………………

10.3.1.So2 Emisyonlarının Verdiği Zararlar……………………………………………………………………….

10.4.Azot Oksitler (Nox)…………………………………………………………………………………………………..

10.4.1.Nox Emisyonlarının Etkileri………………………………………………………………………………….

10.5.Hc Emisyonları……………………………………………………………………………………………………….

10.6.Karbondioksit (Co2)……………………………………………………………………………………………

10.6.1.Co2 Emisyonlarının Tahmini Zararları……………………………………………………………………

10.7.Kurşun (Pb)…………………………………………………………………………………………………........

10.7.1.Kurşun Emisyonlarının Zararları………………………………………………………………………….

10.8.Diğer Emisyonlar……………………………………………………………………………………………………

11.YAKIT TASARUFU SAĞLAYAN ÖZEL PARÇALAR…………………………………………………………………

11.1.Arka Susturucu Ve Orta Susturucu………………………………………………………………………………..

11.2.Katalitik Konverter…………………………………………………………………………………………………..

11.2.1.Konverterin Yapısı………………………………………………………………………………………..

11.2.2.Katalitik Konvektörün Çalışması…………………………………………………………………………

11.2.3.Üç Yönlü Katalitik Konvektör…………………………………………………………………………….

11.2.3.1.Üç Yönlü Katalitik Konvektörün Yapısı………………………………………………………….

11.2.4.Seramik Bilyeli Tip Katalitik Konvektör…………………………………………………………………..

11.2.5.Seramik Petek Tip Katalitik Konvektör…………………………………………………………………….

11.2.6.Metalik Petek Tip Katalitik Konvektör……………………………………………………………………..

11.3.Egr Supabı……………………………………………………………………………………….

11.4.Pcv Supabı………………………………………………………………………………………………

11.5.Hava Pompası…………………………………………………………………………………………….

11.6.Egzoz Manifoldu…………………………………………………………………………………………….

11.7.Manifold Contaları………………………………………………………………………………………….

11.8.Egzoz Bağlantı Elemanları……………………………………………………………………..

11.9.Katalistler ………………………………………………………………………………………………

11.10.Egzoz Borusu………………………………………………………………………………………..

11.11.Çift Egzoz Sistemi…………………………………………………………………………………….

12.BENZİNLİ ARAÇLARDA EURO EMİSYON STANDARTLARI VE GEREKLİ UYGULAMALAR……

13.BENZİNLİ MOTORLARDA EGZOZ EMİSYONU……………………………………………………………………..

13.1.GDI Motorlarında Egzoz Emisyonlarının Düzenlenmesi………………………………………………………..

14.YAKIT EKONOMISINI GELIŞTIRME ÇALIŞMALARI……………………………………………………

15.DİZEL ARAÇLARDA EURO EMİSYON STANDARTLARI VE GEREKLİ UYGULAMALAR…………

16.DİZEL MOTORLARINDA NOX EMİSYONLARINI AZALTMADA KULLANILAN

ÇEŞİTLİ YÖNTEMLER…………………………………………………………………………………………………..

16.1.NOX Emici Katalizörlerin Kullanımı (NAC)……………………………………………………………………….

16.2.NOX Ve Partikül Emiciler (PM)……………………………………………………………………………………..

16.3.Yakıt Enjeksiyon Sistemi……………………………………………………………………………………………..

16.4.Elektronik Enjeksiyon Sistemleri…………………………………………………………………………………….

16.5.Common RailTeknolojisi…………………………………………………………………………………………….

16.5.1.Common Rail Sisteminin Avantajları……………………………………………………………………….

16.6.Egzoz Gazları Resirkülasyonu (EGR)………………………………………………………………………………..

16.6.1.EGR (Egzoz Gazı Re Sirkülasyonu) Sistemi……………………………………………………………………………

16.6.1.1.EGR'nin Motor Performansına Ve Egzoz Emisyonlarına Etkisi…………………………………………………

16.6.2.Egr Sistemlerinin Çeşitleri……………………………………………………………………………………………..

16.6.3.Floor-Jet Sistemi……………………………………………………………………………………………………….

16.6.4.Vakum Kontrollü EGR Sistemi……………………………………………………………………………………….

16.6.5.Rölanti Devrinde EGR'nin Çalışması…………………………………………………………………………………

16.6.6.Düşük Ve Orta Devirlerde EGR'nin Çalışması………………………………………………………………………

16.6.7.Tam Yükte EGR'ninÇalışması…………………………………………………………………………………………..

16.6.8.Değişik Tip EGR Sistemleri………………………………………………………………………………………….

16.6.9.V Tipi Motorlarda Vakum Kontrollü EGR Sistemi (Chyrsler Şirketi)……………………………………………..

17.KLASİK VE EGR SİSTEMİNİN EGZOZ EMİSYONLARININ KARŞILAŞTIRILMASI…………………………

18.KATALİSTLERİN KULLANIMI VE YAPISI………………………………………………………………………….

18.1.Seçici Katalitik İndirgeme (SCR)………………………………………………………………………………………..

18.2.Oksidasyon Katalisti………………………………………………………………………………………………………

19.DİZEL PARTİKÜL FİLTRELERİ (DPF)…………………………………………………………………………………

20.MOTORLARIN ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞINA ZARARLARI…………………………………………………….

20.1.Benzinli Motorların Çevre Ve İnsan Sağlığına Etkileri……………………………………………………………….

20.2.Dizel Motorların Çevre Ve İnsan Sağlığına Etkileri…………………………………………………………………

ÖNSÖZ

Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde artan nüfusa bağlı olarak taşıt trafiğinde meydana gelen yoğunluklar her ne kadar sosyal acıdan bireysel olarak bir gelişme sağlasa da; toplumsal ve ekolojik olarak çevreye etkileri küçümsenmeyecek kadar fazladır. Karayolu, insan – çevre ilişkilerinde en önemli mühendislik yapılarındandır ve yerleşim alanlarını birbirine bağlayarak sosyal, ekonomik ve kültürel yasamda etkili rol oynamaktadır. Trafiğin sebep olacağı çevre etkilerinin basında gurultu ve hava kirliliği gelmektedir. Trafikte araların kullanımıyla oluşan gurultu genellikle araçların motorlarında, egzozdan ve süspansiyondan kaynaklanan gurultudur. Trafik gurultusu motor gücüne, hızına, seyreden taşıtların cinsine, yol eğim derecelerine ve kaplama özelliğine bağlı olarak değişmektedir. Tüm bu nedenlerle oluşan trafik gurultusu insan yaşamıyla iççice olması sebebiyle hem çevre acısından hem de insanların sağlığı acısından önemli etkiler yaratmaktadır. Trafiğin olumsuz çevre etkilerinden bir diğeri de çevre kirliliğinin en önemli parametrelerinden biri olan, canlıların içinde yasadığı ortamı oluşturan hava kirliliğidir. Benzinli ve dizel motorların egzoz gazları hava kirliliğine neden olan kaynakların basında gelmektedir. Açığa çıkan bu emisyonlar nedeniyle çevre kalitesi düşmekte, canlıların sağlığı tehlikeye girmektedir. Ayrıca yoğun trafikten kaynaklanan ve kişiler üzerinde psikolojik ve fizyolojik olarak olumsuz etki yaratacak olan diğer bir faktör de görsel kirliliktir. Trafiğin sebep olduğu tüm bu olumsuz etkilerin en aza indirilebilmesi amacıyla planlanan projelerin teknik raporları yanında çevre etütleri de yapılmalı ve bir bütün olarak projeler ele alınmalıdır. Yapılan çevre etki değerlendirmeleriyle de çevre acısından ve ekonomik olarak da fayda getirecek olan projeler uygulanmalıdır. Oluşan ya da oluşacak etkiler belirlenmeli, mevcut durumla ve ulusal – uluslararası standartlarla yapılan karşılaştırmalar sonucunda en uygun çözümler aranmalı ve bunlara bağlı olarak gerekli önlemler alınmalıdır.

1.GİRİŞ

Kelime anlamı olarak emisyon; dışarı çıkarmak, yaymak, ihraç etmek, dolaşıma sokmak gibi anlamlara gelmektedir.

1.1.Çevre Açısından Emisyon
Yakıt ve benzerlerinin yakılmasıyla; sentez, ayrışma, buharlaşma ve benzeri işlemlerle; maddelerin yığılması, ayrılması, taşınması ve diğer mekanik işlemler sonucu bir tesisten atmosfere yayılan hava kirleticileri olarak tanımlanır.Kısaca; Gaz ya da gaz partikül karışımlarının atmosfere verilmesi, yayılması, kirletilmesidir.

2.MOTORLU TAŞIT PARKLARI

2.1.Dünya’da Motorlu Taşıt Parkı

Dünyada 695 milyon otomobil olmak üzere toplam 954 milyon motorlu araç bulunuyor. 2006 yılı verilerine göre ilk uçsırada bulunan bölgelerin sırasıyla, 339 milyon adet araç parkı ile Amerika, 328 milyon adet araç ile Avrupa ve 247 milyon adet araç ile Asya olduğu görülüyor. Bölgeler bazında otomobil parkına göre, sıralamada Amerika ile Avrupa’nın yer değiştirdiği görülmektedir. AB’de toplam motorlu taşıt parkı 231 milyon adet, otomobil parkı ise 260 milyon düzeyindedir. AB ülkelerinde 1000 kişiye düşen toplam motorlu taşıt adedi 529 ve otomobil adedi 471 gibi yüksek bir değerdedir. 1000 kişiye düşen 634 otomobil adet ile Lüksemburg ilk sırada yer alırken Lüksemburg’u sırasıyla 607 adet ile İtalya, 565 adet ile Almanya, 508 adet ile İngiltere ve 477 adet Fransa bulunmaktadır. Otomobil yoğunluğu, ABD’de 454 iken, Japonya’da 451 ve G. Kore’de 237 adet olduğu görülmektedir.

Dünya’da 1000 kişiye düşen otomobil sayısı ortalama olarak 105, Avrupa Bölgesi’nde 345, Amerika Bölgesi’nde 231 adet iken, Türkiye’de 92 adet gibi düşük bir değerde bulunuyor. Türkiye otomobil ve toplam araç yoğunluğunda Romanya, Bulgaristan ve Brezilya’nın gerisindedir. Toplam motorlu taşıt yoğunluğu 8 bakımından Dünya ülkelerine bakıldığında 1000 kişiye düşen araç sayısı 144 adet iken, Türkiye’nin 138 adet ile Dünya ortalamasının altında kaldığı görülüyor.

2.2.Türkiye’de Motorlu Taşıt Parkı

2007 yılında Türkiye 6,5 milyon otomobil olmak üzere toplam motorlu taşıt parkı 9,8 milyon adede ulaşmıştır. Araç parkının yüzde 36 gibi önemli bir bolumu Marmara Bölgesinde bulunmaktadır. Bu bölgeyi yüzde 20 ile iç Anadolu ve yüzde 16 ile Ege Bölgesi, yuzde12 ile Akdeniz, yüzde 9 ile Karadeniz yüzde 4 ile G. Doğu Anadolu ve yüzde 4 ile D. Anadolu Bölgesi izlemektedir. 2007 yılı araç parkının bölgesel dağılımı aşağıda gösterilmektedir. Türkiye araç parkının 1965-1985 yılları arasındaki dönemde 10’ar yıllık değişimlerine bakıldığında, hem otomobil hem de toplam araç parkında önemli artışların olduğu görülmektedir. Bu artışlar ortalama olarak toplam ve otomobil parkında yüzde 200’ler seviyesinde gerçekleşmiştir. Ancak, 1995-2005 dönemi incelendiğinde, krizlerin hüküm sürdüğü bir dönem olmasına bağlı olarak, araç parkındaki artış oranının diğer 10 yıllık dönemlerin altında kaldığı dikkat çekmektedir. 2005 yılında toplam ara parkı 1995 yılına göre yüzde 139, otomobil 9 parkı ise yüzde 89 oranında artmıştır. 2006 ve 2007 yıllarında ortalama olarak toplam araç parkı yüzde 7, otomobil parkı ise yüzde 6 oranında artış göstermiştir. Türkiye’ de ortalama olarak otomobil yoğunluğu 2007 yılında 92 otomobil/1000 kişilikten bu gösterge, Bölgelere göre değişlik göstermektedir.

3.YAKIT ÖZELLİKLERİ VE YAKIT TÜKETİMİNDEN KAYNAKLANAN

EMİSYONLAR

3.1.Yakıt Özellikleri

Türkiye'de konut, sanayi, tarım ve ulaştırma sektörlerinde tüketilen linyit, taşkömürü, fueloil, benzin ve dizel yakıtlara ait ortalama özellikler termik santrallarda kullanılan yakıtlara ait ortalama özellikler verilmektedir görüleceği gibi, özellikle yerli üretim linyitlerin ve sanayide kullanılan fueloilin kirlilik potansiyelleri fazladır. Benzin ve dizel yakıtlar ile evsel tüketimde kullanılan fueloilin (kalorifer yakıtı) özelliklerinde önemli düzeltmeler olmuştur. Ayrıca kurşunsuz benzinin daha fazla miktarlarda üretilmesi, mevcut benzin ve dizel özelliklerinin geliştirilmesi konusunda yatırım planları mevcuttur.

4.HAVA KİRLİLİĞİ AÇISINDAN ACİL ÖNLEM GEREKTİREN KONULAR

Türkiye'de enerji tüketiminden kaynaklanan SO2, NOx, CO2, parçacık ve diğer emisyonlar şehir ve bölge bazında önemli çevre problemlerine sebep olmanın yanında, uluslararası boyutta tartışılır seviyelere ulaşmıştır. En son 1994 kışında yaşanan ve birçok şehirde hayatı tehdit eder boyutlara ulaşan hava kirliliği problemlerine, ayrıca termik santrallar çevresinde sürekli şikâyet konusu olan ve gerek doğal hayatı, gerekse çevredeki halkı, ürünleri ve binaları etkileyen hava kirliliği problemlerine en önemli katkı enerji tüketiminden gelmektedir. Ayrıca İklim Değişikliği Sözleşmesinin imzalanamaması, Avrupa'daki en fazla kükürt emisyonuna neden olan 100 kaynak arasında 6 santralımızın bulunması (Afşin-Elbistan 2., Yeniköy 18., Seyit Ömer 32., Yatağan 35., Kangal 46., Soma 65. sırada), NOx ve kükürt emisyonlarını 1992 yılında 1980'e göre azaltmayan ender ülkeler arasında bulunmamız , problemlerin uluslararası boyutlarının geleceği hakkında önemli sinyaller vermektedir. Bu nedenle, tasarruf ve verimlilik çalışmaları başta olmak üzere, temiz yakıt kullanımı, emisyon kontrol teknolojilerinin uygulanması gibi bir dizi önlemin, enerji tüketimi ile ilgili her sektörde uygulanması gerekmektedir. Diğer taraftan kirliliğin boyutu hava kalitesi ölçümleri sonucu elde edilen bazı rakamlar yardımıyla -bir kaç parametre için- tahmin edilebilmekte ve yorumlanabilmektedir. Türkiye'de emisyon miktarlarının hesabına yönelik yerli emisyon faktörleri derlenmediği gibi, SO2 ve duman konsantrasyonlarının izlenmesi ile termik santrallardaki ölçümlerin dışında ölçüm ağı ve düzenli ölçüm sonucu da mevcut değildir. Bu nedenle sektörel katkıların daha net ortaya konması, mevcut şartlarda mümkün değildir. Bununla birlikte, Türkiye'den derlenmiş bazı emisyon faktörleri ve yabancı emisyon faktörlerinin yardımıyla yapılan hesaplarda SO2 ve NOx emisyonlarındaki temel kaynağın düşük kaliteli linyit tüketimi olduğu parçacık emisyonundaki temel kaynakların linyit, odun, hayvan ve bitki artıklarının yakılması olduğu saptanmıştır. Ayrıca Türkiye için verilen CO ve hidrokarbon emisyon faktörleri ile yabancı faktörler arasında 10-100 misline varan farklılıklar bulunduğu görülmektedir. Buradan, enerji tüketiminden kaynaklanan emisyonların sadece yakıt özelliklerinden kaynaklanmadığı, aynı zamanda yanma şartlarının ve yakıcı özelliklerinin de geliştirilmesi gerektiği sonucu çıkartılabilir. Enerji kökenli çevre kirliliğinin kontrolü için alınması gereken önlemler, sektörel bazda detaylandırılarak aşağıda verilmiştir. Belirlenen stratejiler ve uygulanacak eylemler, uluslararası anlaşmalarla kabul edilen ve emisyonların, kısa vadede sınırlandırılması, orta vadede belli oranlarda (%20-%30) azaltılması hedeflerini de içermektedir. Bu hedeflere ulaşılması, eylemlerde kararlılığın doğal bir sonucu olacaktır. Enerji kökenli çevre kirliliğinin kontrolü ve azaltılması için yapılması gereken faaliyetler, tüketim sektörleri bazında farklılıklar göstermekle birlikte belirli başlıklar altında toplanabilir. Bunlar: Enerji talebinin yönetimi: Türkiye'de enerji talebinin yönetimi konusunda önemli bir faaliyet yoktur. Çok basit bazı tedbirlerle enerji tüketiminin azaltılması, enerji etkinliğinin artırılması, dolayısıyla çevre kirliliğinin azaltılması mümkündür. Bütün dünyada arzın güvenliği kadar önemli bir noktaya ulaşan talep yönetimi (demand-side management) konusunda sektör el bazda yapılması gerekenler takibe den sayfalarda verilmektedir. Enerji kullanım yerinin özelliklerinin (konut sektöründe binaların, sanayide yakma sistemleri ve imalat teknolojilerinin, ulaşımda ve tarımda araçların) iyileştirilmesi: Enerji tüketimini ve buna bağlı olarak çevre kirliliğini etkileyen bir diğer önemli husus, dönüşüm ve kullanımdaki verimliliktir. Bu nedenle tasarruf, etkinlik, yoğunluk, spesifik tüketim gibi kavramlarla verilen ve aynı işin yapılması için kullanılması gereken enerji miktarının azaltılmasını hedefleyen faaliyetler bu başlık altında her bir sektör için verilmiştir. Yakıt özelliklerinin iyileştirilmesi: Seçilen yakıt cinsi ve yakıt özellikleri çevre kirliliği miktarını etkileyen önemli bir faktördür. Enerji eşdeğeri olarak aynı oranda kullanılan farklı yakıtların, farklı çevre kirliliği potansiyeline sahip olacağı açıktır. Bu nedenle daha temiz yakıtların seçilmesi; yakıt dönüşümü ve mevcut yakıtların özelliklerinin iyileştirilmesi konusundaki faaliyetler bu başlık altında verilmiştir. Standart ve yönetmelikler: Yakıt üretiminden nihai kullanıma kadar enerji çevrimi içindeki her noktada uygulanan standartlar, tarafların alacakları tedbirleri belirleyen yönetmelikler enerji kökenli çevre kirliliğinin kontrolündeki diğer önemli enstrümandır. Bu çerçevede uluslararası standartlara ve ülkemiz gerçeklerine uygun olarak alınması gereken tedbirler, her bir sektör için "standart ve yönetmelikler" başlığı altında verilmiştir. Fiyatlandırma ve teşvik sisteminin geliştirilmesi: Enerji tüketiminden kaynaklanan çevre maliyetinin enerji fiyatına dahil edilmesi haksız rekabeti önleyecek, daha temiz enerji kaynaklarına, daha ileri teknolojilere yönelişi temin edecektir. Tasarruf yaratıcı tedbirlerin, enerji etkin teknolojilerin uygulanması, temiz yakıt kullanımı teşvik edilmeli, kirli yakıt ve teknolojiler için caydırıcı önlemler alınmalıdır. Sektörel bazda alınacak tedbirler bu başlık altında verilmiştir. Ayrıca Türkiye'de enerji ve çevre konusunda bazı yapısal ve kurumsal düzenlemelere ihtiyaç vardır. Bunlar; görev alanlarının yeniden tanımlanması, ulusal ve uluslararası kurumlar ile işbirliğinin artırılması, finansman yönetimi: enerji ve çevre fonunun kurulması, araştırma ve geliştirme faaliyetlerinin etkinleştirilmesi: Enerji Enstitüsü'nün kurulması, eğitim ve bilgilendirme faaliyetlerinin yaygınlaştırılması başlıkları altında verilmiştir.

4.1.Öncelikli Kentsel Hava Kirleticileri

Kentsel alanlarda, dış ortam havasında bulunan temel hava kirleticileri; karbon monoksit (CO), ozon (O3), azot oksitleri (N0x), kükürt dioksit (SO2), asılı partiküller maddeler (APM) ve kurşun (Pb) dur. Ayrıca polisiklikaromatik hidrokarbonlar (PAH) ve asit aerosolleri gibi hava toksinlerine de gittikçe artan düzeyde önem verilmektedir. Hangi kirleticilerin hava kalitesi problemlerine sebep olduğu; endüstrileşme ve uygulanan kontrol tedbirleri, ulaşım tipleri, meteorolojik ve topoğrafik karakteristikleri içeren çok sayıda faktöre bağlıdır.
İlave olarak; insan maruziyeti düşünüldüğünde, iç ortam hava kirleticilerinin katkısını da dikkate almak gerekir. İzlenecek kirleticilerin seçimi; ölçüm yerinin seçimi ve enstrümantasyon vb. izleme ağındaki pek çok faktörü etkileyecektir.

4.2.Egzoz Gazından Kaynaklanan ikincil Kirleticiler

Atmosferdeki hidrokarbonların ve azot oksitlerin önemli bir kısmı egzoz gazlarından kaynaklanmaktadır. Azot oksitlerin reaktif hidrokarbon bileşikleri ile atmosferde oluşturduğu karışım, uzun dalga boyu UV ısınları ile karşılaştığında meydana gelen karmaşık reaksiyonlar sonucu ‘fotokimyasal smog’ ortaya çıkmaktadır. Los Angeles’te sık-sık bu olay ortaya çıktığından dolayı ‘Başkent’ unvanı almıştır. Ayrıca PAN ( peroksit as etil nitrat), aldehitler, nitro aromatlar, akrolein, Per asitler, gibi foto yükselt genler göz ve nefes yollarını tahriş eden bir karışım oluşturmaktadır.

4.3.Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Kirlilik

Gerek içten, gerekse dıştan yanmalı motorlarda kullanılan benzin ve mazot (motorin) gibi yakıtlar da motorda yandıktan sonra egzozlardan dışarı atık gazlar çıkmaktadır. Başlıca egzoz gazları; hidrokarbonlar (HC), karbon monoksit (CO), azot oksitler (NOx), kurşun oksitler (POX), kükürt dioksitler (SO2)’dir.

Hidrokarbonlar (HC): Yakıtın iyi yanmaması ve depo dolum sırasında ortaya çıkabilir. Kanserojen etkiye sahiptir.
Karbon monoksitler (CO): Yakıtın eksik yanmasından ortaya çıkar, renksiz, kokusuz ve tatsız olup havada %o 3 oranında öldürücüdür. Benzinli araçlar rölantide veya kapalı ortamda çalışırken ortaya karbon monoksit çıkarırlar. Atmosferde kendiliğinden karbondioksite dönüşür.

Azot oksitler (NOx): Renksiz, kokusuz ve tatsız olup motordaki yüksek sıcaklık nedeni ile ortaya çıkar. Havada azot dioksite dönüşür. Azot dioksitin, akciğeri tahrip eden kan yapısını bozucu etkileri bulunmaktadır.
Kurşun oksitler (PbOx): Benzinli araçların egzozundan çıkar. Fazlası vücutta birikir. Kan, beyin, sinir ve akciğerlere zarar verir. Kükürt dioksit (SO2): Yakıt içindeki kükürt yanarken SO2′ye dönüşür. Bu SO2′de su buharı ile birleşerek, sülfürik asidi oluşturur. Sülfürik asit ve kükürt bileşikleri insan ve çevreye oldukça zararlıdır. Egzozlardan çıkan kirletici gazları azaltmak için sürücülerin eğitimi, motor ve araçların genel bakımları sürekli olarak iyi olmalıdır. Bu konudaki tedbirleri şöyle sıralayabiliriz:

- Sürücüler için; sinirli ve aceleci olmamaları, viteslerin zamanında değişimini yapmaları, aşırı hız yapmamaları, ani sık duruş ve kalkış yapmamaları, uzun süreli arabanın rölantide olmaması tavsiye edilmektedir.

- Motor için; hava filtresinin temiz olması, egzoz kanallarının açık tutulması, ateşleme ve yanmanın iyi olması gerekmektedir.

- Araçlar için ise; lastiklerin havalarının normal olması, fren, ön düzen ayarının iyi olması, aşırı yük alınmaması ve lastiklerin aşınmamış olması egzoz gazı çıkışını azalttığı bilinmektedir.

Egzoz Gazlarını Azaltmada Alınabilecek Diğer Somut Tedbirler İse Şunlardır:

- Ani fren yaptıktan sonra gaza basmak yakıt tüketimini % 5 arttırır.
- Vitesi iyi kullanmamak, yanlış vites seçme yakıt tüketimini % 20 arttırır.
- 90 km’den fazla hızla giderken her kilometre artışı, yakıt tüketimini % 1 arttırır.
- Aynı güçte olan araçların hafifini seçmek,
- Küçük silindir hacimli motor kullanmak,
- Araçlar ilk hareketten önce en çok 30 saniye çalıştırılmalı
- Motorun yağı, periyodik bakımı, buji temizliği, filtre değişimi zamanında yapılmalı,
- Kaliteli yakıt seçilmeli (yüksek oktanlı benzin, kükürtlü az motorin… vb.)
- Kurşunsuz benzin kullanımının yaygınlaştırılması,
- Egzozlara filtre takılması zorunlu hale getirilmeli,
- Daha az kirliliğe neden olan yakıtlar tercih edilmelidir.

4.4.Asbest Kirliliği

Doğada değişen miktarda kalsiyum, demir sodyum ve magnezyum ile birlikte bulunan bir grup silikat mineralinin genel adı olan asbest, lifli yapısı ve ateşe dayanıklılığı nedeniyle, otomobil endüstrisinde, fren balataların yüzeyinde sürtünmeyi sağlamak için kullanılır. Fren balataların aşınması sonucunda ortama asbest lifi tozları yayılır.

4.4.1.Asbest Kirliliğin Önlenmesi

Fren balatalarında kullanılan asbestin toz halinde uçmasını önlemek, fosfat gruplarının asbest elyaflarının yüzeyinde tutmasını sağlanır. Veya kullanılan asbest tabakasının yoğunluğuna bağlı olarak, tabakaya üç inç derinliğe kadar penetre olabilen sıvı sodyum silikat püskürtülür. Sodyum silikat, asbest liflerini bir film tabakası şeklinde kaplayarak tozlanmanın önlenmesini sağlar. Ayrıca asbest içermeyen fren balataların geliştirilerek yaygın şekilde kullanıma sunulması gerekmektedir.

5.HAVA/YAKIT ORANININ EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

Benzin motorunda güç azaltılmak veya arttırılmak isteniyorsa yakıt miktarı değil, HFK sabit kalacak şekilde motora emilen toplam yakıt/hava karışımın miktarı, bir gaz kelebeği yardımıyla emme kanalı kesiti kısılarak veya açılarak ayarlanmaktadır. Bu nedenle benzin motorlarında, ilk hareket, ivmelenme, maksimum güç vb. bazı çalışma koşulları dışında hava fazlalık kat sayısının stokiyometrik değer (HFK= 1) civarında tutulması, karışımın tümü yanma odasında homojen olması (yanma odası içinde her yerde HFK= 1 olması), bütün silindirlere gönderilen yakıt ve hava miktarlarının eşit olması (her silindire giden yakıt/hava karışımında HFK= 1 olması) ve çevrimden çevrime farklılıkların olmaması (silindir içindeki ve silindirler arasındaki düzgün HFK dağılımının her çevrimde sağlanabilmesi) amaçlanmaktadır. Karışım oluşturma sisteminin bütün bu şartları sağlamasının mümkün olmadığı durumlarda silindir içinde bölgesel olarak zengin ve fakir karışımlar oluşmakta ve silindirler arası farklılıklar ortaya çıkmaktadır. Bu durumda emisyonlarda artış olacaktır. Benzin motoru eksik hava ile (zengin karışım) çalıştığında CO emisyonu hızla artmaktadır. CO emisyonunun ana nedeni, yanma sırasında yeterli havanın olmamasıdır. Az hava ile yanma durumunda yakıtın karbonunun tümü CO₂’ye dönüşmemekte ve CO olarak kalmaktadır.HC emisyonları zengin karışımlarda yanma tamamlanamadığı için artmakta, karışımın fakirleştirilmesi ile de azalmaktadır. Ancak çok fakir karışımlarda yanma tekrar kötüleştiği için, motorun tasarımına da bağlı olarak belirli bir HFK değerinden sonra yanmamış HC’lar tekrar artış gösterir.NOx emisyonları ise HFK’nın 1,1 değeri civarında bir maksimumdan geçerek zengin ve fakir karışımlara doğru gidildikçe azalmaktadır. Karışımın zenginleştirilmesi sonucu ortamda yeterli hava bulunmaması, fakirleştirilmesi durumunda da sıcaklıkların düşmesi ile NOx’lerin azalmasına neden olmaktadır.

Karbüratör veya püskürtme sistemindeki bir arıza veya ayar bozukluğu HFK 'nı değiştirerek doğrudan yanma sürecine, dolayısıyla emisyonları ve yakıt tüketimini etkiler.

En çok karşılaşılan boşta çalışma (rölanti) ayarsızlığıdır. Benzin motoru boşta çalışırken, ateşleme koşullarının iyi olabilmesi için karışımın içindeki yakıt miktarı artırılmaktadır (zengin karışım). Bu durumda hava yetersiz kaldığından CO ve HC emisyonları çok yüksek değerlere ulaşmaktadır. Bu bakımdan, özellikle boşta çalışma durumunda, karbüratör ve benzin püskürtme sistemi ayarlarının çok iyi olması ve motora, imalatçının öngördüğü miktardan daha fazla yakıt gitmemesi çok önemlidir.Modern elektronik kontrollü benzin püskürtmeli motorlarda is, boşta çalışma sırasındaki yanma koşulları, karbüratörlü motorlara göre iyileştirilmiştir. Bu bakımdan bunlarda HFK sürekli olarak ölçülerek kontrol edilmekte ve boşta çalışırken bile HFK = 1 civarında kalması sağlanmaktadır. Bu nedenle bu motorlarda boşta çalışma emisyonları çok düşüktür (karbüratörlü motorlardan 4-5 kez daha düşüktür). Bu motorlarda ayrıca ayar bozukluklarının, boşta çalışma sırasında, HFK’na etkisi de çok aza indirilmiştir.

Benzin ve dizel motorlarında HFK ’nın (lambda) egzozdaki kirletici konsantrasyonlarına etkisi.

HFK’nın arttırılması egzoz emisyonlarını da etkilemektedir. Karışımın fakirleştirilmesiyle CO ve HC emisyonlarının azaldığı Şekil’de görülmektedir. Hava fazlalık katsayısının arttırılmasıyla CO ve HC değerlerinde önemli azalmalar meydana gelmiştir. CO değeri % 0.11’e kadar düşerken HC değerinin 100 ppm’in altına düşmediği görülmüştür.

HC’ların azalmayışının en önemli sebebi emme zamanında silindir içerisine alınan karışımın, piston ile silindir arasındaki boşluklara girerek yanmaya katılmadan egzoz zamanında dışarı atılmalarıdır. Ayrıca yanma odası cidarında birikmiş ve gözenekli hale gelmiş kurumların hava yakıt karışımlarını absorbe ederek yanmalarını engellediği bilinmektedir.

Hava fazlalık katsayısının CO emisyonuna etkisi. (Gaz kelebek açıklığı:3/4)

Hava fazlalık katsayısının HC emisyonuna etkisi. (Gaz kelebek açıklığı:3/4)

6.HAVA/YAKIT ORANININ KARBÜRATÖRLÜ VE ENJEKSİYONLU MOTORLARDA DEĞİŞİMİ

Karışım oranını tanımlayan hava fazlalık katsayısı, yanma hızını, dolayısıyla açığa çıkan ısı miktarını, basıncın ve sıcaklığın değişimini etkiler. HFK 0,9–0.95 değerleri arasında bulunduğunda yanma hızı maksimumdur. Dönme sayısı arttıkça en büyük yanma hızının elde edildiği HFK, 0,8 değerine doğru kayar. Ancak 0,7 gibi bir HFK değerinin altına düşüldüğünde, şartlara bağlı olarak, kolaylıkla tutuşma sınırının dışına çıkılmaktadır. HFK’nın 0,8 - 0,9 gibi değerlerinde tutuşma gecikmesi süresi ve ana faz süresi kısalmakta ve basınç artma hızı büyümektedir. HFK 0,9’dan büyük ise tutuşma gecikmesi büyür, ana faz süresi ise çok az değişir, basınç artma hızı ve buna bağlı olarak maksimum basınç düşer.

Şekilde karbüratörlü ve enjeksiyonlu sistemde motor devrine bağlı olarak hava yakıt oranı değişimi gösterilmiştir.

Şekilde görüldüğü gibi karbüratörlü sistemin hava yakıt oranı düşük devirlerde zengin karışım oluşturacak şekildedir. Devirdeki yükselmeye paralel olarak hava yakıt oranında da artış görülmektedir. 3500 min^-1 civarında hava yakıt oranı değerine kadar yükselmektedir. Enjeksiyon sistemli motorda ise hava yakıt oranı civarında hemen hemen sabit kalmaktadır. Hava yakıt oranının bu şekilde sürekli stokiyometrik oranda tutulması elektronik kontrol ünitesi tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu sistemin en önemli üstünlüğüdür. Bilindiği gibi stokiyo metrik oranda en mükemmel yanma meydana gelmektedir. Bu sebeple en temiz egzoz emisyonu da bu oranda gerçekleşmektedir.

Karbüratör ve enjeksiyon sisteminde motor devrine bağlı olarak hava/yakıt oranındaki değişim (4/4 gaz kelebek açıklığı)

Karbüratörlü ve enjeksiyonlu sistemde 2500 min^-1sabit devirde motor momentine bağlı olarak hava/yakıt oranının değişimi Şekil ’de sabit motor devrinde enjeksiyonlu ve karbüratörlü sistemin değişik moment değerleri bağlı olarak hava yakıt oranındaki değişimi gösterilmiştir. Şekil ’de görüldüğü gibi karbüratörlü sistemin hava yakıt oranı motor momentindeki değişmeye bağlı olarak 13,8 ile 14,2 değeri arasında değişmektedir. Enjeksiyonlu sistemde hava yakıt oranının bu şekilde karbüratörlüye göre daha fakir ve stokiyometrik orana yakın olarak tutulması elektronik kontrol sistemi tarafından gerçekleştirilmektedir. Böylelikle hem yakıt ekonomisi, hem de daha iyi bir yanma ile temiz egzoz emisyonu sağlanmaktadır.

Fakir karışımlarda ( l = 1,1 – 1,2) ise, tutuşabilme sınırına yaklaşılmış olunduğundan, motorun yapısına bağlı olarak ateşleme ve yanma, çevrimden çevrime değişim gösterir. Karışım fakirleştikçe ateşlemenin sağlanamadığı çevrimlerin sayısı giderek artar.

7.EMİSYON KONTROL SİSTEMİ

Emisyon kontrol sisteminin amacı aracınızdan çıkan egzozun kontrolü ve çıkan zararlı gazları zararsız hale getirmektir. Problem olan gazların bazıları:

· Hidrokarbonlar

· Karbon monoksit

· Karbon dioksit

· Nitrojen oksitler

· Kükürt dioksit

· Fosfor

· Kurşun ve diğer metaller

Bu maddelerin kontrolüne yardımcı olmak için yakıtlarda da değişime gidilmektedir. Ayrıca son imal edilen araçlar yalnızca bu tür yakıtları kullanabilmektedir.
Biraz da iyi haber: Bu tür önlemler atmosfere salınan karbon monoksit ve hidrokarbon oranını %96 oranında azaltmıştır

8.EMİSYON TESTLERİ

Son yıllarda çevre bilinciyle emisyon kontrolleri yapılıp sonucunda devlete "egzoz pulu" dediğimiz yeni bir kazanç kaynağı oluşmuştur. Bu kontrollerin, üzülerek belirteyim, pek ciddi olarak yapılmadığı yolda simsiyah duman atarak giden birçok kamyon ve otobüsten anlaşılmaktadır. Ama biz yine de her şeyin olması gerektiği gibi olduğu varsayımı ile yazımıza devam edelim.
Bu emisyon kontrollerini geçebilmek için arabamızın bakımını itina ile yaptırmalı ve yapılan işleri takip etmeliyiz. Özellikle ateşleme sistemini ve karbüratörü ilgilendiren bütün hava ayarları, rölanti ayarlarıilgili diğer ayarlar çok düzgün olmalıdır.

9.MOTORLU TAŞITLARDAN KAYNAKLANAN EMİSYONLAR

Benzinli Motorlardan Kaynaklanan Emisyonlar

-Karbonmonoksit (CO)

- Azot oksit (NOx)

-Hidrokarbonlar (HC)

-Dizel motorlardan Kaynaklanan Emisyonlar

- Karbonmonoksit (CO)

- Azot oksit (NOx)

-Partikül Madde (PM)

Hava kirliliğinin önemli nedenlerinden biri olan motorlu taşıtların egzoz emisyonları; ağırlıklı olarak; Azot oksitler (NOx), Karbon monoksit (CO) ve Yanmamış hidrokarbonlar (HC), Partikül Madde (PM), Kükürt oksitler (SOx), Kursun (Pb), içermektedir. İçten yanmalı motorlar tarafından üretilen hava kirliliği yakıtın yanması veya buharlaşması sonucu ortaya çıkar.Bu kirletici Emisyonlar insan sağlığı, hayvanlar ve çevre acısından zararlı ve tehlikeli etkilere sahiptirler. Hava hacimsel olarak yaklaşık %21 O2 ve % 78N2, %1 Argon (Ar), karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve su buharı (H2O) gibi çeşitli gazlardan oluşmaktadır. Atmosferin bileşimindeki küçük değişimlerin bile büyük iklimsel değişimlere yol açabileceği gerçeği hava kirliliğinin önemini ortaya koymaktadır.Atmosferdeki kirletici emisyonlardan CO2’nin %93, HC’nin %57’si NOx’in %39 u SO2’(Dizel) nin %1’i motorlu taşıt kaynaklıdır. Taşıtlar yasal olarak tespit edilmiş emisyon seviyeleri içinde çalışmakla zorunlu tutulmuşlar ve çoğu zaman düşük emisyonlar ile yakıt ekonomisi arasında bir uyuşma mevcut olmaktadır. Motorlu taşıttaki kirletici emisyon noktalarıFarklı motorlar arasında CO, NOX ve HC emisyonları ateşleme zamanı, yük, hız ve belirli hava/yakıt oranı gibi değişkenlere bağlı olarak farklılık göstermektedir. Hava/yakıt oranına bağlı olarak meydana gelen tipik emisyon değişimleri görülmektedir. Taşıtlarda hava kirliliği yaratan kirletici kaynaklar, motor cinsine göre değişmektedir. Benzinli motorla çalışan bir taşıtın başlıca kirletici kaynakları şunlardır.

• Egzoz borusu (asıl kaynaktır)

• Yakıt deposu

• Kartel havalandırma

• Karbüratör

• Fren balataları ve lastikler

9.1.Yakıt Deposu

9.1.1.Depo Boş Ve Soğukken Sistemin Çalışması

Araçlarda yolculuk esnasında ve özellikle motor soğukken ilk çalışma esnasında yakıt deposu yakıt tüketiminden dolayı yavaş yavaş boşalır. Bu da yakıt tank hacminin azalmasına neden olur. Benzer şekilde yolculuk sonunda havanın soğuması veya geceleri sıcaklığın düşmesinden nedeniyle yakıtın sıcaklığı düşer. Yakıttaki sıcaklık düşmesi de yakıtın hacmini azaltır.

Yakıt tankında basıncın düşmesi tankın içeresinde bir vakumun oluşmasına neden olur. Eğer vakum alınmazsa yakıt tankının içeri doğru büzülmesine (çökelmesine) neden olur. Bunun sürekli ve şiddetli olması yakıt deposuna zarar verir. Vakumu önlemek için iki yönlü havalandırma valfinde içeri doğru açılan lastik bir valf vardır. Bu valf depodaki basınç 0,1 Bar’ın altına düştüğünde havanın içeri girmesine müsaade eder.

9.1.2.Dolum Esnasında Kaçakların Önlenmesi

Yakıt tankı hızlı bir şekilde tam olarak doldurulursa hava ve buharlar, dolgu boğazından yukarı doğru hareket ederek doldurma borusunun ağzından dışarıya kaçar. Bu kaçaklar buhar şeklinde olduğu gibi sıvı şeklinde de olabilir. Sistemdeki ağırlık kontrollü valfin görevi yakıt deposu tam olarak doldurulduğunda, dolgu boğazının ağzındaki emisyon kaçaklarını toplamaktır. Bu iş ağırlık kontrollü valfin iğne ve küresel kısmının yukarıda tutulmasıyla atmosfere olan kaçaklar önlenerek sağlanmaktadır. Bir geri dönüş yardımıyla kaçak yakıtlar depoya geri gönderilir.

9.1.3.Yakıt Deposu Havalandırma Sistemleri

Otomobillerin yakıt depoları plastik materyallerden yapılmaktadır. Dolgu boğazı ise yakıt deposu ile ya bir bütün olarak ya da sonradan birleştirerek yapılmaktadır. Aynı şekilde iki yönlü havalandırma valfi doldurma borusuna bitişik veya ayrı da yapılabilir. Ayrıca ağırlık kontrolü valfte daha altta yerleştirilebilir. Bu düzenleme ile içeride üç bağlantı oluşur; bir havalandırma borusu çıkışı bir dolgu boğazı bağlantı borusu ve bir de overflow hortumu

9.1.4.Yakıt Deposu Isınmış Durumdayken Sistemin Çalışması

Motorlarda yakıt besleme sistemleri çoğunlukla yakıtı karbüratör ya da enjeksiyon sistemine pompalar. Besleme sisteminde durgun yakıtın ısınıp buharlaşmasını önlemek için yakıtın bir kısmı geri dönüş borusu yardımı ile depoya geri gönderilir. Bundan dolayı motorla yakıt deposu arasında sürekli bir yakıt sirkülasyonu vardır. Bu sirkülasyon yakıt sıcaklığının dengede tutulmasını sağlar. Bununla birlikte yakıt depoya ısınmış olarak döndüğünden depodaki yakıtın hacmi artar dolayısıyla da depodaki basıncı yükseltir ve depoda dışa doğru kabarır. Aynı şekilde aşırı sıçramalar (dalgalanmalar) ve sıcaklık artışı yakıtı buharlaştırarak yakıt deposundaki basıncı yükseltir. Yakıt deposu basıncı belirli bir değeri (bu genellikle 0,3 bar civarındadır) aşınca iki yönlü havalandırma valfi yay tansiyonunu yenip valfi iterek fazla basıncı atmosfere açar.

9.2.Motor Rölantide Çalışıyorken Veya Duruyorken

Motor rölantide çalıyorken veya duruyorken kesici valfin diyaframına vakum etki etmeyeceğinden dolayı kanisterden yakıt buharı emme manifolduna giremez yakıt tankından buharlaşan yakıt geniş havalandırma borusundan en yüksek noktaya kadar yükselir. Bu esnada soğuk ve geniş olan dolgu boğazının yüzeyinin etkisiyle yakıt buharının bir kısmı yoğunlaşarak tekrar depoya akar geri kalanlar ise buharlaşama basıncının etkisiyle yakıt buhar hattı yolu ile kanistere giderler. Kanisterderde bulunan aktif karbonlar aynen bir sünger gibi yakıt buharını emer.

9.3.Motor Normal Sürüş Esnasında Çalışıyorken

Motor rölanti devrini üstünde bir devirde çalışıyorken vakum sinyal borusunda yüksek bir vakum oluşur bu vakum, vakum kesme valfinin yukarı doğru kalkarak açılmasını sağlar. Ayrıca manifolddan temiz hava borusu ile gelen temiz hava kanisterin dibinden yukarı doğru yayılır. Bu yukarı doğru yayılan temiz hava yakıt buharlarını da alarak açık olan valften buhar tahliye borusuna girer. Tahliye borusunda da emme manifolduna ulaşır ve karşım ile birlikte yakılır. Kanister karbon filtresi 48 000 km (30 000mil) de ya da 2 yılda bir değiştirilmelidir.

9.4.Karter Emisyonları

9.4.1.Seyir Halindeki Bir Araçta Oluşturulan Kartel Havalandırma Sistemi

Bu havalandırma yöntemi; taşıt hareket halindeyken aracın alt kenarı ile yol yüzeyi arasında oluşan hava akımına maruz kalan bir boru ile karteri birleştirir. Bu nedenle araç hareket ederken hareketli hortum ile araç arasındaki göreli hız, araç hızıyla artan bir vakum oluşturur. Aynı zamanda önden veya yandan rüzgâr vurursa hava borusu çıkışından vakumun artmasına yardım eder.

İç gaz sirkülasyonu karterden aşağı sarkan çıkış borusu ile üst karter havalandırma ya da yağ doldurma kapağı arasında tamamlanır. Şekil(a ve b ) böylece aracın hareketi çıkış borusunda vakum oluşturabilmek için yeterli olur. Hava üst karter havalandırma kapağından içeri girecek itici çubuklara ve kam mili kanallarına geçecektir. Daha sonrada alt kartere dolacaktır. Dönen krank mili ve balans ağırlıkları taze havanın çıkış borusuna yönlendirme için dairesel bir kısmi vakum yolu oluşturur. Ve bu gazlar çıkış borusu ve yağ-duman ayıracı yoluyla atmosfere çıkarılır. Şekil(a) bu havaya kapılan yağ buharının büyük bir kısmi ayıraçta yoğunlaşır ve geçişleri zorlar. İşte bu yüzden havanın ve gazların birçoğunun çıkışına izin verilmiş iken motorun pompasına doğru gazlar geri çekilir.

Özellikle aşınmış ve eskimiş motorlarda yüksek motor hızlarında karterdeki basınç artışı havalandırma borusunun işlevini zayıflatabilir. Buda karterdeki hava ve gazların akış yönünün geri tepmesine neden olabilir. Hava gaz ve yakıt buharının bir kısmı sırf bu yüzden üst karter havalandırma kapağını yukarı kaldırmaya zorlar(şekil(b)) bunun belirtisi özellikle aşınmış motorlarda kaçak gazların önemli bir miktarı üst karter havalandırma kapağının dışında aşırı derecede sıçramış yağ şeklinde kendini göstermesidir.

40 km/h civarındaki hızların altında motorun alt karterinde gerekli olan sirkülasyonu oluşturmak için havalandırma borusu etrafındaki hava hareketi yetersizdir. Bu yüzden alt ve üst karterde kaçak gazların birikmesi ve yoğunlaşması yağlama yağını kirletir ve böylece özelliğini kaybeden yağ sürtünen iki yatak parçası arasındaki aşınmaya faydalı olamaz bu sistemim bir başka sınırlılığı da gaz dumanlarının atmosfere atılması suretiyle kirliliğe yardım etmesidir. Eskiden motorların iç temizliği bu şekilde yapılırdı.

9.4.2.Pozitif Karter Havalandırma (PVC) Sistemi

Bu ikinci metot: hava sirkülasyonunun yanında istenmeyen yanmış ya da yanmamış gaz buharlarının taşınması için manifold vakumunu kullanır. Şekil.

Araç seyir halinde iken filtreden kartere temiz hava verilmektedir. Taze hava karter içindeki buharlarla karışmaktadır. PVC valfi ise bu buharları silindir içine göndererek yakıt-hava karışımı ile yanmasını sağlamaktadır.

9.4.2.1.Açık Ve Kapalı PVC Sistemi

Daha önceleri PVC sistemleri açık hava sirkülasyon metodunu kullanırlardı ve hava filtresi ile külbütör kapağı arasında bir hortum yoktu. Bununla birlikte eski motorlarda piston kaçakları üst karter havalandırma kapağından (yağ doldurma kapağı ) direkt olarak atmosfere atılırdı. Mevcut PVC sistemleri yüksek hızları aşırı miktardaki gaz kaçaklarını hava filtresi ve ventüri aracılığıyla silindire geri çeken kapalı sistemi kabul etmişlerdir.

9.4.2.2.In-Line Tip (I Tipi) Motor PVC Sistemleri

İn-Line tip motorlarda yaygın olarak kullanılan iki tür sirkülasyon düzeni vardır. Birincisi havanın, hava filtresine bağlı plastik bir hortum vasıtasıyla üst kartere (külbütör kapağına )çekildiği bir hortum vardır. Hava külbütör kapağından alt kartere iticiler ve kam mili pasajları yoluyla akar ve yağ-duman ayıracı yoluyla da karterden emme manifoldunda ki merkezi bir noktaya çekilir. Böylece gaz ve buharlar her emme strokunda silindirlere gönderilmiş olurlar. Yani motor kendi kaçak gazlarını tüketir. Bu gazların bir kısmı yanma sürecine yardım eder ve normal egzoz çıkışından egzoz sistemine geçerler.

Aşınmış motorlarda, çok yüksek veya ender olarak çok düşük motor hızlarında karter emme manifoldu arasındaki akış yolu kaçak gaz temini için yetersiz kalır. Bu andan itibaren külbütör kapağından kartere ya da hava filtresine doğru ventüri yoluyla çekilen akışın yönü açılıp kapanır. Böylece kaçak gazlar külbütör kapağı ve karter yolu aracılığı ile yanma odasına çekilir.

9.4.2.3.V Tipi Motorlarda PCV Sistemi

Yaygın olarak kullanılan PCV sistemleri şekilde hava filtresini külbütör kapağının sağ tarafına bağlayıp havanın ilk önce silindirlere girmesini sağlarlar daha sonra yatay olarak itici çubuklar yoluyla külbütör kapağının sol tarafına akan hava ve kaçak gazlar dönen krank mili tarafından kartere çekilmeye zorlanır ve de çekilir. Çekilen hava ve gazlar PCV valfi ve geri dönüş hortumu yoluyla emme manifolduna doğru zorlanır son olarak bu gazlar motorun emme stroku boyunca taze yakıt-hava ile birlikte silindirlere doğru akarlar.

Çok yüksek devirlerde çalışan aşınmış motorlarda oluşan ekstra gaz kaçakları, hava sirkülasyon yönünün silindir sırasının sağ etrafına doğru değişmesine sebep olur. Böylece kaçak gazların ve karterde dolan havanın bir kısmı direk olarak hava filtresi ve ventüriye çekilmiş olacaktır. Aynı zamanda sol silindirlerin külbütör kapağındaki hava ve gazların soldaki emme manifolduna doğru zorlanmasını sağlar. Bu yüzden karter sirkülasyon sistemi, aşırı kaçak gazlardan dolayı ek bir kompresyon yığılmasının üstesinden gelebilir.

Alternatif bir hava sirkülasyon metodu da, dizel motorlarında yaygın olarak benimsenen ve her silindir dizisi için emme manifolduna bağlanan bir külbütör kapağı kullanılır. Sirkülasyon, alt karteri hava filtresine bağlayan bir hortumla sağlanır. Hava ve toplanan kaçak gazlar her silindir için sağlanan havalandırma pasajlarının içinden yukarı doğru çekilir ve külbütör boşluğuna dolarlar. Daha sonra bu gazlar emme manifoldunun merkezine yerleştirilmiş çift portlu pozitif karter havalandırma valfine beraberce birleştirilmiş bir borunu içinden geçerek silindirlere dolarlar.

İticilerin ya da külbütör parmaklarının rengi hava sirkülasyonunun yeterli olup olmadığına dair bize bir bilgi verebilir. Şayet yağ lekeleri ve sisleri açık, temiz, bariz kendi renginde ise sirkülasyon normal çalışıyordur. Eğer ki çikolata kahverengisinde ise PCV’de ya da vakum dönüş hortumunda tıkanıklık vardır.

9.5.Pozitif Karter Havalandırma (PCV) Valfleri

Karter ve külbütör kapağının içindeki hava sirkülasyonunun akış hızı, pozitif karter havalandırma valfi (PCV valfi) tarafından kontrol edilir. PCV valfinin açılması veya kapanması emme manifoldu vakumu ile sağlanır. Rölantide gaz kelebeği kapalı iken emme manifoldunda ki vakum yüksektir ve bu nedenle PCV valfide kapalı olacaktır. Motorun yüksek devirlerinde ise gaz kelebek açıklığı artar ve bu noktada emme manifold vakumu düşüktür. Bu düşük vakum valfi tamamen açık pozisyona alacak ve bu suretle havalandırma sisteminin içindeki hava akışı maksimum olacaktır. Manifold vakumu çok yüksek olursa valf yaya karşı kapanır ve hava sirkülasyonunu keser. Buna mukabil emme manifoldunda bir geri tepme olursa, valf otomatik olarak ters yöne doğru hava sirkülasyonunu kesmek için hareket eder. PVC valfi olmayan sistemlerde, çok miktardaki hava silindirleri dolar ve rölanti devirlerinde karışımın fakirleşmesinden dolayı düzensiz çalışmalar olur. İki tip PCV valfi vardır. Bunlar;

9.5.1.Yarık Tip PVC Valfi

Bu valf bir silindir içinde kayan helisel yarıklı bir plancırdan oluşmaktadır. Manifold vakumu artarken plancır silindirin içine doğru çekilir. Böylece plancır yarığından geçen havanın kontrol hacmi azalır ve sonuç olarak hava sirkülasyon miktarı azalmış olur. Motorun yüksek devirlerinde olduğu gibi bir vakum dalgalanması olursa plancır yarığının ucu serbest haldeki yay ile temas eder ve yayı vakum etkisine karşı kurar. Bu yay aslında valfin tamamen kapanmasını önler. Bununla birlikte motor normal çalışma koşullarına döndüğünde kurulmuş olan yay, plancırı geriye doğru itecektir. Böylece plancır yarık genişliği yani kontrol hacmi artacaktır. Motor stop edildiğinde ise yay plancırı geriye doğru iter ve plancır geçiş kanallarının tamamını kapatır. Benzer şekilde emme manifoldunda basınç tepmesi olursa valf aniden stop konumuna doğru çekilir.

9.5.2.Konik Tip PCV Valfi

Bu valfin arka ucunda bir flanş ve ön kısmında ise değişken orifisli konik bir uç vardır. Bu flanşın arka ucu, şayet motor geri teptiğinde yay tutucu ve kapak olarak görev yapar. Plancırın ön kısmı ise değişken orifis olarak görev yapar. Jikle pimi oyuk plancırın içine yerleşiktir ve böylece rölanti çalışması boyunca yüksek vakum sebebiyle yerine oturan konik uç, mevcut olan havanın bir kısmının sarkık haldeki jiklepim çukurunun içinden sirkülasyonunu sağlar. Motorda kabul edilen basınç dalgalanması jikle pimini titretir ve orifisin tıkanmasını önler. Gerçekte bu tıkanıklığa su kirlenmesi ve ısı oksidasyonu sebep olur. Şayet motorda geri tepme olursa ya da motor stop edilirse geri getirmeyi yayı çabucak valfi stop rondelası ya da puluna doğru hareket ettirir. Böylece akış kanallarını tamamen katmış olur.

9.6.Fren Balatası Ve Lastiler

9.7.Piston-Segman Kaçakları

Piston ve segmanlar, silindir cidarları ile piston arasında sızdırmazlık sağlayacak şekilde dizayn edilmişlerdir. Bununla birlikte pratikte bir miktar yanmış gaz ve kompresyon karterde vardır. Pistonun segman bölgesini geçen bu gazlar ya yanmamış hava-yakıt karışımı ve hidrokarbonlar ya da su (H₂O), karbondioksit (CO₂), karbon monoksit (CO) gibi tam yanma ürünleridir.

Özellikle aşınmış ve eskimiş motorlarda motor hızı arttıkça kaçak gaz miktarı da artar. Hatta bu kaçaklar daha yüksek devirlerde belirgin bir şekilde açığa çıkarlar. Kaçak gazlar piston yarık boşluğuna ve segman yuvarlarına dolarlar. İşte bu gazlar bazı kritik motor devirlerinde büyük problem oluşturabilirler. Bu problem yaygın olarak segman genişliğinin azaltılması ve silindir duvarlarının radyal basıncının artırılması ile çözülmeye çalışılmıştır. Yine de her segman genişliği için kritik bir hız vardır. Bununla birlikte segman yarık boşluğunun aşırıya kaçmaması koşuluyla, normal motor hızları dışında oluşan titreşimleri sınırlayabilir.

Sonuç olarak kaçak gazlar, motor kompresyon oranını ve açığa çıkan gücün azalmasına iki kat etkir. İlk olarak bu etki, kartelde patlamaya sebep olabilecek yüksek miktarda tutuşabilir H-Y karışım konsantrasyonuna yol açabilir. İkinci olarak H-Y karışımı ve kısmi ya da tam olarak yanmış gazlar yoğunlaşacak ve motorun yağlama yağını kirletebilir. Bu olay yağların moleküler yapısının bozulmasına, yağ miktarının ve oksidasyon direncinin azalmasına aynı zamanda da yatakları çok yüksek aşınma derecesine maruz bırakan bir balçık üretimine yol açar.

Gaz kaçaklarını tamamen yok etmek mümkün olmadığı için karterde yayılan bu istenmeyen yanmış gazları dışarı taşıyan düzenli bir hava akımı oluşturulur. Kaçak gazların ve dumanların karterden nakledilmesi gazların çıkış yerinde bir vakum oluşturularak yapılır. Yani basınç altındaki kaçak gazlar. Düşük basınçlı karter bölgesine doğru çekilir. İşte bu vakumu oluşturmak için iki yöntem vardır. Bunlar

1. Seyir halindeki bir araçta oluşturulan karter havalandırma sistemi

2. Emme manifoldunda oluşturulan pozitif karter havalandırma

10.EGZOZ GAZINDAN KAYNAKLANANEMİSYONLAR

10.1.Karbon monoksit (CO)

Karbon monoksit, yakıt içindeki karbon tamamen yanmadığında oluşan renksiz, kokusuz ve zehirli bir gaz olup ülke çapındaki bütün CO emisyonlarının yaklaşık % 60’ını, şehirlerde % 95 kadarına karayolu taşıtları sebebiyet vermektedir. Bu emisyonlar, özellikle trafik sıkışıklığının yoğun olduğu bölgelerde yüksek CO konsantrasyonları ile sonuçlanabilmektedir. CO emisyonlarının diğer kaynakları ise endüstri prosesleri ile kazan ve cop yakma fırınlarında yakılan yakıtlar teşkil etmektedir.CO emisyonları yük ve hız değişimlerine büyük oranda duyarsız olup hava/yakıt oranına karsı daha duyarlı davranmaktadır. CO oluşumunu etkileyen en önemli faktör hava fazlalık katsayısıdır. Karışım zenginleştikçe, yanma odasına alınan yakıtın içindeki karbonun tamamını CO2 seklinde yakacak oksijen bulunmadığından, CO oranı hızlı bir şekilde artmaktadır. Buji ile ateşlemeli motorlar, kısmi yüklerde yakıt ekonomisi acısından stokiyometrik orandan biraz fakir karışımlarla çalışmakla birlikte, tam yükte belirli bir kurs hacmi için emilen havadan tam olarak yararlanmak amacıyla zengin karışımla çalışırlar. Dolayısıyla buji ile ateşlemeli motorların CO emisyonunun kontrolü önemlidir. Otomobillerden yayılan CO emisyonları soğuk havalarda dramatik olarak artmaktadır. Bu durum otomobillerin soğuk havalarda çalıştırılması için daha fazla yakıta ihtiyaç duymasından ve O2 sensörleri ile katalitik konvertörler gibi bazı emisyon kontrol aygıtlarının soğuk iken daha az etkin çalışmalarından kaynaklanmaktadır. CO, kana geçerek vücudun organ ve dokularına O2

Dağıtımını azaltır. CO’e maruz kalmak hasta bireylerin yanı sıra sağlıklı bireyleri de olumsuz yönde etkilemektedir. Yükseltilmiş CO seviyelerindeki is, görüş bozukluğu, is yapma kapasitesinde, el becerisi gerektiren islerde ve öğrenme kabiliyetinde azalma gibi olumsuzlukları meydana getirmektedir. EPA’nın halk sağlığı standardına göre hava kalitesi, günün ikinci 8 saatlik zaman dilimi boyunca yapılan ölçümler için max.Ortalama CO konsantrasyonu milyonda 9’un üstüne çıkmamalıdır.

10.2.Partikül Maddeler

Partikül maddeler, ulaşım araçlarında, endüstriyel proseslerde ve ısınma ihtiyacında yakıtların yanması sonucu oluşur. Dizel motorlu taşıtlarda partiküller, karbonkarbon-hidrojen bağları ve yakıttaki kükürtten kaynaklanan kükürt dioksit ve hidrojen sülfürden oluşmaktadır.Partiküller çapları bakımından tehlike sınıflandırmasına tabidirler. Yani partikül çapı küçüldükçe çevresel ve sağlık acısından tehdidi de buyur. Partiküllerde tehlikeli sınıfına girenler çapı 10 mikrometreden küçük olanlardır. Çünkü PM10 sınıfındaki partiküller akciğerlere kadar kolayca ilerleyebilmektedir. Hatta bazen kana bile karışabilmektedir. Partiküllerin fiziksel ve kimyasal özellikleri de çok önemlidir. Çünkü partikül haldeki bazı elementler ölümcül olabilir. Dizel motorların egzozundan benzopyrene gibi kanserojen bir madde çıkabildiğinden uzun sure tesirinde kalınmamasına dikkat edilmesi gereklidir. Partikül maddeler nefes darlığına da yol açabilmektedir.

10.2.1.Parçacık Emisyonlarının Zararları

Enerji tüketiminden kaynaklanan parçacık emisyonları, bir diğer önemli kirlilik kaynağıdır ve miktarı sürekli artış göstermektedir. Türkiye'de türetilmiş bazı emisyon faktörleri baz alınarak ve yabancı emisyon faktörlerinin de desteği ile hesaplanmıştır. Buna göre parçacık emisyonu açısından önemli iki sektör konut ve sanayidir 1985 yılında konut sektörü enerji tüketiminden oluşan 672 bin ton parçacık emisyonunun, 365 bin tonu odun, 232 bin tonu da hayvan ve bitki artıklarının yakılmasından kaynaklanmaktadır. Konut sektöründe 2010 yılındaki toplam parçacık emisyonu 719 bin ton, odun tüketiminin katkısı 415 bin ton olarak hesaplanmıştır. Parçacık üretimindeki diğer önemli sektör sanayidir ve ilerideki yıllarda sektörel katkı açısından ilk sırayı alması beklenmektedir. 1985 yılında sanayi sektöründe enerji tüketiminden oluşan parçacık emisyonları 230 bin ton, 2010 yılında beklenen emisyonlar 1 milyon ton dolayındadır. Bu emisyonların büyük bir kısmı linyit tüketiminden kaynaklanmaktadır. 1985 yılındaki 230 bin tonun 213 bin ton'u, 2010 yılındaki 1 milyon tonun 825 bin tonu sadece linyit tüketimi kökenlidir. Termik santrallarda, filtrelerin devrede olması nedeniyle parçacık emisyonları kısmen kontrol altındadır. Bununla birlikte 1985 yılında 35 bin ton dolayında olan emisyonların, 2010 yılında 129 bin tona ulaşması beklenmektedir. Tarım ve ulaştırma sektörlerinde yakıt tüketiminden kaynaklanan parçacık emisyonları, diğer sektörlere oranla daha azdır. 1985 yılında tarım sektöründe 6 bin ton, ulaştırma sektöründe 17 bin ton olarak hesaplanan emisyonların, 2010 yılında sırasıyla 21 bin ton ve 57 bin tona ulaşması beklenmektedir

10.3.Kükürt dioksit (SO2)

Renksiz, sert kokulu, yanmaz, patlamaz bir gazdır. Dizel yakıtlarda az da olsa kükürt bulunur. Yakıttaki kükürt, silindir içinde yanarak kükürt dioksiti oluşturur. Yüksek konsantrasyonda olduğunda nefes almada güçlük gibi bir sorun doğurur. Astımlı hastalar için tehlikelidir. Gözlerde ve mukozada da rahatsızlık oluşturur. Atmosferdeki konsantrasyonu 785 μ g / m3, e (300 ppb) ulaştığında tadı, 1305 μ g / m3 (500 ppb) değerine geldiğinde kokusu algılanır. Ayrıca su buharı ile birleşerek sülfürik asit oluşturabilirler. SO2 oksijenle de birleşebilir. Bu durumda ise kükürt tri oksit oluşur. Kükürt tri oksitte çok zehirli bir gazdır.

10.3.1.SO2 Emisyonlarının Verdiği Zararlar

Türkiye'deki enerji kökenli emisyonlar açısından en önemli parametrelerden biri de SO2'dir. Özellikle düşük kaliteli linyitlerin kontrolsüz yakılması sonucu oluşan SO2 emisyonları, termik santrallar ve yoğun yerleşim bölgelerinde yoğun kirlilik problemleri yaşanmasına neden olmaktadırlar. Türkiye'de türetilmiş bazı emisyon faktörleri baz alınarak, yabancı emisyon faktörlerinin de desteği ile hesaplanan SO2 emisyon değerleri büyük boyutlardadır ve sürekli artmaktadır. Buna göre, 1985 yılında 1 milyon ton mertebesinde olan SO2 emisyonları, 2010 yılında 3,5 milyon tonun üzerine yükselecektir. 1985 yılında konut sektörü enerji tüketiminden oluşan 369 bin ton SO2 emisyonunun, 312 bin tonu sadece linyit tüketiminden kaynaklanmaktadır. Konut sektöründe 2010 yılındaki toplam emisyon 608 bin ton, linyit tüketiminin katkısı 548 bin ton ‘dur. Tarım ve ulaştırma sektörlerinde motorin tüketimine bağlı olarak SO2 emisyonları hızla artmaktadır. Bununla birlikte bu iki sektörden oluşan emisyonların toplam içindeki payı oldukça düşüktür. Tarım sektöründe 1985 yılında 20 bin ton, ulaştırma sektöründe 55 bin ton dolayında olan SO2 emisyonlarının, 2010 yılında sırasıyla 75 bin ton ve 185 bin ton dolayında gerçekleşmesi beklenmektedir. Sanayi sektöründen oluşan ve tahmin edilen emisyonlar, 1985 yılı için 268 bin ton ve 2010 yılı için 1 milyon 24 bin ton dolayındadır. Bu emisyonların temel kaynağı yine linyit tüketimidir. Termik santrallardan oluşan SO2 emisyonları 1982-1995 yılları itibariyle de santral bazında verilmektedir. 1985 yılı itibariyle 241 bin ton olan termik santral katkısının 2010 yılında 1 milyon 762 bin ton gibi büyük bir değere çıkması ve toplam SO2 emisyonundaki ağırlıklı sektör olması beklenebilir. Ancak kurulması planlanan desülfürizasyon sistemleri ile bu emisyonların çok düşeceği de gerçektir.

10.4.Azot Oksitler (NOX)

NOx, değişik miktarlarda azot ve oksijen içeren fazlaca reaktif bir gazdır. Hava yakıt karışımı içindeki NOx, yanma odası sıcaklığı yaklaşık 1800°C ye yükseldiğinde azot (N2) ve oksijen (O2) nin birleşmesiyle oluşur. Eğer sıcaklık 1800°C’nin üstüne yükselmez ise, N2 ve O2, NO gazını meydana getirmeden egzoz sisteminden dışarı atılır. Azot ve oksijen gazlarının değişik moleküllerinin birleşmesi ile NO, NO2, N2O, N2O3 vb. gibi çeşitli gazlar ortaya çıkar ki bunların hepsine birden “Azot oksitler” denir ve NOx olarak ifade edilir.NO2 renksiz ve kokusuz olmasına rağmen genel bir kirleticidir ve NO2 partikülleri havada sık sık kırmızımsı kahverengi bir tabaka olarak kent alanlarının üzerinde görülebilir. Buji ile ateşlemeli motorlarda NO2/NO oranı ihmal edilebilecek düzeydedir. Benzin gözardıedilebilecek seviyede azot içerdiğinden, NO oluşumunun asıl kaynağı atmosferik (moleküler) azot (N2)’dir. NO’nun atmosferik azotu parçalamasından

N2+O _ NO+N

N+O2 _ NO+O

N+OH _ NO+H

Şeklinde denge reaksiyonları sonucu meydana geldiği varsayılmaktadır.Egzoz gazları içindeki NOx gazlarının % 95’i NO (azotoksit)’tir.

N2 + O2 (ISI) _2NO

NO atmosferdeki oksijen ile birleşerek NO2 meydana getirir.

2NO + O2 (ISI) _ 2NO2

NOx emisyonlarını azaltmak için; hem yanma odası içindeki sıcaklığın 1800°C’ye ulaşmasını önlemek ve yüksek sıcaklıklara ulaşılan sureleri kısa tutmak, hem de oksijen konsantrasyonunu düşürmek gerekmektedir. Hava-yakıt oranının stokiyometrik orandan daha zengin olmasıyla NOx konsantrasyonunun düşmesinin nedeni oksijen miktarının azalması, oldukça fakir karışımlarda düşmesinin nedeni ise yanmanın yavaş olması ve maksimum sıcaklığın düşük olmasıdır. Ateşleme zamanına avans veya rötar verilmesi, yanma odası içinde oluşan maksimum sıcaklığı değiştirdiğinden NOx konsantrasyonu da değişir. Teorik hava-yakıt oranı için NOxkonsantrasyonu ateşleme zamanına avans verdikçe yüksek yanma sıcaklığına bağlı olarak önemli derecede artmaya baslar.Yanma esnasında alev cephesi silindir içerisinde ilerlerken NO’nun esas olarak alevin arkasında yüksek sıcaklıklı yanmış gaz bölgesinde meydana geldiği kabul edilmektedir. Yine genişleme kursu suresince yanmış gazlar soğurken, NO’nun ayrışma reaksiyonları sona erdiğinden, egzoz koşullarındaki denge durumunda olması gerekenden daha yüksek konsantrasyonda NO oluşumu söz konusudur.

10.4.1.NOx Emisyonlarının Etkileri

Türkiye'de miktarı hızla artan diğer bir kirlilik kaynağı da NOx emisyonlarıdır. Bu emisyonlar yine Türkiye'de türetilmiş bazı emisyon faktörleri [18-20] baz alınarak ve yabancı emisyon faktörlerinin de desteği ile hesaplanmıştır. Buna göre NOxemisyonları açısından önemli iki sektör konut ve ulaştırmadır 1985 yılında konut sektörü enerji tüketiminden oluşan 95 bin ton NOxemisyonunun, 43 bin tonu sadece linyit tüketiminden kaynaklanmaktadır. Konut sektöründe 2010 yılındaki toplam emisyon 140 bin ton, linyit tüketiminin katkısı 76 bin ton olarak hesaplanmıştır. Tarım sektöründe 1985 yılında 28 bin ton, ulaştırma sektöründe 173 bin ton dolayında olan NOx emisyonlarının, 2010 yılında sırasıyla 107 bin ton ve 600 bin ton dolayında gerçekleşmesi beklenmektedir. Sanayi sektöründen kaynaklanan enerji kökenli NOx emisyonları, 1985 yılında 36 bin ton ve 2010 yılı için 146 bin ton olarak tahmin edilmektedir. Bu emisyonların temel kaynakları linyit ve petrol ürünleri tüketimidir. 1985 yılı itibariyle NOxemisyonları açısından 25 bin ton olan termik santral katkısının 2010 yılında 225 bin tona ulaşacağı beklenmektedir.

10.5.HC Emisyonları

Hidrokarbonlar, yakıtların eksik yanması veya tutuşamaması sonucu meydana gelirler ve yaklaşık olarak motora giren yakıt miktarının %1-1,5’ini oluştururlar. Yanma odasını çevreleyen dar boşlukların sıkıştırma esnasında yakıt-hava karışımı ile dolması, yakıtın yağ tabakaları içinde absorbsiyonu, kalıntıların yağ filmi etkisi göstermesi, silindir içinde sıvı yakıt kalması ve supap yatak boşluklarında karışım sızması seklindeki mekanizmalar en önemli HC kaynaklarıdır. Yanma odası içinde bulunan çok küçük hacimli bölgelere, hava ve atık gazlar girebilmekte iken bu küçük hacimler içinde alevin ilerlemesi mümkün olmadığı için, bu boşlukların yanmamış HC oluşumuna nemli katkısı vardır.Değişken çalışma koşullarında hava/yakıt oranı, egzoz gazlarının tekrar cevrime gönderilme miktarı, ateşleme zamanlaması gibi faktörler tam olarak kontrol

edilemediklerinden, yanma kalitesi düşer ve yakıtın bir kısmı hiç yanmayabilir veya kısmen yanabilir. Bu gibi durumlarda HC emisyonları otomobilden dışarı atılan yanmamış gazlardır veSupap bindirmesi esnasındaki gaz kacakları,

-Silindir iç cidarları üzerinde kalan yanmamış gazın egzoz cevrimi esnasında dışarı atılması,

-Kotu yanma sonrasında yanmamış gazların mevcudiyeti,

-Tüm alev cephesinin yanma odasının duvarlarına ulaşmasından önce alevinsönmesi

-Yetersiz yanma zamanı veya hava-yakıt karışımının çok zengin veya çok

Fakir olması durumunda tamamlanamayan yanmanın oluşturduğu yanmamışgazlar vb. sebeplerden kaynaklanır. Karışım zenginleştikçe tam yanmanın gerçekleşebilmesi için yeterli oksijen bulunamadığından HC emisyonları artacaktır. Karışım fakirleştikçe ise belirli noktadan sonra düşük alev yayılma hızından dolayı yakıtın tamamı yanamadan dışarı atılacak ve böylelikle de yine HC emisyonları artacaktır. Motor freni ve hız kesme (yavaşlama) esnasında gaz kelebeği tamamen kapalı konumdadır verölanti kanalından silindir içine bir miktar yakıt emildiği halde bunu yakacak yeterli hava giremez. Böylelikle düşük kompresyon ve zengin bir karışım meydana gelir. Düşük sıkıştırma ve yetersiz oksijen, eksik yanmaya sonuç olarak da HC emisyonlarının artmasına neden olur.

10.6.Karbondioksit (CO2)

Yakıtın motor işinde yanması sonucu belli bir miktar karbondioksit oluşur. Taşıtlardan kaynaklanan gaz emisyonları içinde en zararsızlarından biri olarak görülmekte ise de global ölçekte atmosferde karbondioksitin sürekli olarak artması iklim değişikliklerine neden olmaktadır. CO2 ‘in artısı ile güneşten kaynaklanan uzun dalga boylu radyasyonun tekrar uzaya yansıması engellenmekte ve yeryüzünün sıcaklığı sürekli olarak artmaktadır. Karbondioksit miktarı kullanılan yakıt miktarı ile kontrol edilebilir. Yani havadaki karbondioksit emisyonunun ekstra kontrolüne gerek yoktur. Ancak motorlarda tam yanma sağlanmalıdır. Aksi halde karbondioksitin yerini CO alır, nitekim bu da istenmez.

10.6.1.CO2 Emisyonlarının Tahmini Zararları

Türkiye'de enerji tüketimi sonucu oluşan CO2 emisyonu teorik bazda hesaplanmakta ve hesap değerleri arasında büyük farklılıklar bulunmaktadır. Türkiye'de enerji tüketiminden kaynaklanan CO2 emisyonları 1970 yılında 75 milyon ton, 1980 yılında 120 milyon ton, 1992 yılında 182,5 milyon ton olarak tahmin edilmiştir. Enerji tüketiminin ve bu tüketimdeki fosil kaynaklara bağımlılığın doğal bir sonucu olarak CO2 emisyonlarının da fazlalaşacağı, 2000 yılında 350 milyon ton, 2010 yılında 608 milyon ton mertebesine ulaşacağı tahmin edilmektedir. Şekil 8 incelendiğinde, CO2 emisyonundaki enerji kaynakları payının yıllara göre miktar ve oransal olarak değiştiği görülebilir. Taşkömürü tüketiminden kaynaklanan emisyonların, 1980 yılındaki %10 mertebesindeki payının, 2010 yılında %45'e yükseleceği, buna karşılık linyitin %20 mertebesindeki payını yaklaşık olarak koruyacağı (%19), petrolün payının 1980 yılında %40 olmasına karşılık 2010 yılında %24'e düşeceği tahmin edilmektedir. Ayrıca CO2 emisyonlarına tüketim sektörlerinin katkısının farklı yıllara göre önemli değişiklikler göstereceği beklenmektedir. Çevrim sektörünün 1980 yılındaki %20 oranındaki payının 2010 yılında %43'e, sanayi sektörünün %16 olan payının %28'e, tarım sektörünün %2 olan payının %3'e yükseleceği, ulaştırma sektörünün %14 olan payını aynı şekilde koruyacağı, buna karşılık konut sektörünün 1980 yılında %47 olan payının 2010 yılında %12'ye düşeceği tahmin edilmektedir.

10.7.Kurşun (Pb)

Kursun, hava, su ve toprak yoluyla, solunumla ve besinlere karışarak biyolojik sistemlere giren son derece zehirleyici özelliklere sahip bir metaldir. Yüz binlerce ton kursun, kurşunlu petrolden elde edilen ve kurşun tetra etil ((CH3CH2)4Pb) eklenerek oktan sayısı arttırılan yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorlardan çıkan gazlarla dünya atmosferine boşaltılmaktadır. Atmosferden kursun (büyük oranda metal oksitleri ve tuzları seklinde) yağmurla tekrar yeryüzüne inerek çevremize her geçen gün daha fazla yayılmaktadır. Motorlu taşıt araçlarının emisyon bileşenleri arasında kursun emisyonları büyük önem taşımaktadır. Benzinli motorlarda vuruntuya karsı direnci sağlamak amacıyla kullanılan kursunun %50-75’i egzoz gazları aracılığıyla ince toz partikülleri olarak atmosfere salınmaktadır.Bir litre benzine ortalama 200-600 mg kursun ilave edilmektedir. 100 km’de 10 litre benzin yakan bir araç, bu mesafede 2-3 g kursunu havaya iletmektedir. Saatte 200 araçlık bir trafik yoğunluğunda, 40-60 g/km-saat kursun havaya aktarılmaktadır. Dünya Sağlık Teşkilatı, sağlık üzerinde olumsuz etkilerin gözlemlendiği 0,1 mg/ml kan kursun konsantrasyonu limitinin asılmaması amacı ile kent havasındaki kursun konsantrasyonunun 1/0,5mg/m3 olarak hedeflenmesini önermektedir. Egzozdan çıkan kursunun çoğu yakın cevrede birikirken, bazı partiküller 100-200 km uzağa kadar yayılmakta ve işlek otoyollara yakın yerleşim merkezlerinde yiyecekler ve ortamdaki tozlar kursunla yoğun şekilde kirlenmektedir. Trafik yoğunluğu fazla olan bölgelerde tozlar kendi ağırlıklarının % 15'i kadar kursun içerebilmektedirler.Benzindeki kursun katkısı için çeşitli benzinlerde Avrupa Topluluğu’nda çeşitliSınırlamalar verilmiştir. 20 Mart 1985 tarih ve EEC 85/210 sayılı AT direktifinde tanımlanan sınır değerler;

• Kurşunlu benzinlerde kursun miktarı en çok 0,40 grPb/litre, en az 0,15 grPb/litre

• Kurşunsuz benzinde kursun miktarı en çok 0,013 grPb/litre

• Benzin miktarı en çok hacimce % olarak, %5 olarak belirlenmiştir.

Ülkemizde TUPRAS tarafından üretilen, benzinliklerdeki kursun miktarı standart değerinden daha aşağıya çekilmiş ve normal benzinde en çok 0,15 gr Pb/litre, süper benzinde en çok 0,40 gr Pb/litre, kurşunsuz benzinde en çok 0,013 grPb/litre değerleri sınır kabul edilmiştir. Kursunun insan ve çevre sağlığına etkisini minimuma indirmek üzere kurşunsuz benzin kullanımının ülkemizde yaygınlaştırılması, bu benzinin ülke çapında dengeli dağıtımı ve bulunabilirliğinin sağlanması, tüketiciyi teşvik amacıylasatış fiyatının indirilmesinin önemi büyüktür. Ancak yeterli değildir. Kurşunsuz benzinin kullanımını zorunlu kılan katalitik konvektör gibi teknik ekipmanların araçlarda kullanılması ile kurşunsuz benzin kullanımı artmakta, dolayısıyla kursunun çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkisi azalmaktadır.

Bütün bu zararlar bilindiğine göre aşağıdaki önlemlerin alınması gerekir:

1- Kurşunsuz benzin kullanımı sağlanmalıdır.

2- Otoyollar şehirlerin dışından geçirilmeli, sonradan bu yolların yakınına yapılanma

Engellenmelidir.

3- Bitişik düzen binalara son verilmeli, en azından blokların genişliği kısa

Tutulmalıdır.

4- İlkokul, Anaokulu ve Çocuk Yuvalarının işlek caddeler üzerinde bulunması

Önlenmelidir.

5- Çocuk parkı ve oyun yerlerinin ana caddelerde ve bilhassa kavşaklarda

Yapılmamasına özen gösterilmelidir.

10.7.1.Kurşun Emisyonlarının Zararları

Ulaştırma sektöründen kaynaklanan kurşun kirliliğinin boyutu, bu sektörün yapısını, çevre açısından problemlerin boyutunu ortaya koyan önemli bir göstergedir. Kurşunsuz benzinin yaygınlaştırılmasının temel amacı, araçlarda katalitik konverter kullanımını sağlayarak CO, NOx ve HC gibi temel hava kirleticilerinin emisyonunu en aza indirmektir. Bu amaçla 1989 yılında üretimine ve dağıtımına başlanan kurşunsuz benzinin kullanımı henüz yaygınlaşamamıştır. 1993 yılındaki toplam benzin üretiminde kurşunsuz benzinin payı ancak %2 mertebesindedir. Bunun yanında süper benzinin maksimum kurşun içeriğinin, Haziran 1988'de 0.84 gr-kurşun/litre ‘den, 0.40 gr-kurşun/litre ‘ye düşürülmesi, normal benzinin maksimum kurşun içeriğinin 0.84 gr kurşun/ litre ‘den, önce Ekim 1986'da 0.42 gr-kurşun/litre ‘ye, daha sonra 0.15 litre ‘ye düşürülmesi şüphesiz çok önemli gelişmelerdir. Bu sınırlamalar sayesinde 1989 yılında süper benzin ‘den kaynaklanan kurşun emisyonu 940 ton yerine 448 bin ton, normal benzin ‘den kaynaklanan kurşun emisyonu ise 817 ton yerine 306 bin ton olarak gerçekleşmiştir. Ancak 1970 yılında 1083 ton olan kurşun emisyonu, 1980 yılında 1950 tona yükselmiş, alınan tedbirlerin olumlu etkisi ile 1993 yılında bu rakam 1108 ton olarak gerçekleşmiştir. Türkiye'de kurşun emisyonları açısından 1970-1993 yılları arasındaki gelişmeler

10.8.Diğer Emisyonlar

Çevre bilincinin batılı ve endüstrileşmiş ülkelere göre daha geç gelişmekte olduğu Türkiye'de, bilinmektedir. Henüz tartışma ve kontrol parametreleri olarak SO2, NOxve tanecik gibi konvansiyonel kirleticiler alınmaktadır. Hatta ülke boyutunda ve sürekli ölçümlerin yapıldığı iki konvansiyonel kirletici vardır; SO2 ve duman. Konvansiyonel kirleticilerden SO2 asit yağmuruna ve sağlık problemlerine, CO2 atmosferik ısınmaya yönelik en önemli iki parametre olarak değerlendirilmektedir. Bu değerlendirmeye neden olan, belki de en önemli etken, bu kirleticilerle ilgili yoğun uluslararası tartışmalar ve baskılardır. Ancak bazı mikro kirleticiler, gerek atmosferdeki konsantrasyonları ve gerekse toplam emisyonları çok düşük olmalarına karşılık, çok kısa sürelerde büyük çevre problemlerine neden olabilirler. Nitekim insanoğlunun bildiği en büyük kanserojen grubunu oluşturan polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH)", yanmanın iyi gerçekleşmediği durumlarda tüm fosil yakıtlardan yayımlanabilir. Türkiye'deki yakıtlarla ilgili CO ve HC emisyon faktörleri, yabancı emisyon faktörleri ile karşılaştırıldığında, 10-100 misline varan farklılıklarla karşılaşılmaktadır. Bu durum, Türkiye'deki enerji kökenli kirliliğin sadece yakıt özelliklerinden kaynaklanmadığını, aynı zamanda yakıcı özelliklerinin ve işletme şartlarının da kirlilikte önemli bir payı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle katı, sıvı, gaz yakıcılar ve içten yanmalı motorlar önemli PAH kaynağı olabilir. İngiltere'de 1952 faciasından sonra, gaz ve katı fazında yayımlanan PAH'ların değişimleri 1960 yılına kadar seviyelerine çekilmiştir. Hiç şüphesiz yanma veriminin artırılması PAH emisyonunu azaltan önemli bir etkendir. Ancak yakıtın iyi olması, yanmanın PAH mikro kirleticilerinden arınması için yeterli değildir. Etkin ve normlara uygun yanma sistemleri bu kontrolün vazgeçilmez diğer unsurudur. Enerji tüketimi ile ilgili spesifik kirlilik kaynaklarından bir diğeri, özellikle ince toz yayınımının gerçekleştiği durumlarda, yanma ortamında, ince tozlar üzerinde zenginleşen ağır metallerdir. Solunum yoluyla doğrudan birikime neden olabilen bu kirleticinin yayınımı, özellikle kuvvet santrallarında denetim altında tutulmalıdır. Türkiye'de ileride, tehlikeli atıkların bertaraf edilmesi işlemi (insinerasyon) sonucunda oluşacak Mikro kirleticiler, çevre açısından büyük bir problem potansiyeli yaratabilecektir

11.YAKIT TASARUFU SAĞLAYAN ÖZEL PARÇALAR

Her geçen gün katılaşan emisyon standartları, üreticilerin hedeflerini geliştirirken Delphi, sunduğu emisyon buharını kontrol eden parçalar ile farklı çözümler sunuyor.Yakıtın depoda başlayan serüveni, silindirlerin yanma odalarında güce dönüştükten sonra, egzozdan gaz halinde atmosfere katılarak son bulur. Benzinin bu yolculuğunda, buharlaşması motor için büyük bir riskti. Özellikle karbüratörlü motorların çalışmamasına, ya da yakıtı yakmadan atmasına neden oluyordu. Enjektörlü motorlarda ise bu sorun kısmen ortadan kalksa da yakıt ve emisyon miktarı yüksek kalmaya devam ediyor. Bunun bilincinde olan üreticiler, yakıtın buharını kullanmak ve bunu en aza indirmek için yıllardır araçlarında farklı sistemler geliştirmeye devam ediyorlar. Bu yeniliklere bir katkı sağlayan Delphi markası, geliştirdiği emisyon kontrol parçalarıyla benzin buharını kontrol ederek hem karbondioksit salınımını düşürüyor hem de yakıt tüketimini azaltıyor. Delphi'nin geliştirdiği emisyon kontrollü parçalar; valfler, yakıt hortumu, sistem kutusu ve conta gibi parçalardan meydana geliyor. Bu sistem yakıt pompası veya deposunun yakın bir bölümünde görev yapıyor. Özellikle benzinin buharlaşma ısıl değeri düşük olduğundan kolayca uçacağı için, hem yakıtın azalmasına hem de silindirlerin yanmamış benzinle çok fazla emisyon üretmesine neden olur. Yakıtın buharlaşmasına neden olan hidrokarbon molekülleri, deponun içerisindeki yakıt buharı karbon yatağının yüzeylerinde depolanır. Karbon yatağı boyunca taze havayı çeken bu kutular, buharlaşan yakıtı silindirlerin yanma odalarına tekrar gönderir. Emisyonu kontrol eden bu parçalar, yakıtın buharlaşmaya başlayacağını algılıyor ve bunun kontrol edilmesi gerektiğini tespit ediyor. Yakıt buharını kendi üzerine toplayarak yakıt sistemine gönderen emisyon kontrol parçaları, bu sayede azalan yakıtın tekrar kullanılmasını sağlıyor. Başlangıçta küçük hacimli motora sahip otomobillerde, tekne motorlarında, traktörlerde ve motosikletlerde çalışacak şekilde tasarlanan bu parçalar, her üreticinin araç tasarımına uygun olarak üretilecek. Otomobillerde oluşan buharlaşma sorunu, Delphi'nin yeni sistemiyle artık dert olmaktan çıkıyor. Üreticiler bir yanda yeni teknolojiler geliştirirken diğer yanda da yükselen standartları yakalamak zorunda olduklarından çalışmalarına aralıksız devam ediyorlar.

Yapısal Parça Özellikleri Avantajları

· Karbon bekleme bölümü: Yakıtın geri dönüşümünü engelleyerek motor verimini arttırır.

· Sıvı bölümler:Yakıtın içerisindeki karbonların yoğunlaşmasını önler.

· Aktif sıvı tutucu: Yakıtın homojen olmasını sağlar.

· Sıvı bölümleyici: Karbonların yol açacağı nem artması ve ısı artması önlenir.

· Esnek ve uyumlu bir tasarım: Yakıt akışı hızlanır.

· Çok yönlü tasarım: Emisyonlar ve buhar akışı azaldığı için tortulaşma ve tıkanmalar engellenir.

· Hidrokarbon yakalayıcı kauçuk: Yakalanan benzin buharı sayesinde silindir yüzeylerinde oluşacak küçük aşınmalar önlenmiş olur.

· İsteğe bağlı olarak sunulan plastik kap: Özellikle kauçuktan üretilen hortum ve contaların kullanım süresi artar.

Egzoz Sistemleri

· Emisyon Testleri

· Emisyon Kontrol Sistemi

· Arka Susturucu / Orta Susturucu

· Katalitik Konverter

· EGR Supabı

· PCV Supabı

· Hava Pompası

· Egzoz Mani foldu

· Manifold Contaları

· Egzoz Bağlantı Elemanları

· Katalistler

· Egzoz Borusu

· Çift Egzoz Sistemi

11.1.Arka Susturucu Ve Orta Susturucu

Egzoz gazları motoru çok büyük bir basınçla terk ederler. Eğer bu gazlar motoru direk terk etseydi anormal gürültü çıkardı. Bundan dolayı egzoz manifoldu gazları içinde metal borular ve plakalar ile birlikte bazı izolasyon maddelerinin bulunduğu susturucuya gönderir. Susturucudan geçerken gazların basıncı azaltılır ve sessizce dışarı atılmaları sağlanır. Susturucu metalden yapılmış olup (yeni araçlarda) katalitik konverter ile arka boru arasında bulunurlar. Orta ve arka olmak üzere genelde araçlarda iki tane susturucu bulunur. Şimdi diyeceksiniz ki bazı araçlarda susturucu olsa da gürültü çıkarıyor, neden? Genelde susturucular adları gibi sesi azaltma vazifesi görseler de, bazı susturucular özel tasarlanmış olup gazı metale sarılmış delikli bir borudan geçirip direk dışarı atmakta, sonucunda basınç azalsa da biraz gürültü çıkar. Susturucular egzoz supaplarının açılıp kapanması sırasında çıkan sesi boğarlar. Supap açılınca egzoz borusuna yanmış gazı yüksek basınçla atar. Bu tip bir hareket gazın kendinde hızlı giden ses dalgaları yaratır (neredeyse 2000 km hız), işte susturucu bunu sessiz hale getirmekle görevlidir. Bunu ses dalgası enerjisini ısıya çevirerek yapar. Susturucunun içindeki delikli bölme ve plakalara değen ses dalgaları enerjilerini kaybeder.

                                                   11.2. Katalitik Konverter
  Katalitik sistemlerin otomobillerde ilk kullanımı 1975 yılında olmuştur. Daha önceki yıllarda otomobillerin karbüratör sistemlerinde hava-yakıt oranının düzenlenmesiyle azaltma çalışmaları yönünde geliştirmeler yanında egzoz gazının re sirkülasyonu denemeleri yapılmıştır. Bu tür geliştirmeleri yeterli olmadığı görüldükten sonra ilk olarak CO ve HC ‘ların kontrol edildiği “ pellet tipi “ katalitik konvektörler kullanılmaya başlanmıştır. 1980‘li yıllara kadar kullanılan bu konvektörlerde pellet şeklinde hazırlanan ve aktif madde olarak Pt ile Pa ‘ un kullanıldığı alimüna veya seramik taşıyıcılı katalizörler kullanılmıştır. Bu konvektörler, egzoz susturucusu geometrisinde bölmeli bir yataktan oluşmaktadır. Egzoz gazlar, bu bölmeler arasına doldurulan katalizörler üzerinden sirküle ederek atmosfere atılmaktadır. Daha sonraları bu tip katalitik konvektörlerin değişik geometrilerde ve dolgu tiplerinde modelleri denenmiş ve kullanılmıştır. Motorunuz yakıtı yakarken çevreye çok zararlı gazlar üretir. Bu zararlı gazların çevreye dağılmasını önlemek için egzoz hattına bağlanan "katalitik konverterler yapılmıştır. İçerinde "katalizör" denilen kimyevi maddeler bulunur. Katalizör kendisi etkilenmeden diğer kimyevi maddeler arasında reaksiyonlar yaratır. Katalitik konverterlerde ise içlerindeki katalizör vazifesi gören kimyevi maddeler egzozdaki zehirli maddeler arasında reaksiyon başlatıp, zararlı gazlardan zararsız gazlara dönüşmelerini sağlar.  Çalışma sistemine gelince, zararlı gazlar bir tür çelik kutu görünümündeki katalitik konvertere girerler, içinde alüminyum oksit, platin ve rodyum vardır. Bu kimyevi maddeler karbon monoksit ve hidrokarbonları su buharına ve karbondioksite dönüştürür.
   Katalitik konverteri olan araçlarda kurşunsuz benzin kullanmamızın sebebi, benzindeki kurşun konvektördeki kimyevi maddeleri kaplar ve fonksiyonlarını görmelerini engeller.

Monolitik katalizörler diye de adlandırılan bu konvektörlere üç fonksiyonlu denmesinin nedeni aşağıda temel reaksiyonları verilen üç emisyon kaynağını katalitik olarak oksitleme ve indirgeme reaksiyonlarıyla gidermesidir.

CO + ½ O2 -------- CO2

HC + x O2 --------- CO2 + H2O

NOx + CO veya H2 ------- N2 + CO2 veya H2O

Günümüzde yaygın bir kullanım alanı bulan bu katalitik konvektörlerin diğer sistemlere göre bazı üstünlükleri ve tercih nedenleri aşağıda sıralanmıştır.

Katalizörde basınç düşüşünün oldukça az olması nedeniyle motor performansını etkilememesi

Ucuz olması

-Uzun ömürlü (80000-120000 km) ve montajının kolay olması,

-Kirletici gazları %90-99 verimlilikle gidermesi,

-Termal ve mekanik şoklara karşı dayanıklı olması,

-Geniş dış yüzeye sahip olması,

-Uniform akış sağlaması,

-Radyal yönde düşük ısı akısına sahip olması (adyabatik), gibi sayabiliriz.

Katalitik konvektör kullanan bir otomobilin ilk çalışma anından itibaren gerçekleşen onayla şöyle sıralanabilir: Katalizör, motorun ilk çalışmasından itibaren egzoz sıcaklığının yaklaşık 300^oC sıcaklık civarında etkin duruma geçer. Bu sıcaklıkta oldukça egzoterm olan oksidasyon reaksiyonlarının başlanması ve katalizörün ısı iletim kat sayısının oldukça düşük olması dolayısıyla adyabatik şartlarda çalışması nedeniyle sistem sıcaklığı kısa sürede 850-1000 civarlarına erişir(Leclerc ve ark, 1992,Taylor,1987). Bu sıcaklıklara erişme süresi literatürde “light-off” olarak geçmektedir. Bu noktadan sonra CO, HC ve NOx gazlarının yaklaşık tamamı dönüşüme uğrayarak atılır.

11.2.1.Konverterin Yapısı

Üç yollu katalitik konverter, ince bir film tabakası halinde metallerle kaplanmış, mikroskobik derecede küçük kanalları içeren seramik malzemeden oluşmuştur. Egzoz gazları konverterden geçtikçe, HC ve CO oksijen tarafından oksitlenir. Bu olay NOx, nitrojene (N2) indirgendiğinde sona erer.

Katalitik konvektörler

1–% 97’ye varan oranlarda HC,

2–% 96’ya varan oranlarda CO

3–% 90’a varan oranlarda NOxemisyonlarını azaltmaktadır.

Bununla birlikte;

1–Motor performansından ortalama % 6.6 azalma gözlenilmiştir,

2–Genel çalışma yüklerinde, % 10 azalma olduğu saptanmıştır

11.2.2.Katalitik Konvektörün Çalışması

Bir petrol motorundan çıkan egzoz gazlarının sıcaklığı rölantide 300-400^oC’ye tam yükte ise 900^oC’ye kadar ulaşabilmektedir. Ortalama çalışma sıcaklığı 500-600^oC’dir. Yüksek bir çevrim performansına sahip olabilmesi için katalitik çevrimcilerin 400-800^oC ısı bandında çalışması gerekmektedir. Eğer çıkan egzoz gazlarının sıcaklığı 800-1000^oC’ye kadar çıkarsa soymetallerinterleşmeye yol açar buda önemli bir ölçüde termal yaşlanmayı hızlandırır.

İdeal motor sıcaklığında çalışan bir konvektör kabaca 100.000km(60.000 mile) ye kadar yüksek çevrim performansıyla çalışır. Motorda geri ateşleme veya tekleme olursa ki bunun sebebi kısmi hız ve yük durumunda çok fakir bir karışımın yanmasıdır ve bu olay egzoz gazlarının sıcaklığını 1400^oC’ye kadar çıkarırsa katalitik malzemeler erimeye yüz tutar ve konvektörün içindeki bal peteği şeklindeki pasajların katalitik aktivitelerini tamamen bozulmasına yol açar.

Kararlı bir şekilde 300^oC’nin üzerindeki koşullarda çalışan yeni bir konvektörün verimi, karbon monoksit (CO) değeri için %98-%99 arasında, hidrokarbon (HC) için ise %95’in üzerindedir. Fakat 300^oC’nin altındaki değerler için katalitik pratik olarak verimsizdir.

Katalitiğin sönme sıcaklığı (light off) olarak bilinen %50 verimle çalıştığı sıcaklık bazen üreticiler tarafından bir şartname olarak bile kullanılmaktadır.

Aşırı sıcak egzoz gazlarının aktif materyalleri bozması sonucu katalitikler verimlerini kaybederler. Bu bozulma konvektörün aktif alanlarının dolmasına, zehirlenmesine ve soy metallerin yüksek sıcaklıkta uzun süre kalması sonucu soy metallerin sinterlenmesine neden olur. Bu durum verimli aktif alanların azalmasına ve konvektörün gazlar pasajlardan geçerken tüm gazları dönüştürecek yeterli zamanı bulamamasına neden olur.

Benzin katılan fosfor ve kurşunun aktif alanlarla uzun süren teması bu alanların dolmasına sebep olur ve egzoz gazların bu alanlar ile kimyasal etkileşimini engellerler. Bu duruma katalitik aktif maddenin zehirlenmesi denir. Küçük miktarlardaki kirli kurşunsuz benzinde katalitik konvektörü uzun periyotlarda zehirleyebilir.

Katalitiğin hızlı ısınma ve düşük (light-off) sıcaklığına ulaşması için düşük bir termal atalete sahip olması gerekir. Bu durumda aktif maddeler verimli hale daha çabuk gelir. Bu süre normalde bir dakika olmalıdır fakat istenen değer 30 saniyeye kadar düşmektir. Bu durum genelde konvektörü manifoldun yakın bir yerine yerleştirmekle olur. Böylelikle sönme sıcaklığına ulaşmak için geçen süre azalır. Fakat konvektör manifolda çok yakın olursa egzoz gazlarının ısısının güvenli çalışma sıcaklığının üstüne çıkmasına ve ağır metallerin birikimine neden olur ve konvektörün ömrü kısalır. Konvektörün çevrim veriminin yüksek değerlere ulaşabilmesi için, motor stokiyometrik hava-yakıt oranında çalışmalıdır.

Motor yüklerinin artması sonucu nitrojen oksit miktarı da artar, bu durum genelde hava/yakıt karışımı fakir olduğu durumlarda oluşur. Bu emisyonların en aza indirilmesi için karışımın hep zengin olmasını önemi büyüktür.

11.2.3.Üç Yönlü Katalitik Konvektör

Üç yönlü katalitik konvektörün amacı hidrokarbon (HC), karbon monoksit (CO) ve nitrojen oksit (NOx) gibi istenmeyen kirli gazları kimyasal reaksiyonlar ile değiştirerek, egzoz borusundan karbondioksit (CO₂), nitrojen(N₂) ve su buharı (H₂O) olarak dışarı atmaktadır.

Bu olay, karbon monoksit (CO) ve hidrokarbonların (HC) oksidasyon ile gerçekleşir. Yani karbon oksit (CO) ve hidrokarbon(HC) molekülleri, karbondioksit (CO₂) ve su buharı (H₂O) oluşturmak için tekrar yeniden düzenlenir. Hâlbuki nitrojen oksitler (NOx), karbon monoksit (CO) ve nitrojene(N₂) dönüştürülerek azaltılır. Yanmadan sonra egzoz sistemindeki kimyasal reaksiyonlar çok uzun zaman alırlar ve tamamlanmamış bir şekilde egzoz borusuna geçerler.

Bununla beraber kimyasal reaksiyon oranı, şayet katalitik varsa hızlandırılabilir. Bu şekilde kimyasal reaksiyonun oranını yükseltmek için seçilen katalitik malzemesi egzoz gazları için en uygun olan soy metallerdir.(asil metaller). Genel olarak ihtiyaçlara cevap veren soy metaller ise platin (Pt) ve radyumdur (Rh). Karbonmonoksidin (CO) ve hidrokarbonun (HC) oksidasyon süresince platinin, stokiyometrik ve az zengin koşullar altında önemli bir aktivitesi vardır. Diğer taraftan radyum nitrojen oksitlerinin azaltılması süresince çok etkindir. Benzer hava-yakıt karışım oranlarındaki nitrojen oksitlerden (NOx)oksijen (O₂) atomları tamamen ayrışabilirler. Benzin-hava karışım oranının mukavemeti altında, bu üç kirletici gazın birlikte aynı anda uzaklaştırılması sistemine üç yönlü katalitik denir.

Katalitik, birbirini izleyen kimyasal reaksiyon yoluyla oluşan gaz tabakasının bütün aktif yüzeylere doğru, sürekli bir şekilde emilmesine gereksinim duyar. Daha sonra yüzeyden emilen gazların uzaklaşması için karbonmonoksidin, hidrokarbonun ve nitrojenin azalması ve nitrojen oksidin oluşması için, egzoz gazının akış sıcaklığı 250-300^oC arasında olması gerekir. Katalitiğin etkili bir şekilde çalışması için aktif haldeki soy metaller, egzoz geçiş yoluna tekabül eden çok geniş bir yüzeye yayılırlar. Akış yolunu yüzey alanını maksimum yapmak için akış yoluna metalik veya seramik çok kanallı geçiş yolları konulmuştur. Bu geçiş yolu veya kanal duvarları çok ince alüminyum trioksit ile kaplanmıştır ve bu alan gözeneklidir. Düzensiz yüzeye bu madde sürüldüğünde aktif yüz arasında olması gerekir. Katalitiğin etkili bir şekilde çalışması için aktif haldeki soy metaller, egzoz geçiş yoluna tekabül eden çok geniş bir yüzeye yayılırlar. Akış yolunu yüzey alanını maksimum yapmak için akış yoluna metalik veya seramik çok kanallı geçiş yolları konulmuştur. Bu geçiş yolu veya kanal duvarları çok ince alüminyum trioksit ile kaplanmıştır ve bu alan gözeneklidir. Düzensiz yüzeye bu madde sürüldüğünde aktif yüzey alanını oldukça artırır. Ayrıca metal partiküllerinin ve ince buhar birikintilerinin soy metalle temasını engeller.

11.2.3.1.Üç Yönlü Katalitik Konvektörün Yapısı

Üç yönlü katalitik konvektör susturucu önünde ve egzoz manifolduna oldukça yakın bir yerde olmalıdır. Üç yönlü katalitik konvektör normalde paslanmaz çelikten yapılmış silindirik veya oval bir dış yapıya sahiptir ve ön ve arka uçları konik veya yarı konik şekildedir. Bu yapı kirli ve temizlenmiş egzoz gazlarını taşıyan kısa boruları birleştirecek bir şekildedir. Silindirik veya oval şekildeki dış yüzeyin içinde, yüzeyleri aktif materyal ile kimyasal tepkimeye girerek temizlenmiş bir katalitik yatak vardır. Bu yapının içinde de çok sayıda ve aralarında çok küçük geçiş boşlukları bulunan yapılar bulunmaktadır. Bu yapılar kolonlu (monolith) veya matris nüve şeklindedir.

Katalitik yatak üç değişik yapıda olabilmektedir:

1-Seramik bilyeli

2-Seramik petek(monolith)

3-Metalik petek(monolith)

11.2.4.Seramik Bilyeli Tip Katalitik Konvektör

Bu tip katalitikler her biri birbiri üzerinde duran küresel bilye tabakalarından oluşur. Bilyeler, yüksek sıcaklıklara dayanaklı magnezyum alüminyum silikat seramiklerden yapılır. Egzoz gazlarına maruz kalan geniş yüzeyler ve geçiş yolları, aktif haldeki katalitik madde ile kaplanmış bilyelerin küresel temas yüzeyleriyle çevrelenmiştir. Bilye yüzeyindeki katalitikler aşırı ısınma neticesinde kullanılmaz hale gelirler ve bu yüzden yaklaşık olarak 3mm çapındaki bu gözenekli alüminyum (Al₂O₃) bilyelere 20.10^-6 m derine kadar aktif metal (soy metal) olarak platin (Pt) ve Radyum (Rd) emdirilir. Bu seramik bilyeler, 1000^oC’nin üzerindeki sıcaklıklara kadar maruz bırakıldıklarında dahi iyi bir darbe ve absorbsiyon direncine sahip olurlar. Bilyeler konvektör muhafazasının iç tarafında bir kapta bulunur. Bu kabın bir yüzü reaksiyona girmemiş egzoz gazına maruz kalırken diğer yüzü temizlenmiş egzoz gazına maruz kalır. Bu şekilde yerleştirilen bilyeler yol şartlarında meydana gelen şok darbelerinden zarar gören dış kaplamaya karşın daha az zarar görmektedir. Bu paketler çok yüksek sıcaklıklarda dahi kararlılığını koruyan magnezyum aliminyum silikat seramik malzemesinden yapılır.

11.2.5.Seramik Petek Tip Katalitik Konvektör

Konvektör matrisi, egzoz gazlarının içinden geçtiği birbirine paralel binlerce petek kanaldan oluşan bir yapıdadır. Bu kanallar 20.10^-6metre derinliğe kadar alüminyum (Al₂O₃) kaplamayla kaplanmıştır. Bu kaplama katalitik kanalların yüzey alan etkinliğini700 kat kadar artırır. Daha sonra bu kaplamaya platin (Pt) ve radyum (Rd) emredilir. Peteklerin kanallarının 1mm²’sinde hemen hemen 0.15-0.30 mm kalınlığına kadar gözenekli yüzeyler vardır. Burada her 1cm²’de 30-60 arası kanal bulunmaktadır. 1g kaplama maddesi 100-200m²’lik bir alanı kapatabilir ve bu miktar tek kıvrımlı petek maddesini %5-%15’i kadardır. Seramik petek yapıları kırılgandırlar ve bu yüzden gövdenin iç kısmına tel ağ asılmıştır. Bu sayede ısının petek üzerindeki genleşme ve büzülmesi engellenir.

11.2.6.Metalik Petek Tip Katalitik Konvektör

Petek yüzey kalınlığı 0,04ve 0,05 arasında değişen oluklu ya da üst üste binmiş ince çelik folyolardan oluşur. Bu folyo rulo ya da “S” şeklinde olabilir. Genellikle iki ayrı petek yüzeyi vardır ve aralarında ise küçük bir boşluk bırakılmıştır. Bu boşluk ikinci yüzeyde taze bir laminer akış oluşumu ve egzoz gazlarının içerden kolayca akışını sağlar. Böylece kirleticiler konvektör yardımıyla kolayca zararsız hale getirilirler. Spiral ya da “S” şeklindeki metalik yüzey termal genleşmenin sebep olduğu tansiyon dağıtımını daha iyi sağlar ve böylece konvektörün metalik dengesini ve ömrü artırılmış olur. Düz ve kanallı folyo arasında yüksek sıcaklığa maruz kalan temas bölgesinde katı bir lehimleme de gereklidir.

11.3.Egr Supabı

EGR (egzoz gazı dolaşım) supabı egzoz gazının bir kısmını yanma ısısını düşürmek üzere silindirlere geri göndermeye yarar. Neden bunu isteriz?

Yanma ısısı 1500 dereceyi geçince zehirleyici gazlar oluşur. Bu derecelerde havadaki nitrojen oksijenle birleşip nitrooksitleri oluşturur. Bilirsiniz tek tek mükemmel olup da bir araya gelince yaramazlık yapan çocuklar olur ya, sevgili arkadaşımız güneşte aynen böyledir. Güneşli havalarda egzozdan çıkan nitrooksitler havadaki hidro karbonla birleşip dumanı oluşturur. İşte EGR supabı burada imdada yetişir.

Çıkan egzoz gazının bir kısmını emme manifoldundan silindirlere vererek yanma ısısını düşürür. Düşük yanma ısısı da üretilen nitro oksit miktarını azaltır. Sonucunda daha az miktarda egzoz ile dışarı atılmış olur.

11.4. Pcv Supabı

Yanma sonucunda çoğu paslandırıcı özelliğe bir takım gazlar ve buharlar oluşur. Bu gazların bazıları segmanları da geçerek krankın çalıştığı bölüme gider. Eğer kendi hallerinde krank bölümünde bırakırsanız paslanma, çürüme ve tortu gibi birçok olumsuzluğa sebep olurlar. Bunun için oradan atılmaları gerekir. Eskiden bir boru ile direk atmosfere atılırdılar. 1960'larda hava kirliliği problemi ile karşılaşınca PCV (Pozitife Crankcase Ventilation = Krank bölümü havalandırma) sistemi geliştirilmiştir.

PCV sistemi motor ve emme manifoldu arasında bir hortum vasıtası ile bu gazları çekip silindirlere geri verip normal yakıtla yanmasını sağlar. Tek problem bu gazların emme manifoldundan girerken gerekli hava-yakıt oranını bozmaları olur. Bununda çözümü PCV Supabı ile bulunmuştur.

11.5.Hava Pompası

Hava pompası sıkışmış havayı egzoz manifolduna-bazı durumlarda katalitik konvektöre gönderir. Sıkışmış havadaki oksijen yanmamış hidrokarbonların (yakıt) epeyi bir kısmını yakar, böylece zehirli karbon monoksiti bildiğimiz iyi huylu karbon dioksiteçevirir.

11.6.Egzoz Manifoldu

Döküm demirden yapılmış egzoz manifoldu egzoz gazlarını yanma odalarından egzoz borusuna aktarma işini görür. Egzozun rahat geçmesini sağlamak için yumuşak yuvarlak hatları vardır.
Egzozmanifoldu silindir kapağına sarı cıvatalarla bağlanmıştır, üzerinde birtakım hava kanalları olup, emme manifoldunun hemen altındadır.

11.7. Manifold Contaları

Egzoz borusunu manifolda bağlayan çeşitli tipte contalar vardır.
Birisi düz yüzeyli contadır. Bir başka tip basıncı sağlamak için yayları kullanan top ve soketten oluşmuştur. Ayrıca örgülü, halka şeklinde bir tür amyantlı elyaf kullanılan bir tipte mevcuttur.

11.8.Egzoz Bağlantı Elemanları

Egzozu aracın gövdesine tutturan ve gerekli esnekliği kauçuk halkalarla sağlayan, kelepçelerle susturucuları borulara bağlayan parçalardır.

11.9.Katalistler

Katalitik konverterin içindeki materyaller araçtan araca farklıdır. Bazı katalitik konvektörler"oksidasyon" katalisti kullanır, bu platin kaplanmış seramik boncukların hidrokarbon ve karbon monoksiti azaltmasında kullanılır. Katalitik reaksiyon sonucunda hidrokarbon ve karbon monoksit "yanarak" su buharı ve karbon dioksit oluşturur. Bu tip konverter oksijen ister ve gerekli oksijen silindir kapağına ya da manifolda direk enjekte edilir. Daha yeni konvektörler iki kısımdan oluşur. Ön kısım "üç yollu" katalist olup çeşitli zehirleri yakar, hidrokarbonları azaltır. Etkili egzoz azaltımı için bu tip konvektörler tam yakıt ve hava karışımına ihtiyaç duyarlar. Arka kısımları ise normal oksidasyon katalistleri olup hidrokarbon ve karbon monoksitleri dahada azaltırlar.

Katalistler, kendisi değişime uğramaksızın bir kimyasal reaksiyonun hız ve oranını değiştiren elemandır. Termodinamik olarak mümkün olan herhangi bir reaksiyonun hızı, düşük oranda bileşenlerin sıcaklığına bağlıdır. Yüksek sıcaklıklar genelde hızlı reaksiyon oluşturmaktadır. Katalistler motor egzozunda oldukça yavaş ilerleyen reaksiyonları hızlandırarak, emisyonların kontrol edilebilmesini sağlarlar.

Bir katalizör sistemi 3 tabakadan oluşmuştur. En altta katalizörün şeklini veren taşıyıcı matris(support), bunun üzerinde gözenekliği sağlayan ve özgül dış yüzeyi çok büyük olan (25m2/g) ara tabakası (Wash coat) ve en üstte mikron mertebesinde çok ince soy metal tabakası(platin, paladyum, rhodium vb.) bulunur.(aktive catalytic Layer )HC, CO ve NOx molekülleri taşıyıcı matrisin kanallarından geçerken, ara tabaka gözeneklerinde tutulmakta ve soymetal tabakası yüzeyinde bilinen oksidasyon ve redüksiyonları ile arıtılmaktadır.

Benzindeki kurşun, mekanik yoldan gözenekleri kapatarak kimyasal olarak soy metalle birleşerek katalizörün etkinliğini, konversiyon(dönüşüm) verimini azaltmaktadır. Bu nedenle katalizörlerde kurşunsuz benzin tercih edilmekte ve diğer yandan kurşuna dayanıklı katalizörler geliştirilmektedir.

Egzoz akışı içine yerleştirilen katalistlerden bir tanesi oksidasyon katalistidir. Bu katalistle CO ve HC oksijenle reaksiyona sokularak CO ve H2O oluşturulmaktadır. Aksidasyon katalistlerinde Rhodium (Rh), platin (Pt), paladyum (Pd ) ve bunların karışımı olan bazı elementler kullanılır.

Sistemde kullanılan bir hava pompası ile zengin egzoz içerisindeki bileşenlerin yanmasını tamamlamak için O2 sağlamaktadır. (sekonder hava ).

Platin/Rhodium katalistlerin, zengin veya stökiyometrik karışımlarda çalışması durumunda, NOx ‘ i azaltıcı özelliğinden yararlanarak çiftli konverter sistemleri geliştirmiştir.

11.10.Egzoz Borusu

Egzoz borusu arabanızın altında gördüğünüz kıvrılmış borulardır. Genelde paslanmaz çelikten yapılırlar (susturucudaki ısınmanın sebep olabileceği pası önlemek için). Türkiye'de ise henüz DKP saçtan yapılmış borular kullanılmaktadır.
Bunun sonucunda ise yaklaşık her yıl aracımızın egzoz sisteminin bir parçasını değiştirmek zorunda kalıyoruz. Bu egzoz imalatının belli bir standardı olmamasından, her önüne gelenin egzoz imalatına soyunmasından kaynaklanmaktadır. En pahalı ve kaliteli olduğu söylenen yerli marka susturucu ve egzoz borularının bir yıldan fazla kullanımı çok ender rastlanan bir şey olup, Kuzey bölgelerinde aşırı nem ve yağış dolayısı ile daha da kısa zamanda paslanıp iş göremez hale gelmektedir.

11.11.Çift Egzoz Sistemi

Çift egzoz sisteminin avantajı daha serbest biçimde egzoz gazlarının atılması olup, daha düşük basınçla çalışma ortamı sağlanmasıdır. Motorun hava alma kabiliyeti arttığından motorun beygir gücünde göze çarpan bir artma sağlanabilir. Bu egzoz atımı sırasında daha fazla egzoz atılmasını sağladığından motorun içinde daha az egzoz gazı kalmakta ve bu sayede içeri gelecek olan hava-yakıt karışımının daha büyük bir miktarda içeri alınmasına (emilmesine) olanak sağlar.

Avrupa Birliği’nde emisyon gereksinimleri hafif taşıtlar için 1970’li yıllar öncesinde ve ağır taşıtlar içinde 1980’li yılların sonlarında doğmuştur. Birleşmiş Milletler ve bazı Avrupa ülkelerinin benzeşmeleriyle, AB son olarak benzinli araçlarda katalitik konverterlerin kullanımını yeterince katı kurallar koyarak zorunlu hale getirmiştir.

AB’nin getirdiği standartlardan önce, belirli bir emisyon kuralına uymadan üretilen motorlara Noneuro (Euro standartları öncesi) motor denmektedir. Daha sonraları ise getirilen sınırlamalar sonucu 1992-1993 yılları arasında Euro I, 1995-1996 yılları arasında Euro II, 2000 yılında Euro III, 2005 yılında Euro IV standartlarına geçilmiştir. 2008 yılında Euro V ve 2010 yılında da Euro VI sınırlamasına geçilmesi planlanmıştır.

•Egzoz emisyon gereksinimleri şu an için dört grup bileşiği düzenlemektedir.

Bunlar;

-Nitrojen oksitler (NOx),

-Hidrokarbonlar (HC),

-Karbon monoksit (CO),

-Partiküllerdir (PM).

Hafif Taşıtlar	PM (mg/km)		NOx (g/km)		HC (g/km)		HC+NOx (g/km)
	Dizel	Benzinli	Dizel	Benzinli	Dizel	Benzinli	Dizel	Benzinli
Euro 1	140	-	-	-	-	-	0.97	0.97
Euro 2	80/100	-	-	-	-	-	0.7/0.9	0.5
Euro 3	50	-	0.50	0.15	-	0.20	0.56	-
Euro 4	25	-	0.25	0.08	-	0.10	0.30	-
Euro 5	2.5	2.5	0.08	0.08	0.05	0.05	-	-

Bu limitler

Hafif ve ağır taşıtlardaki emisyon standartlarının sayısal değerleri Tablo 1,1 ve Tablo 1,2’de gösterildiği gibidir.

Ağır Taşıtlar	NOx (g/kWh)	HC (g/kWh)	PM (mg/kWh)
Euro I	9.0	1.23	400
Euro II	7.0	1.1	150
Euro III	5.0	0.66	100/160
Euro IV	3.5	0.46	20/30
Euro V	2.0	0.46	20/30
Euro VI	0.05	0.46	2/3

Tablo 1.1 Hafif taşıtlar için AB standartları

Tablo 1.2

Bu standartlardaki emisyon limitlerine ulaşmak için motora çeşitli eklemeler yapılması, farklı bileşimdeki yakıtların kullanılması ve egzoz gazlarının farklı dönüştürmelere uğratılması yoluna gidilmiştir

12.BENZİNLİ ARAÇLARDA EURO EMİSYON STANDARTLARI VE GEREKLİ UYGULAMALAR

Emisyon kontrolsüz bir benzinli motor, büyük emisyonlarda nitrojen oksit ve yanmamış hidrokarbon üretir. Üreticilerin bu üst derece emisyon gereksinimlerini elde etmek için yaygın olarak kullandıkları teknoloji üç yollu katalitik konverterdir.

Konverterler AB ülkelerinde 1990’dan sonra üretilen tüm araçlarda kullanılmıştır.

13.BENZİNLİ MOTORLARDA EGZOZ EMİSYONU

Motorlu taşıtların fonksiyonlarını yerine getirebilmeleri için gerekli olan enerji bugün için büyük ölçüde petrole bağımlıdır. Bundan dolayı yakıt tüketimindeki hızlı artışa bağlı olarak yakıt temininde karşılaşılan güçlükler de giderek artmaktadır. Ayrıca motorlu taşıtlardan kaynaklanan hava kirliliği ve gürültü düzeyi özellikle büyük şehirlerimizde ciddi bir problem olarak insan sağlığını tehdit edecek boyutlara ulaşmıştır. Hava kirliliğinin ortadan kaldırılması veya minimum düzeye indirilmesi, yakıt tüketimini azaltmakla ve motorlu taşıtların verimliliğini artırmakla mümkündür.

Yakıt ekonomisini iyileştirmek için; motor, taşıt ve taşıtın kullanımı ile ilgili olarak birçok araştırmalar yapılmaktadır. Yakıt tüketimine etki eden parametrelerin motor ve taşıt kullanım şartlarına göre değiştirilmesi ile yakıt sarfiyatının azaltılmasına çalışılmaktadır.

Yapılan bu çalışmalar sonucu yakıt ekonomisine etki eden şu faktörler göz önüne alınmıştır:

Motora ait parametreler; Sıkıştırma oranı, hava-yakıt oranı, özgül yakıt tüketimi, motor taşıt uyumu, yakıtkalitesi, alevhızı, motorsürtünmesi, motorda kullanılan yardımcı sistemler, gaz değişim süreçleri, yanma odası tasarımı, motor bakımı ve ayarları, motordaki sistemlerin yönetim ve denetimleri.

Taşıta ait parametreler; Taşıt tasarımı, taşıt aerodinamiği, güç aktarma sistemleri, tekerlek ve lastikler, taşıt kütlesi. Taşıta etki eden hareket dirençleri; Transmisyon direnci, ivme direnci, hava ve rüzgâr direnci, tekerlek yuvarlanma direnci, yokuş direnci.Taşıtların çalışma şartlarının etkisi; İlk çalışma ve ısınma durumu, seyir çevrim karakteristikleri, taşıt performansı, çevre koşulları, yolların etkisi, bakım ve onarımların etkisi, taşıt sürücüsünün davranışı.

Motorlu taşıtlarda yakıt ekonomisi ve egzoz gazındaki zararlı emisyonların azaltılması; motor ve taşıt tasarımına, taşıtların uygun hızlarda kullanılmasına ve periyodik bakımlarının zamanında yapılmasına bağlıdır.

Ülkemizin milli gelirinin üçte birinin petrol ithalatına ayrıldığı göz önüne alınırsa yakıt ekonomisindeki gelişmeler ülkemize önemli ölçüde katkı sağlayacaktır. Ülkemizde ve dünyada petrol fiyatlarının hızla artması ve kaynakların giderek azalması dikkate alınırsa hem motor gücünü ve verimini artıran, hem de egzoz emisyonlarındaki zararlı konsantrasyonları azaltıcı çalışmalara önem verilmesi kaçınılmazdır.

13.1.GDI Motorlarında Egzoz Emisyonlarının Düzenlenmesi Biz katalistlerin HFK1 oranında en verimli şekilde çalıştıklarını belirtmiştik. Fakat direkt benzin püskürtmeli ( GDI ) motorlarda lamda3 ~ 3.2 arasındadır. Bu ise yapılan deneylerden görüldüğü gibi NOxemisyonlarının tepe oluşturduğu bölgeye denk gelmektedir. Dolayısıyla bu tip motorlarda 3-yollu katalistler etkili bir çözüm değildir. Bunun için sisteme bir NOxkapanı konularak bu sorun çözülebilir. Bir diğer yöntemde yakıt püskürterek sıcaklık ve NOxemisyonunun azaltılmasıdır. Fakat bu pek ekonomik bir çözüm yolu değildir.Ama tüm 3-yollu katalistlerin ve NOxkapanlarının dönüşüm verimi oldukça yüksek sıcaklıklara bağlıdır.3-yollu katalistler 250-1050 C⁰arasında çalışma ile %90’dan fazla temizleme oranına erişilebilir. Ama NOxkapanları için daha dar aralıkta çalışma gereklidir. Bu sıcaklık 250-450 C⁰arasındadır.450 C⁰üzerinde dönüşüm verimi aniden düşer ve 740-800 C⁰üzerinde kapan kalıcı olarak hasara uğrar. NOxkapanını optimum çalışma sıcaklığına getirmek için bir metotta şe Böylece HC’ler serbest bırakılarak konvertere gönderilir. Çünkü HC emiciler düşük sıcaklıkta çalışırlar. Bu son durumda amaç 3-yollu katalisti aşırı sıcaktan koruyup zarar gömesini engellemektir. Buraya kadar kullanılan yöntemler Dizel motorları içinde kullanılabilir. Yalnız dizellerde esas sorun katı partiküller olduğundan bunlarında düzenlenmesi gerekmektedir. Dizellerde partikül düzenlenmesine 1980’lerin sonlarında başlanmıştır.. Burada kullanılan sistemler tam anlamıyla bir kapandır Egzoz gazı ile gelen partiküller engellere çarptırılarak aralardaki aktif katmanlara yönlendirilirler. Katı partiküller bu katmanlardan geçemediklerinden dolayı engellerde kalırlar. Bu sistem etkili bir sistemdir. Fakat bu şekilde verimliliğinin uzun süreceği söylenemez. Çünkü kapan sıklıkla tıkanacaktır. Bunu önlemek için yakıta çeşitli katkı maddeleri konulur. Bir diğer yöntemde Daimler Chrysler ’in 2003 Frankfurt Otomobil Fuarı’nda tanıttığı kendi kendini rejenere edebilen sistemdir. Bunun için elektrik enerjisinden yararlanılmaktadır.

Bir diğer yöntemde SCR ( SelectiveCatalystRedüksiyon )’dir. Burada yakıta et katkı için üre kullanılır. Amaç ürenin egzoz sistemine püskürtülerek sadece NOxemisyonlarının düşürülmesidir. Sistem adını bu seçiciliğinden almaktadır. Sistemde püskürtülen üre miktarı önemlidir. Eğer fazla üre püskürtülürse üre emisyonu az püskürtülürse NOxemisyonu egzoz çıkışında görülür. Ama gelecek vaat eden bir sistemdir. Daimler Chrysler, TOTAL firması ile yürüttüğü proje çerçevesinde EGR teknolojisi yerine SCR ekolojisini kullanmaya başlayacağını 28.11.2003 tarihi ile belirtmiştir. Burada kullanılan üre çözeltisine Ad Blue denilmektedir ve şu anda Almanya’da sadece iki benzin istasyonunda kullanıma sunulmuştur. Ayrıca Ad Blue yakıttan ayrı olarak daha küçük bir depoya konulmaktadır. Motor çalışıp sistem devreye girdiğinde litre oranında katkı sağlamaktadır.

14.YAKIT EKONOMISINI GELIŞTIRME ÇALIŞMALARI

Günümüzde teknolojik olarak mümkün olabilen ve kaynakların verimliliğine dayanan stratejilerin belirlenmesi ve uygulanması üzerinde çalışmaların yoğunlaşması gerekmektedir. Ülkemizde bu gibi stratejilerin yanında otomobil üreticileri, teknolojik olarak yapılması mümkün, etkin kaynak kullanımını öngören, en az yakıt tüketimi, temiz hava üzerinde önemli etkileri olan programlara destek vermeleri gerekmektedir.

Taşıtların emisyon ve yakıt ekonomisini etkileyen faktörlerin, üreticilerin dışında tüketiciye de bağlı olduğunun bilinmesi, bu konuda tüketicilerinde eğitim olanaklarının geliştirilmesine ihtiyaç vardır.

Teknolojisi eski taşıtların üretim ve kullanımdan kaldırılması, teknolojisi yeni olan taşıtların kullanılmasıyla (gelişmiş yakıt enjeksiyon, elektronik ateşleme ve emisyon sistemleri ile) günümüzden itibaren yakıt ekonomisinde hızlı bir iyileşme ve zararlı emisyonlarda bir azalma sağlanacaktır. Aynı zamanda taşıtın kat ettiği yolun zaman periyodu içinde artırılması hedeflenmelidir .

Son yıllarda yapılan uygulanabilir alternatif yakıt programları çalışmalarda temiz hava ve çok büyük oranlarda enerji tasarrufları sağlayabilir.

Ülkemizde üretimi yapılan büyük hacimli taşıtların, maliyetlerin artması pahasına da olsa, daha düşük güçte, daha küçük otomobillere geçişin gereğine inanmak gerekir.

Sayısal standartlar, faydalı kullanım süresi, emisyonlar ve yakıt ekonomisi talepleri, üreticilerin hizmet ve amaçlarını belirleyecektir.

Yakıt tüketimini azaltmak için en önemli faktör; gelişmiş yakıt ekonomisi teknolojilerini sürekli olarak kullanmaktır. Bunun için en gerçekçi olan, yüksek performanslı motorlar ve elektronik olarak kontrol edilen sürekli değişken transmisyonlardır.

Tasarım teknolojisi; malzeme ve elektronik alanındaki gelişmeler sonucu ağırlıktaki azalmalar, hava ve yol direncini azaltma şeklinde kendini göstermektedir.

Trafik sistemindeki gelişmeler, yolların iyileştirilmesi ve sürücülerin daha bilinçli olarak hareket etmeleri, düşük hava kirliliğine, düşük yakıt tüketimine dolayısıyla yakıt ekonomisinin iyileşmesine katkıda bulunacaktır.

Taşıtlarda, yakıt tüketimini azaltmak için tam olarak iki kavramla konu en iyi bir şekilde açıklanabilir. Bunlardan birisi taşıtlardaki güç ihtiyacını azaltmak, diğeri ise gerekli gücü, daha verimli bir şekilde sağlamak ve etkin bir şekilde kullanmaktır. Bir taşıt için gerekli olan gücü sağlamak için aerodinamik dirençlerin düzenlenmesi gerekmektedir. Bir taşıtın yuvarlanma direnci, tekerleklerin yuvarlanma direnç katsayısına ve büyük oranda taşıtın ağırlığına bağlıdır.

Güç mümkün olduğunca tekerleklere verimli bir şekilde iletilmelidir. Ayrıca transmisyon oranları, ihtiyaç duyulan çalışma noktalarını sağlamak için dikkatlice seçilmelidir. Yakıt ekonomisinin geliştirilmesinde maliyet ve fiyat gibi konular çok önemlidir. Bunun yanı sıra güvenilirlik, emisyon düzenlemeleri, servis ve tamir imkânları da dikkate alınmalıdır. Egzoz emisyonları, günümüzde artık ihmal edilemeyecek konuların başında gelmektedir. Taşıtların dinamik hareketlerinde de emisyon ölçümlerinin yapılması gerekmektedir. Taşıt tasarımını optimize etmek için birçok çözüm yolu vardır. Her kategorideki taşıtlar için alternatif çözümler üzerinde gelişmeler sürdürülmektedir. Bu üreticileri, satıcıları ve farklı kullanıcıların ihtiyaçlarının karşılanmasında otomotiv alanında çalışan mühendislere cesaret vermektedir.

Gerçek anlamda, taşıtlar rüzgârsız, düzgün bir şekilde, yol üzerinde sabit hızlarda hareket etmezler. Taşıtlardaki yakıt ekonomisini, motorun soğuk olup olmadığı, aracın çalışma koşulları, sürücü, rakım, iklim koşulları ve trafik akışı gibi konular büyük oranda etkilemektedir. Yakıt fiyatlarının ülkelere göre farklılıklar göstermesi de (vergiler yüzünden) yakıt ekonomisini etkilemeye devam etmektedir. Ham petrolün fiyatı, yakıt fiyatlarını doğrudan etkilemektedir. Bu hükümetlerin inisiyatifi ile değiştirilemeyecek bir konudur.

15.DİZEL ARAÇLARDA EURO EMİSYON STANDARTLARI VE GEREKLİ UYGULAMALAR

Dizel araçlarda karşılaşılan çevre ve sağlık açısından en büyük problemler nitrojen oksitlerin ve parçacıkların emisyonundan meydana gelmektedir. Bunların ikisinin de emisyonu benzinli araçlardakine oranla çok yüksektir.

Euro III kriterlerini sağlamak için dizel motorlarda alınmış tedbirler aşağıdaki gibidir.

1-Enjeksiyon basıncı 1400 Bar’dan büyük seçilmiştir.

2-Merkezi Enjektör ve 4 Valf Tekniği: Daha iyi gaz karışımı için.

3-Elektronik Kontrollü Enjeksiyon Sistemi.

4-Değişken Geometrili Türbin veya Egzoz BY-PASS Ventili kullanılarak düşük devirlerde bile yüksek turbo verimi sağlanmıştır.

5-Oksidasyon katalizörleri kullanılmıştır.

Bunlar CO ve HC için Euro III değerlerini sağlamışlardır fakat NOx istenilen değerlere düşürülememiştir. NOx problemini ortadan kaldırmak için alınmış tedbirler de aşağıdaki gibidir;

1-Amonyak püskürtmeli DENOXkatalizörü kullanılmıştır.

2-Turboda daha düşük hava sıcaklığı sağlanmıştır.

3-Enjeksiyon başlangıcının geciktirilmesi gerçekleştirilmiştir.

4-Valf kumanda süreleri ayarlanarak yanma odasında bir miktar egzoz gazı bırakılması sağlanmıştır.

5-Soğutulmuş egzoz gazının yanma odasına sirkülasyonu gerçekleştirilmiştir.

16.DİZEL MOTORLARINDA NOX EMİSYONLARINI AZALTMADA KULLANILAN ÇEŞİTLİ YÖNTEMLER ŞU ŞEKİLDEDİR;

•Yakıt Enjeksiyon Sistemi Özellikleri

•EGR

•SCR

•Su Püskürtülmesi

•Sıkıştırma Oranının Arttırılması

•Püskürtme Avansının Azaltılması

•NOx ve Partikül Emicilerinin Kullanımı

16.1.NOxEmici Katalizörlerin Kullanımı (NAC)

Gelişimdeki en yeni emisyon kontrol stratejilerinden biridirler. 90’lı yıllardan itibaren kullanılmaya başlanmıştır. Temel metal oksitlerin ve zengin metal kaplamalarını kullanarak NOx kontrolüne etki ederler. Giren NOx gazı temel metal elemanlar ve oksitler ile tepkimeye girerek nitrojen gazı ve su buharı olarak atılır.

16.2.NOxVe Partikül Emiciler (PM)

1-NOx Emici Katalizörlerin Kullanımı (NAC)

2-Dizel Oksidiyon Katalistleri (DOC)

3-Dizel Partikül Filtreleri (DPF)

16.3.Yakıt Enjeksiyon Sistemi

Yakıt enjeksiyon sistemi özellikleri hava ile yakıtın karışması ve yanmasına etkir. Bunun için enjektör delik çapı küçültülerek, püskürtme süresi uzatılmakta bu sayede yakıt ile hava daha iyi karışacağından daha iyi yanma elde edilmektedir ve iki grupta incelenir;

16.4.Elektronik Enjeksiyon Sistemleri

Günümüzenjeksiyon teknolojisi, yanma gurultusu ve egzoz emisyonlarını azaltmak, bunun yanında motor performansını artırmak için kademeli enjeksiyon sistemlerini geliştirmiştir. Sekil de beş kademeli enjeksiyon ve emisyonlar acısından sağladığı yararlar gösterilmektedir. Dizel motorlarındaki yüksekbasınç, silindirler içerisinde sıcaklığın hızlı bir şekilde artmasına ve buna bağlı olarak NOX emisyonlarının artmasına neden olur. Bu durumu ortadan kaldırmak için pilot enjeksiyon yöntemigeliştirilmiştir. Bu yöntemde, silindire önce az miktarda (~0,5-1,5 mm3) yakıt püskürtülür ve püskürtülen bu yakıt hemen yanarak yanma odasının ısınmasını sağlamaktadır. Böylece esas yanmaya yönelik ideal Sartlaroluşturulmuşolmaktadır.Gelişmekte olan pilot enjeksiyon teknolojisi, düşükyükbölgelerindeki hidrokarbon emisyonlarını, NOX emisyonlarını ve yanmadan kaynaklanan gurultu kirliliğini azaltmaktadır. Yanma gurultusu ve emisyon oranlarının kendiliğinden azalması, pilot yanmış gazların etkisinin azalması, pilot enjeksiyon zamanının daha ileriye alınması ve pilot yakıtın minimize edilmesi ile mümkün olmaktadır. Bununla birlikte, pilot yakıtın çokküçültülmesi ve enjeksiyon zamanının çok ileriye alınması pilot yanmayı bozacağından, miktar ve zamanın belirli bir değer aralığında sınırlandırılması gerekmektedir.

16.5.COMMON RAİL Teknolojisi

Common rail dizel motorlarda basınç oluşturma ve püskürtme işlemlerinin birbirinden bağımsız olarak gerçekleşmesini sağlayan yüksek basınçlı bir yeni püskürtme teknolojisi. Bu sistem sayesinde dizel motorlar sessiz çalışıyor çevreyi daha az kirletiyor ve daha az yakıt tüketiyor. Geleneksel dizel püskürtme sistemleri yaklaşık 900 barlık basınç ile çalışırken common rail yakıtı 1600 bara kadar yükselten bir basınçlaortak bir boru üzerinden enjektörledağıtıyor. Common rail motor üzerindeçok fazla değişiklik yapılmasına gerek kalmadan kullanılan enjeksiyon sisteminin yerini almasıyla da diğer sistemlere göre avantaj sağlıyor. Bu sistemde püskürtme basıncı zamanı başlangıcı ve miktarı diğer mekanik enjeksiyon sistemlerinde olduğu gibi motor devrine bağlı değil. Mekanik enjeksiyon sistemlerinde gaza bastıkça motor devrine yükselmesine bağlı olarak basınçyükseliyor. Common rail sisteminde ise haznenin içerisine öncedenyüksekbasınç pompasıyla yakıt gönderiliyor. Yüksekbasınçta yakıtın bu haznede kalmasını sağlayan düzenekler bulunuyor. Böylece motorun düşük devirlerinde bile her zaman kullanılabilecek yüksekbasınçbulunuyor. Yeni sistem dizel motorların daha verimli daha sessiz çalışmasını sağladığı gibi egzoz emisyon oranlarının da iyileşmesine olanak tanıyor. Common rail sisteminde yakıt enjektörlere rail adı verilen bir yüksek basınç akümülatöründen dağıtılır. Rail bir yüksekbasınç yakıt pompası tarafından beslenir. Her bir silindirdeki püskürmenin başlangıcı ve bitişi gibi raildeki basınç da elektronik olarak kontrol edilir. Püskürme zamanlaması ve kontrolündeki esneklik bu sisteminin avantajlarındandır. Common rail sisteminde gerçekleştirilen pilot enjeksiyonların motor gurultusunu ve NOx emisyonlarını azalttığı kanıtlanmıştır.

16.5.1.Common Rail Sisteminin Avantajları

Yakıt basıncı motor devrine bağlı zamanlamasının kontrolünde esnekliğe izin verir. Common Raili, motor devriyle artan püskürtme basıncına sahip olan klasik enjeksiyon sistemlerinden ayırır. Ancak su da bilinmelidir ki bütün sistemler arasında yüksek motor devrinde en yüksek enjeksiyon basıncını sağlayan sistem EUI’dır. Düşük motor devirlerinde, yüksek motor yükünde bile artırılmışpüskürtme basıncı elde etmek mümkündür ki bu da motor çekisindeartışa sebebiyet verirken egzoz emisyonlarında iyileşme sağlar. Pilot enjeksiyon yeteneği ile NOx emisyonlarını ve motor gurultusunu en aza indirir. Post enjeksiyon yönteminin kullanılması ile birlikte partikül filtreleri, NOxkatalizörleri ve katalitik konvektörler ile birlikte egzoz emisyonlarında iyileşme sağlar. Yakıt pompası çok daha düşük krank mili trokuylaçalışır ki bu da motorun performansına olumlu etkide bulunur

16.6.EGZOZ GAZLARI RESİRKÜLASYONU (EGR)

Şekil: EGR Valf

Yanma sırasında oluşanNOx miktarı büyükölçüde sıcaklığa bağlıdır. Yanma odası içindekikarışımın egzoz gazları ile seyreltilmesi sonucu yanma sonu sıcaklıkları, dolayısıyla üretilenNOx miktarı azalmaktadır. Bu sistemin işlevi egzoz gazlarını silindirlere geri göndererekkarışımiçerisindeki oksijen konsantrasyonunu azaltıp, karışım oranını azaltmak ve silindir gazlarının ısı kapasitesini yükselterekmaksimum gaz sıcaklığını azaltmaktır. EGR direk püskürtmeli dizel motorlarında yakıt ekonomisini kötüleştirmedenNOx emisyonlarını azaltmanın en iyi yollarından birisidir. Uzun zamandır hafif hizmet tipi dizellerde başarı ile kullanılmasına karşılık, orta ve ağır hizmet tipi dizellerde motorun aşıntısını arttırdığından dolayı bazı sorunlar açığa çıkmaktadır. Yanmış gazların sıcaklığı maksimum iken NOx oluşma ihtimali de artar. Bu maksimum sıcaklık, yanma başlangıcı ve maksimum silindir basıncı oluşmasından hemen sonra oluşmaktadır. Erken yanmaya başlayankarışımın sıcaklığı, piston sıkıştırmaya devam ettiği içinyükselecektir. Dolayısıyla NOxoluşum hızı da artacaktır. Motorlarda NOx, son alev cephesindeki sıcak gazlarda oluşur. NOx’ in başlangıçtaki oluşum hızı kısmen sıcaklığa bağlıdır. Oksijen yoğunluğunun yüksek olması da NOxoluşum hızını arttırır. EGR ile silindir içindeki oksijenin bir kısmının yerini atık karbondioksit (CO2) ve su (H2O) alacağından lokal oksijen yoğunluğu azalacaktır. Bu durum yakıt ve oksijen moleküllerininbuluşup reaksiyona girme ihtimalini azaltır. Buna bağlı olarak reaksiyon hızı ve lokal alev sıcaklığı düşerek, NOxoluşumu azalacaktır. EGR ile yanma odasının farklı bölgelerindeki lokal sıcaklıklar değiştirilmiş olur. Bu da yakıtın buharlaşma hızına ve is oksidasyon hızına etki eder. İs oksidasyon hızı lokal sıcaklığın artması ile kısmen artar. EGR’nin neden olduğu alev sıcaklığındaki azalma oksidasyon hızının azalmasına ve is oluşumunun artmasına yol acar. EGR ile silindir giriş sıcaklığı artacağından yanmamış hidrokarbon (HC) emisyonları azalmaktadır gösterilmiştir. EGR oranı arttıkçaNOx azalır, fakat hava fazlalık katsayısının (HFK) azalmasından dolayı is ve yakıt tüketimikötüleşmektedir. Dolum havası içindeki oksijen miktarı azaldıkça CO emisyonları artacaktır. Oksijen miktarı çokazalmadıkça EGR yakıt ekonomisini kötüleştirmeyecektir. Aşırı EGR hava yakıt oranını bozacağından PM ve is emisyonları artar. Silindirlere geri gönderilen egzoz gazları soğutularak ya dapüskürtme basıncı arttırılarak PM ve is oluşumu azaltılabilmektedir.

Şekil: EGR elektronik şeması

Egzoz gazı re sirkülasyonunun (EGR) iki etkisi bulunmaktadır;

1-Silindir içine geri dönen egzoz gazlan yanma sonu sıcaklığını düşürmektedir.

2-İçeri giren taze Hava/Yakıt miktarını azaltmaktadır.

16.6.1.EGR (Egzoz Gazı Re sirkülasyonu) Sistemi:

İçten yanmalı motorlardan atmosferi kirleten temel üç kirletici CO, HC, NOx'lerdir. Bu kirletici oranlan H/Y oranıyla doğrudan orantılıdır. Bunun içindir ki H/Y oranını değiştirerek CO ve HC oranlan kontrol altına alınmaktadır. Fakat yanma sonu sıcaklığının artması sonucu NOx oranında artış diğer kirleticilerle ters orantılı olduğundan büyük sorunlar ortaya çıkmıştır.

Motorlarda NOx (nitrojen oksit) emisyonlarını kontrol edebilmek için iki yol vardır. Birinci yol katalitik konvektör kullanılarak egzoz gazını kimyasal işleme tabi tutmak. Diğer yol ise yanma esnasında nitrojen oksit oluşumunu azaltmaktır. Bir kısım egzoz gazları yanma odası içerisinde tutularak NOx in kontrolü için kullanılır. Bu egzoz gaz re sirkülasyonu (geri dönüşüm- EGR) ile sağlanır.

H/Y oranı 15/1 oranına getirildiği zaman nitrojenin oksitlenmesi daha da artmaktadır ve NOx oranında büyük bir artış görülmektedir. H/Y oranını 18/1 veya 20/1 seviyelerinde tuttuğumuz zaman yanma sonu sıcaklığı düştüğü için NOx miktarında da düşme meydana gelmektedir. Öte yandan karışım oranının fakirleşmesinden dolayı da motor performansında büyük bir düşme meydana gelmektedir. Silindir içine giren havanın içeriğindeki gazlar: %75.5 Nitrojen ve %23 ise oksijenden oluşmaktadır. Bu iki element normal koşullarda tehlike arz etmez iken yüksek sıcaklıklarda birleşerek NOx gazını oluşturmaktadır. Bu iki elementin silindir içinde birleşmesi 1370 °C’de olmaktadır. Bu yanma sonundaki sıcaklığı düşürmek amacıyla bir metot uygulanmaktadır. Yanma odası içerisindeki egzoz gazları ile seyreltilmesi sonucu yanma sonu sıcaklıkları, dolayısıyla üretilen NOx miktarı düşmektedir.

Uygulanan bu metotta karışım içine bir miktar egzoz gazı verilerek yanmayı biraz olsun kötüleştirerek yanma sonu sıcaklığını düşürmek suretiyle NOx miktarını düşürülmektedir . Motor dizaynına bağlı olarak emme manifolduna giren egzoz gaz miktarı %6 ile %13 arasında değişir. Benzinli motorlarda, egzoz gazı geri dolaşımı yanma odasına emilen toplam dolgunun %10’u düzeyinde olduğunda. NOx emisyonu % 50- 60 kadar azalmaktadır. Zengin H/Y karışımını seyreltmek amacıyla N₂, su buharı ve CO₂gazı silindir içerisine emdirilerek yanma sonunda egzoz gazlarının emisyonları azaltılmaktadır . Benzin motorunda bu yöntemin, yakıtın daha hızlı buharlaşarak karışımın oluşmasını hızlandırma ve tutuşmaya hazırlama gibi bir faydası da vardır. Bu şekilde, özellikle düşük yüklerde HC ve CO emisyonlarında da iyileşme elde edilmektedir. Egzoz gazlarındaki NOx miktarı, emme anındaki nitrojene, oksijenin miktarına, yanma sonu sıcaklığına ve bu sıcaklıkta kalma sürecine bağlıdır.

16.6.1.1.EGR'nin Motor Performansına ve Egzoz Emisyonlarına Etkisi

EGR sistemi kullanılan bir araçta Şekil 11'de gösterildiği gibi emme manifolduna uygulanan egzoz gazı miktarının CO, HC ve NOx miktarı nasıl değiştirdiği görülmektedir .

Egzoz gazı re sirkülasyonunun (EGR) iki etkisi bulunmaktadır.

1. Silindir içine geri dönen egzoz gazlan yanma sonu sıcaklığını düşürür.

2. İçeri giren taze H/Y miktarını azaltır.

Emme manifolduna giren H/Y karışımına direkt olarak etki eden bu egzoz gazları motor gücünü ve NOx miktarım düşürmektedir ve de özgü! yakıt tüketimini artırmaktadır. EGR'nin değişik araç hızlarına bağlı olarak değişimi Şekil 12'de gösterilmiştir. Gaz kelebek açıklık miktarı arttıkça buna bağlı olarak araç hızı artmaktadır araç hızının artmasına bağlı olarak yapılan EGR miktarında bir artış görülmektedir. Düşük araç hızlarında ve rölanti çalışmasında EGR olmaz .

16.6.2.EGR Sistemlerinin Çeşitleri

16.6.3.Floor-Jet Sistemi

Manifold içerisine giren egzoz gaz miktarını, ayarlayan bu sistem Şekil l'de görülmektedir. Egzoz gaz kesişmesine, emme manifoldunun zeminine yerleştirilen iki küçük fıskiye ile egzoz gazlarının geçişi sağlanır. Motor çalışırken, egzoz gazının ayarlanan bir miktarı (fıskiyenin çapına bağlı olarak) fıskiyelerden emme manifoldu içerisindeki yakıt hava karışımının içerisine geçer. Ve böylece EGR sağlanmış olur. Bu sistem, motorun tüm çalışma koşullarında istenilen randımanı veremediği için fazla kullanılmaz.

16.6.4.Vakum Kontrollü EGR Sistemi

Egzoz manifoldunda bulunan egzoz gazlarını emme manifolduna transfer eden bir çelik boru bağlantısı vardır ve emme manifoldunda vakum değişmesini sinyal şekline getirip bir valfevererek egzoz geçişini gaz kelebek açıklığına göre kontrol eden bir de vakum yardımlı kesme valfi mevcuttur. Manifold vakumuyla çalışan bu valfe vakum, motor soğutma suyu sıcaklığı ile çalışan bir termo valf tarafından sağlanır. Motor henüz ısınma esnasında iken termo valf kapalı olduğu için EGR valfi çalışmaz. Motor ısısı arttıkça termo valf açılarak emme manifoldunda ki vakum değişimlerini EGR valfine iletir ve motor hızına göre geri verilen egzoz gazı miktarı ayarlanmış olur. Isı ile çalışan valf motor su sıcaklığı 40°C’nin üstüne çıktığı anda bimetal disk genleşerek kanalı açar.

Şekil (a-b): Termo Valf (Bimetal Disk) .

16.6.5Rölanti Devrinde EGR'nin Çalışması

Motor rölantide çalıştığı durumlarda gaz kelebeği kapalı konumda olduğu için atmosfer basıncı ve diyafram yayı EGR kesme valfini kapatarak egzoz gazlarının emme manifoldunageçmesine izin vermez.

16.6.6.Düşük ve Orta Devirlerde EGR'nin Çalışması

Motor ara hızlarda çalışırken gaz kelebeği yavaş yavaş açıldığında emme manifoldunda ki kısmen yüksek vakum EGR kesme valfine tesir ederek diyafram yayın kuvvetini yener ve kanalı yavaşça açar. Egzoz gazları emme manifolduna girerek H/Y karışımına karışır. Bu durumda emme manifolduna egzoz gazı akışı çok az olmaktadır. Fakat gaz kelebeği açılıp motor devri arttığı anda emme manifoldunda ki vakum miktarı artacağından EGR kesme valfi daha çok açılır ve egzoz gaz geçişi daha da artar. Bu anda maksimum bir egzoz gaz akışı vardır.

16.6.7.Tam Yükte EGR'nin Çalışması

Motor tam yükte çalışırken motordan istenen güç çok fazla olacağından motorun çalışmasını olumsuz yönde etkileyen EGR sisteminin çalışmaması istenir. Motor tam açık gaz kelebeği konumunda çalışırken EGR sisteminde bulunan bir sınırlayıcı emme manifoldunda ki havanın hızının artmasıyla vakum o kadar düşer ki sınırlayıcı vakumun EGR kesme valfine ulaşmasına izin vermez. Motor tam yük ve hızlarda çalışırken EGR sistemi devre dışı kalır.Aynen rölanti devrindeki durum gibidir.

16.6.8.Değişik Tip EGR Sistemleri

Valf ile kontrol edilen bir sistemde ayrı bir geçiş ile emme manifoldu egzoz manifoldu bağlanır. Bu geçiş vakum kontrolü ile çalışan EGR valfi ile açılır veya kapanır. Valini üst kısmı diyaframlıdır. Karbüratör vakum kanalı vakum borusu ile valfinüzerine bağlanır. Vakum kanalında vakum olmadığı zaman EGR valfindeki diyaframa vakum etki etmez. Bundan dolayı yay supabı kapalı tutar. Egzoz gaz re sirkülasyonu olmaz. Bu, motorun boşta çalışma durumudur. NOx oluşumu en azdır.

16.6.9.V tipi Motorlarda Vakum Kontrollü EGR Sistemi (Chyrsler Şirketi)

Gaz kelebeği açılmaya başlayınca vakum kanalında oluşan vakum, EGR valfinin diyaframına etki eder. Diyafram supabı açmaya başlar. Egzoz gazları, emme manifolduna geçer. Yakıt-hava karışımı ile egzoz gazlan karışarak silindirler içerisine girer.

Gaz kelebeği açıklığı arttığı zaman emme manifoldu vakumu düşer. Yanma oluşumu esnasında, yakıt-hava karışımındaki egzoz miktarının artması yanmayı kötüleştirir. Bundan dolayı gaz kelebeği açıklığı arttıkça egzoz gaz re sirkülasyonuna daha az ihtiyaç duyulur. Vakumun azalması ile EGR valfi hemen hemen kapanır.

Motor sıcaklığı 37.8 °C ye ulaşıncaya kadar çoğu arabalarda termik vakum değişimi egzoz gaz re sirkülasyonunu önler. Termik vakum değişimi de soğutucu-ısı düşürücü (CTO) şalteri ile sağlanır. Motorun sıcaklık değerini hissetmesi için, CTO su ceketlerine yerleştirilir. Bu sıcaklık 37.8 °C'den (100 °F) düşük olursa şalter kapalı kalır. Bu EGR valfine vakumun gitmesini önler böylece egzoz gaz re sirkülasyonu yapılamaz. Çalışmaya başladıktan hemen sonra soğuk motorun performansı gelişir. Motor sıcaklığının artması ile egzoz gaz re sirkülasyonuna müsaade edilebilmesi için CTO'nun valfi açılır. Vakum EGR valfine ulaşabilir böylelikle egzoz gaz re sirkülasyonu başlayabilir.

Temel EGR sistemi üzerine bazı değişiklikler uygulanabilir ve bazı Örneklerde de görüldüğü gibi. Çeşitli EGR valfleri ikinci bir diyaframa sahiptir. Buradaki amaç, motorun ani ivmelerime esnasında ve ağır yüklerde egzoz gaz re sirkülasyonunu artırmaktır. Ayrıca, bazı motorlarda kullanılan ek ayarlayıcı sistem arabanın hızından yararlanılarak sağlanır. Şekil 9'da görülen bu tip bir sistemdir. Ayarlayıcı sistem şekilde çizgilerle kare içerisine alınmıştır. Bura da normalde açık selenoid valf dâhil edilir ve emme manifoldu vakumunun direk geçişi sağlanır. Motor sıcaklığı yeterince yükseldiğinde termik şalter açılır, gaz kelebeği kısmen açıktır ve EGR valfi çalışabilir. Egzoz gaz re sirkülasyonu başlar. Bununla birlikte, araba belirli seviyeye kadar hızlandığında, hız sensörü elektronik yükseltece bir sinyal gönderir. Bu yükselteç selanoid valfin kapanmasına neden olur. Şu anda vakum hattı kapalıdır ve egzoz gaz re sirkülasyonu durur.

EGR valfinin çalışmasında yeterli vakum artışı için bir vakum yükselteci kullanılmıştır. Tam gaz konumunda yükselteç diyaframın iç kısmım düşürmesi ile re sirkülasyon sona erer. Devamlı olarak yükseltece gelen vakum sinyalleri EGR valfi ve emme manifoldu vakumu ile kıyaslanır. Benzerlik görüldüğündeki gaz kelebeğinin tam açıklığında (hemen hemen aynı vakum benzerliğinde), yükselteçteki vakum sinyallerindeki yükseltme durur. Şu anda EGR valimi açık tutmak için yeterince vakum yoktur bu da valfin kapanmasına neden olur ve re sirkülasyon duraksar.

Soğuk bir motorun çalışmasının ardından 35 saniye içinde EGR’nin faaliyeti, EGR geciktirme kronometresi ve EGR gecikme selenoidi ile geciktirilir. Bu motorun ilk harekete kolay geçmesini temin eder. Motor ısınmaya başladıktan sonra motorun çalışmasında bozulma olmaksızın EGR başlayabilir. Motor çalışmaya başladıktan sonra hemen EGR başlar ise motor tekleyebilir veya stop edebilirdi. Bunu EGR geciktirme sistemi önler.

17.KLASİK VE EGR SİSTEMİNİN EGZOZ EMİSYONLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Düşük hızlarda ve rölanti devrinde EGR' de bir kararsızlık meydana gelir. Bu yüzden EGR bu devirlerde çalışmaz. Şekil 13"de araç hızına bağlı olarak egzoz emisyonlarının EGR'li ve klasik olarak karşılaştırılması görülmektedir. Burada klasik araçların aksine EGR'li araçlarda, NOx emisyonlarının araç hızının artmasıyla birlikte bariz bir şekilde azaldığı görülebilir. Klasik sistemli araçta taşıt 60 km/h hızda seyir esnasında egzoz gazındaki CO ve HC oranında epey bir düşme vardır fakat araç hızı arttıkça NOx miktarında bir artış meydana gelmektedir. Aynı araçta EGR sistemi kullanıldığında 60 km/h hızda CO oranında bir artış olmasına rağmen NOx oranında bir düşme meydana gelmektedir. Araç 20 km/h" in altındaki hızlarda seyrettiği zaman EGR' de bir kararsızlık oluşmaktadır.

18.KATALİSTLERİN KULLANIMI VE YAPISI

Katalistler ilk olarak 1970‘lerin ortalarında Kaliforniya’daki hava kirliliğini azaltma çalışmaları sonucunda yönergelerle kullanılmaya başlanılmıştır. İlk olarak seramik yapı kullanılmıştır. Çünkü daha önce belirttiğimiz gibi yüksek egzoz gazı sıcaklıkları için termal dayanıma ve titreşimler için ise mekanik dayanıma ihtiyaç vardır. Termal dayanım istenirken ayrıca taşıyıcı elemanın ısı alınca şişmemesi de gerekliydi. Çünkü aksi durumda etrafını çevreleyen sac elemanı yırtabilir ve mekanik darbelere direkt maruz kalabilir. Bu şartları yerine getirmesi için akla ilk gelen seramik malzemeler olmuşlardır. Yüksek miktardaki ısıyı toleranslarında değişme olmadan absorplayabilirler. Bal peteği yapısına sahiptirler. 20μm kalınlığındaki katalizör tabakası ile kaplıdırlar. Bal peteği yapısı 1 mm x 1mm kesitlidir. Kanallar 0.1 mm x 0.15 mm ‘lik ince duvarlarla birbirlerinden ayrılırlar. Hücre yoğunlukları 400 ~ 600 cpsi ( cellpersquareinch ) dir. Seramik taşıyıcının dışı, mekanik darbelere dayanım ve ilk çalışma anında kararlılık için izolasyon malzeme ile kaplanmıştır. Bu izolasyon malzemesi mono lit ağırlığının %15’i kadardır ve Al₂O₃fiberlerinden oluşmaktadır. İzolasyon malzemesinin üstünde ise sac eleman bulunmaktadır.

Seramik taşıyıcılar günümüzde yerlerini metalik taşıyıcılara bırakmışlardır. Metalik taşıyıcılar dış taraftaki sacla birleştirilebilmektedirler. Böylece taşıyıcının şişme sorunu ortadan kaldırılmıştır. Fakat en önemlisi daha bahsettiğimiz ısıl kapasitedir. Metalik taşıyıcılar düz veya dalgalı haldeki metal folyolardan üretilirler. Dalgalı formda yapılabildiklerinden dolayı egzoz gazının geçişi sırasında lokal türbülans oluşur. Bu ise hem konverterin tıkanmasını azaltır hem de ısı taşınım katsayısını arttırır ( aynı zamanda kütle transferi de arttırılır) Isı taşınım katsayısı arttığından katalistin ilk çalışma süresi kısadır.1600 cpsi hücre yoğunluğuna sahip olabilirler. Buna rağmen egzoz geri basınçları fazla değildir.

Yapılan incelemelerde sabit hacim için artan hücre yoğunluğuna bakıldığında reaksiyon yüzey alanı arttığından dolayı HC emisyonlarının giderek düştüğünü görülür. Fakat sabit hücre yoğunluğunda artan katalist hacmi içinde aynı durumun geçerli olduğu gözlemlenir. Hâlbuki yapılan incelemede reaksiyon yüzey alanı değişmemiştir ( fakat katalistin boyu arttırılmıştır ).Bunu sistemin artık rejim sıcaklığına geldiğini belirterek açıklanabilir. Dolayısıyla bu durum için artık hücre yoğunluğunun bir önemi yoktur. Ama bu durumda da sıcaklık sistemden hemen uzaklaşmaz. O halde bunu şöyle söylenilebilir. Öyle bir katalist yapılsın ki hemen ısınıp devreye girsin ama üzerine aldığı ısıyı ortama bırakmasın. Bunun için bu iki katalisti bir araya getirebiliriz. Dolayısıyla bir hibridkatalist yapmış oluruz yapılan araştırma ve incelemelerde de hibrid bir katalist yapılmıştır.

18.1.Seçici Katalitik İndirgeme (SCR)

SCR, NOx emisyonlarını kontrol altına almada kullanılan bir yöntemdir. Seçici Katalitik İndirgemenin belirgin bir avantajı, bu katalizörlerin yakıttaki sülfür veya yağlayıcılarla kirlenmemesidir.

İki tip SCR vardır:

1-HC-SCR : NOx indirgeyicisi HC’dir

2-Üre-SCR : indirgeyici etmen ürenin ürettiği amonyaktır.

SCR sistemi egzoz emisyonlarında % 90 HC ,CO ve partikül indirgenmesi sağlarken aynı zamanda % 80 – 90 arası NOx indirgemesi sağlamaktadır.

Şekil:Üre-SCR Sisteminin devre şeması

18.2.Oksidasyon Katalisti

Dizel oksidasyon katalistleri kirletici maddeleri zararsız gazlara oksidasyon yoluyla çevirir. Egzoz akısı içineyerleştirilen katalistlerden bir tanesi oksidasyon katalistidir. Bu katalistle CO ve HC oksijenle reaksiyona sokularak CO ve H2O oluşturulmaktadır. Oksidasyon katalistlerinde Rhodium (Rh), platin (Pt), paladyum (Pd ) ve bunların karışımı olan bazı elementler kullanılır. Sistemde kullanılan bir hava pompası ile zengin egzoziçerisindekibileşenlerin yanmasını tamamlamak için O2 sağlamaktadır. (sekonder hava ). Platin/Rhodium katalistlerin, zengin veya stokiyometrik karışımlardaçalışması durumunda, NOx’i azaltıcı özelliğinden yararlanarak çiftlikonvektör sistemleri geliştirmiştir.

19.DİZEL PARTİKÜL FİLTRELERİ (DPF)

Dizel partikül filtreleri, dizel kaynaklı partikül emisyonlarının Euro 3 emisyon standartlarına getirilmesinde temel etkendir. Partikül Toplama Kutuları (Dizel Partikül Filtre)Bir dizel partikül filtresi, dizel motorların egzoz gazlarında bulunan kurumunayrılması için bir sistemdir. Katkı kullanılmayan dizel partikül filtreleri, partikülfiltresinin motorun yakınına yerleştirildiğiaraçlarda kullanılır. Katkılı sistemler,partikül filtresinin motorun yakınına konumlandırılmasının mümkün olmadığıaraçlarda kullanılır. Katalitik kaplamalı filtre, katkı olmaksızın çalışır ve bunun içiniki turlu etki yapan, soy metal içeren bir filtre kaplaması kullanır. Pasif re jenerasyonsırasında katalizördebirikmiş olan kurum yavaş ve zarar vermeyecek bir şekilde2 CO ’ye dönüştürülür. Bu olay 350-500°C sıcaklık aralığında meydana gelir veözellikle ağırlıklı olarak otoyol kullanımında başkaözelönlemler olmaksızın sürekliolarak olur. Uzun sure düşükyükle kullanımda, örneğinşehiriçi trafiğinde, her 1000ila 1200 km de bir egzoz gazı sıcaklığının aktif olarak yaklaşık 600°C’ye çıkarılmasıilave bir filtre re jenerasyonu yapılmasını sağlar. Filtredebirikmiş olan partiküller busıcaklıkta yanar. Katkılı sistemlerde katkı, kurumun yanma sıcaklığının yaklaşık5000°C ’ye düşürülmesine yarar. Sürüş tarzına bağlı olarak her 500 ila 700kilometrede bir re jenerasyon gereklidir. Her yakıt ikmalinde katık otomatik olarakyakıt deposuna konulur. 1 litre katkı yaklaşık 2800 litre yakıt için yeterlidir.Dizel partikül filtreleri, dizel kaynaklı partikül emisyonlarının Euro 3 emisyonstandartlarına getirilmesinde temel etkendir.

20.MOTORLARIN ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞINA ZARARLARI

20.1.Benzinli Motorların Cevre Ve İnsan Sağlığına Etkileri

Benzinli araçlar daha önce de açıklandığıüzere dizel motorlu araçlara göre çevreye daha fazla zarar vermektedirler. Benzinli motorlardan daha fazla karbon monoksit, hidrokarbon emisyonu yayılmaktadır. Ancak bu emisyonların bertarafı için benzin motorlu araçlarda dizellere göre daha fazla kontrol teknolojileri mevcuttur. Önlemialınmamış bir benzin motorunda (optimum değerinde);

• %0,85 CO ( Karbon monoksit )

• %0,05 HC ( Hidrokarbon )

• %0,08 NOx ( Azot oksit )

• 0,005 Katı Parçacıklar yer almaktadır.

Bu emisyonların zararları, yakıtın eksik yanması tam yanmaması sonucunda ortaya çıkmaktadır. Oysaki motorda tam yanma sağlandığında egzozdan zararlı olmayan karbondioksit ve su çıkmaktadır. Tam yanmayı temin etmek içinkarbon monoksit ve azot oksitlerin yok edilmesi gerekmektedir. Bunun için bu emisyonların katalitik etki altında ya oluşmasına engel olmak ya da oluştuktan sonra zehirsiz hallere getirmek gerekmektedir. Benzinli motorlarda kullanılan katalitik konvektörler zararlı egzoz emisyonlarını %90 oranında temizleyebilmektedirler. Avrupa Topluluğu’nda 01.01.1993 tarihinden itibaren EURO 93 Egzoz Emisyon Standartlarının uygulanması zorunlu kılınmış ve bu standartların sağlanmasını mümkün kılan katalitik konvektör uygulamasına geçilmiştir. Bu bağlamda, motorlu taşıtlardan kaynaklanan egzoz emisyonlarının dahilinde azaltılmasının hedeflendiği ülkemizde, Otomotiv Sanayi Derneği ve Çevre Bakanlığı arasında imzalanan protokol gereği 1995 yılından itibaren katalitik konvektörüaraç üretimine geçilecektir. Uygulama öncelikle 1800 cc ve ustu motor hacimli otomobillerden başlayacak, yıllar itibariyle diğer küçük motor hacimli otomobillerin de uygulamaya katılmasıyla, katalitik konvektörüaraçüretimi2000 yılında tamamlanacaktır. Halen kurşunlu benzinlerin yoğun olarak kullanıldığı ülkemizde hava kirliliği daha tehlikeli boyutlardadır. Benzinle çalışan motorların egzoz gazında oluşan kursun

Bileşikleri; doku, kan dolasımı ve sinir sisteminde tahribat yaratmaktadır. Kursun emisyonlarının çevre kirliliğine katkısını azaltmak üzerekurşunsuz benzin kullanımının yaygınlaştırılması, motorların kurşunsuz benzin kullanımına göre teçhiz edilmesi büyükönemtaşımaktadır. Ülkemizde Temmuz 1993 tarihi itibariyle tüm benzinli otomobiller kurşunsuz benzin kullanımına göreteçhizedilmişlerdir. Motorlu araçlardan kaynaklanan egzoz emisyonlarının ortaya çıkısında, taşıtınüretim teknolojisi, bakım-servis hizmetlerindeki hata ve noksanlığın büyükönemtaşıdığı bir gerçektir. Otomotiv emisyon kontrol teknolojileri uygulanmadan trafiğe çıkmış motorlu taşıtların, uygulananlara göre 20 kat daha fazla kirlilik yarattığı, ayrıca gerekli bakım ve servisten yoksun bulunması halinde de, bu düzeydeki kirliliğin 2-3 kat daha artabildiği bilimsel araştırmalarlasaptanmış bir gerçektir.

20.2.Dizel Motorların Cevre Ve İnsan Sağlığına Etkileri

Dizel motorların çalışma prensibi benzinli motorlardan farklıdır. Bu motorlarda yakıt sıkıştırılmış ve sıcaklığı yükselmiş havanın içinepüskürtülür ve böylece kendiliğinden ateşlenmesi sağlanır. Dizel motorları, yarı yükte (örneğin kent içi faaliyetinde ) daha az yakıt harcamakta; bunun sonucunda daha az karbon monoksit, azot oksitler ve hidrokarbonlar açığaçıkmaktadır. Dizel motorlardan kaynaklanan zararlı emisyonların bassonda mutojenik ve kanserojenik etkiye sahip olan katı parçacıklar(partiküller) gelmektedir. Dizel motorlar benzinlilerle karşılaştırıldığında CO ve HC emisyonlarını daha az içermesine rağmen, dizel araçlarda SO2 ve NOx emisyonları daha fazladır. Dizel motorlardan yayılan partikül maddeleri ince ve hafifi parçacıklar olduklarından, bunların çevreüzerindeki etkileri önemlidir. Bu parçacıklarınyüzey

alanlarıgeniş olduğu içingüneşışığını daha fazla absorblayabilmekte, böylece görünürlük azalmaktadır. Dizel araçlardaNOx seviyesinin daha yüksek olması nedeniyle dizel emisyonların fotokimyasal oksitleme veya dumana katkısı fazla olmaktadır. Dizel motorlarda çalışmakoşullarınagöre; siyah, gri-beyaz, mavi olmak üzereüç tur duman yayılır. Siyah duman tam yanmamış yakıt zerrelerinin meydana getirdiği bir akropoldür. Yanma odasına normalden fazla yakıt sevk edilmesi sonucunda oluşur. Gri-beyaz duman, tam yanma artığı maddelerin meydana getirdiği nem oranı yüksek bir aerosoldur. Mavi duman ise yanmamış yakıt ve yağ karışımı olup motorun bakıma ihtiyacı olduğunu gösterir. Ayrıca dizel araçlar benzinli olanlardan daha gürültülü ve kullandıkları yakıt sebebiyle daha fazla kokuludur. Ancak gurultu seviyesi, araçlara susturucu takılması ile kokulu özellikleri ise yakıt bileşiminindeğiştirilmesi ile giderilebilmektedir.

Rogan OTOMOTİV

esraremgiz zamanlada gerçek ben

ayşe gökalp unutucam

Rogan blogur

araştırma ve yöntem teknikleri - egzoz gazlarının emisyonu ve azaltım teknikleri

GÜÇ AKTARMA ORGANLARININ SON TEKNOLOJİSİ