Doba čtení: 5 minut
Potřeba kontrolovat emise z automobilů dala vzniknout elektronizaci automobilů. Při spalování vznikají uhlovodíky, oxid uhelnatý a oxidy dusíku, které jsou vypouštěny do atmosféry z výfukového potrubí. Uhlovodíky se uvolňují také v důsledku odpařování benzinu a z klikové skříně automobilu. Zákon o čistotě ovzduší z roku 1977 stanovil limity pro množství všech těchto znečišťujících látek, které mohou automobily vypouštět. Odpovědí výrobců bylo přidání určitých zařízení pro regulaci znečištění a vytvoření samoregulujícího se motoru. V roce 1981 se objevil první z těchto samočinně se přizpůsobujících motorů. Nazývaly se systémy zpětnovazebního řízení paliva. Do výfukového systému byl instalován kyslíkový senzor, který měřil obsah paliva ve výfukovém proudu. Poté vysílal signál do mikroprocesoru, který analyzoval naměřené hodnoty a ovládal zařízení pro míchání paliva nebo vzduchu, aby vytvořil správný poměr vzduchu a paliva. Jak se počítačové systémy vyvíjely, dokázaly nastavit časování zapalování jiskry a také ovládat další emisní kontroly, které byly ve vozidle nainstalovány. Počítač je také schopen sám sebe monitorovat a diagnostikovat. Pokud se objeví závada, počítač upozorní provozovatele vozidla rozsvícením kontrolky poruchy. Počítač zároveň zaznamená závadu do své paměti, takže technik může později tuto závadu vyhledat ve formě kódu, který mu pomůže určit správnou opravu. Mezi nejoblíbenější zařízení pro kontrolu emisí instalovaná v automobilech patří:
Katalyzátor
Emise automobilů se kontrolují třemi způsoby, jedním z nich je podpora úplnějšího spalování, aby bylo méně vedlejších produktů. Druhým je opětovný vstup přebytečných uhlovodíků zpět do motoru ke spalování a třetím je poskytnutí dalšího prostoru pro oxidaci nebo spalování. Tato dodatečná plocha se nazývá katalyzátor. Katalyzátor vypadá jako tlumič výfuku. Je umístěn ve výfukovém systému před tlumičem výfuku. Uvnitř katalyzátoru jsou pelety nebo voštiny vyrobené z platiny nebo palladia. Platina nebo palladium se používají jako katalyzátor ( katalyzátor je látka používaná k urychlení chemického procesu). Při průchodu uhlovodíků nebo oxidu uhelnatého ve výfukových plynech přes katalyzátor dochází k jejich chemické oxidaci nebo přeměně na oxid uhličitý a vodu. Jak konvertor pracuje na čištění výfukových plynů, vyvíjí teplo. Čím jsou výfukové plyny znečištěnější, tím intenzivněji konvertor pracuje a tím více tepla se vyvíjí. V některých případech lze pozorovat, že konvertor z nadměrného tepla žhne. Pokud konvertor při čištění znečištěného výfuku pracuje tak intenzivně, zničí se. Také olovnaté palivo nanese povlak na platinu nebo palladium a konvertor se stane neúčinným. Proto jsou nyní v USA všechna paliva určená pro automobilové motory bezolovnatá.
Ventil PCV
Účelem systému pozitivního odvětrávání klikové skříně (PCV), je odebírat výpary, které vznikají v klikové skříni při normálním procesu spalování, a přesměrovat je do systému přívodu vzduchu/paliva, aby byly spáleny při spalování. Tyto výpary ředí směs vzduchu a paliva, takže musí být pečlivě kontrolovány a dávkovány, aby neovlivňovaly výkon motoru. To je úkolem ventilu pozitivního odvětrávání klikové skříně (PCV). Při volnoběžných otáčkách, kdy je směs vzduchu a paliva velmi kritická, se do sacího systému dostává jen malé množství výparů. Při vysokých otáčkách, kdy je směs méně kritická a tlaky v motoru jsou vyšší, se do sacího systému dostává více výparů. Při ucpání ventilu nebo systému se výpary vracejí zpět do tělesa vzduchového filtru nebo v horším případě přetlak protlačí těsnění a způsobí únik motorového oleje. Při použití nesprávného ventilu nebo netěsnosti systému bude motor pracovat na volnoběh hrubě, v horším případě dojde k vysátí motorového oleje z motoru.
EGR ventil
Účelem ventilu recirkulace výfukových plynů (EGR) je odměřovat malé množství výfukových plynů do sacího systému, tím se zředí směs vzduchu a paliva, aby se snížila teplota ve spalovacím prostoru. Nadměrná teplota spalovacího prostoru vytváří oxidy dusíku, které jsou významnou znečišťující látkou. EGR ventil je sice nejúčinnější metodou regulace oxidů dusíku, ale ve své podstatě nepříznivě ovlivňuje výkon motoru. Motor nebyl zkonstruován pro provoz na výfukové plyny. Z tohoto důvodu musí být množství výfukových plynů vstupujících do sacího systému pečlivě sledováno a řízeno. K tomu slouží řada elektrických a podtlakových spínačů a počítač vozidla. Protože působení EGR snižuje výkon zředěním směsi vzduchu a paliva, systém neumožňuje působení EGR, když je motor studený nebo když motor potřebuje plný výkon.
Řízení odpařování
Benzín se poměrně snadno odpařuje. V minulosti byly tyto odpařovací emise vypouštěny do atmosféry. Až 20 % všech emisí HC z automobilu pochází z benzinové nádrže. V roce 1970 byla přijata legislativa, která vypouštění výparů z benzinové nádrže do atmosféry zakázala. Pro eliminaci tohoto zdroje znečištění byl vyvinut systém regulace odpařování. Úkolem systému regulace odpařování paliva je zachycovat a ukládat odpařované emise z palivové nádrže a karburátoru. K zachycení palivových výparů se používá kanystr na dřevěné uhlí. Výpary paliva ulpívají na dřevěném uhlí, dokud není motor nastartován, a podtlakem v motoru lze výpary nasát do motoru, aby mohly být spáleny spolu se směsí paliva a vzduchu. Tento systém vyžaduje použití uzavřeného víčka palivové nádrže. Tento uzávěr je pro fungování systému tak důležitý, že jeho zkouška je nyní součástí mnoha státních programů emisních kontrol. Automobily z období před rokem 1970 vypouštěly výpary paliva do atmosféry pomocí odvětrávaného uzávěru palivové nádrže. Dnes se s použitím uzavřených uzávěrů používají přepracované plynové nádrže. Nádrž musí mít prostor pro shromažďování výparů, aby mohly být následně odváděny do kanystru na dřevěné uhlí. K regulaci proudění výparů do motoru se používá proplachovací ventil. Proplachovací ventil je ovládán podtlakem v motoru. Jedním z častých problémů tohoto systému je, že se proplachovací ventil pokazí a podtlak motoru nasává palivo přímo do sacího systému. Tím dojde k obohacení palivové směsi a znečištění zapalovacích svíček. Většina kanystrů na dřevěné uhlí má filtr, který by se měl pravidelně vyměňovat. Tento systém by měl být zkontrolován, když klesne počet ujetých kilometrů.
Vstřikování vzduchu
Protože žádný spalovací motor není stoprocentně účinný, ve výfukových plynech bude vždy nějaké nespálené palivo. Tím se zvyšují emise uhlovodíků. K odstranění tohoto zdroje emisí byl vytvořen systém vstřikování vzduchu. Spalování vyžaduje palivo, kyslík a teplo. Bez kterékoli z těchto tří složek nemůže dojít ke spalování. Uvnitř výfukového potrubí je dostatek tepla pro podporu spalování, pokud zavedeme trochu kyslíku, pak se nespálené palivo zapálí. Toto spalování nevyprodukuje žádný výkon, ale sníží nadměrné emise uhlovodíků. Na rozdíl od spalovací komory je toto spalování nekontrolované, takže pokud je obsah paliva ve výfuku nadměrný, dojde k výbuchům, které znějí jako praskání. Za normálních podmínek, například při zpomalování, dochází k situacím, kdy je obsah paliva nadměrný. Za těchto podmínek bychom chtěli systém vstřikování vzduchu vypnout. Toho se dosáhne použitím rozdělovacího ventilu, který místo vypnutí vzduchového čerpadla odvádí vzduch od výfukového potrubí. Vzhledem k tomu, že se vše provádí až po ukončení spalovacího procesu, jedná se o jednu z regulací emisí, která nemá žádný vliv na výkon motoru. Jedinou nutnou údržbou je pečlivá kontrola hnacího řemene vzduchového čerpadla.
.