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Die Notwendigkeit, die Emissionen von Kraftfahrzeugen zu kontrollieren, führte zur Computerisierung des Automobils. Bei der Verbrennung entstehen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide, die über das Auspuffrohr in die Atmosphäre abgegeben werden. Weitere Kohlenwasserstoffe entstehen bei der Verdampfung des Benzins und aus dem Kurbelgehäuse des Fahrzeugs. Der Clean Air Act von 1977 legte Grenzwerte für die Menge der einzelnen Schadstoffe fest, die von einem Auto ausgestoßen werden dürfen. Die Antwort der Hersteller war der Einbau bestimmter Abgasreinigungssysteme und die Entwicklung eines selbstregulierenden Motors. 1981 wurden die ersten dieser selbstregulierenden Motoren vorgestellt. Sie wurden Feedback-Kraftstoffregelsysteme genannt. Eine Sauerstoffsonde wurde in die Auspuffanlage eingebaut und maß den Kraftstoffgehalt des Abgasstroms. Sie sendet dann ein Signal an einen Mikroprozessor, der den Messwert analysiert und ein Kraftstoff- oder Luftgemischgerät steuert, um das richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis herzustellen. Mit der Weiterentwicklung der Computersysteme konnten diese auch den Zündzeitpunkt einstellen und die anderen Emissionskontrollen im Fahrzeug steuern. Der Computer ist auch in der Lage, sich selbst zu überwachen und zu diagnostizieren. Wird ein Fehler festgestellt, warnt der Computer den Fahrzeugführer durch Aufleuchten einer Störungsanzeige. Gleichzeitig speichert der Computer den Fehler in seinem Speicher, so dass ein Techniker diesen Fehler zu einem späteren Zeitpunkt in Form eines Codes abrufen kann, der ihm hilft, die richtige Reparatur zu bestimmen. Einige der populärsten Abgasreinigungsanlagen, die im Auto installiert sind, sind: AGR-VENTIL, KATALYSATOR, LUFTPUMPE, PCV-VENTIL, KATALYSATORKANISTER.
Katalysator
Automobil-Emissionen werden auf drei Arten kontrolliert, zum einen durch die Förderung einer vollständigeren Verbrennung, so dass weniger Nebenprodukte entstehen. Zweitens werden überschüssige Kohlenwasserstoffe zur Verbrennung in den Motor zurückgeführt, und drittens wird ein zusätzlicher Bereich für die Oxidation oder Verbrennung geschaffen. Dieser zusätzliche Bereich wird als Katalysator bezeichnet. Der Katalysator sieht aus wie ein Schalldämpfer. Er befindet sich in der Auspuffanlage vor dem Schalldämpfer. Im Inneren des Katalysators befinden sich Kügelchen oder eine Wabe aus Platin oder Palladium. Das Platin oder Palladium wird als Katalysator verwendet (ein Katalysator ist ein Stoff, der einen chemischen Prozess beschleunigt). Wenn Kohlenwasserstoffe oder Kohlenmonoxid im Abgas über den Katalysator geleitet werden, werden sie chemisch oxidiert oder in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Während der Katalysator an der Reinigung der Abgase arbeitet, entwickelt er Wärme. Je schmutziger die Abgase sind, desto härter arbeitet der Katalysator und desto mehr Wärme wird entwickelt. In manchen Fällen kann man den Katalysator vor lauter Hitze glühen sehen. Wenn der Konverter so hart arbeitet, um einen schmutzigen Auspuff zu reinigen, wird er sich selbst zerstören. Auch verbleiter Kraftstoff setzt einen Belag auf das Platin oder Palladium und macht den Konverter unwirksam. Aus diesem Grund sind in den USA alle Kraftstoffe für Automotoren bleifrei.
PCV-Ventil
Das PCV-System (Positive Crankcase Ventilation) dient dazu, die Dämpfe, die während des normalen Verbrennungsprozesses im Kurbelgehäuse entstehen, in das Luft-/Kraftstoffeinlasssystem zu leiten, damit sie bei der Verbrennung verbrannt werden. Diese Dämpfe verdünnen das Luft-Kraftstoff-Gemisch, so dass sie sorgfältig kontrolliert und dosiert werden müssen, um die Leistung des Motors nicht zu beeinträchtigen. Dies ist die Aufgabe des PCV-Ventils (Positive Crankcase Ventilation). Im Leerlauf, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch sehr kritisch ist, wird nur ein kleiner Teil der Dämpfe in das Ansaugsystem gelassen. Bei hohen Drehzahlen, wenn das Gemisch weniger kritisch ist und die Drücke im Motor höher sind, werden mehr Dämpfe in das Ansaugsystem eingelassen. Wenn das Ventil oder das System verstopft ist, stauen sich die Dämpfe in das Luftfiltergehäuse zurück, oder im schlimmsten Fall drückt der Überdruck an den Dichtungen vorbei und verursacht Motoröllecks. Wenn das falsche Ventil verwendet wird oder das System Luftlecks aufweist, wird der Motor im Leerlauf rau, oder im schlimmsten Fall wird Motoröl aus dem Motor gesaugt.
EGR-Ventil
Das Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) dient dazu, eine kleine Menge Abgas in das Ansaugsystem zu dosieren, wodurch das Luft/Kraftstoff-Gemisch verdünnt wird, um die Brennraumtemperatur zu senken. Eine zu hohe Temperatur im Verbrennungsraum führt zur Bildung von Stickstoffoxiden, die ein wichtiger Schadstoff sind. Das AGR-Ventil ist zwar die wirksamste Methode zur Kontrolle der Stickoxide, doch beeinträchtigt es aufgrund seiner Konstruktion die Motorleistung. Der Motor wurde nicht für den Betrieb mit Abgasen konzipiert. Aus diesem Grund muss die Abgasmenge, die in das Ansaugsystem gelangt, sorgfältig überwacht und gesteuert werden. Dies wird durch eine Reihe von elektrischen und Unterdruckschaltern und den Fahrzeugcomputer erreicht. Da die Abgasrückführung (AGR) die Leistung durch Verdünnung des Kraftstoff-Luft-Gemischs verringert, lässt das System die Abgasrückführung nicht zu, wenn der Motor kalt ist oder die volle Leistung benötigt.
Verdunstungskontrolle
Benzin verdunstet recht leicht. In der Vergangenheit wurden diese Verdunstungsemissionen in die Atmosphäre ausgestoßen. 20 % aller HC-Emissionen von Kraftfahrzeugen stammen aus dem Benzintank. Im Jahr 1970 wurde ein Gesetz verabschiedet, das das Ablassen von Benzindämpfen in die Atmosphäre verbot. Es wurde ein Verdunstungskontrollsystem entwickelt, um diese Verschmutzungsquelle zu beseitigen. Die Funktion des Verdunstungssteuerungssystems besteht darin, die Verdunstungsemissionen aus dem Benzintank und dem Vergaser aufzufangen und zu speichern. Zum Auffangen der Kraftstoffdämpfe wird ein Kohlebehälter verwendet. Die Kraftstoffdämpfe bleiben an der Holzkohle haften, bis der Motor angelassen wird und der Motorunterdruck genutzt werden kann, um die Dämpfe in den Motor zu ziehen, damit sie zusammen mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt werden können. Dieses System erfordert die Verwendung eines versiegelten Tankverschlusses. Dieser Deckel ist so wichtig für das Funktionieren des Systems, dass eine Prüfung des Deckels jetzt in viele staatliche Abgasuntersuchungsprogramme integriert wird. Bei Fahrzeugen, die vor 1970 gebaut wurden, gelangten die Kraftstoffdämpfe durch einen entlüfteten Tankdeckel in die Atmosphäre. Heute, wo versiegelte Verschlüsse verwendet werden, kommen umgestaltete Tanks zum Einsatz. Der Tank muss den Raum bieten, in dem sich die Dämpfe sammeln können, damit sie in den Aktivkohlebehälter abgeleitet werden können. Ein Entlüftungsventil wird verwendet, um den Dampfstrom in den Motor zu steuern. Das Entlüftungsventil wird durch den Unterdruck im Motor betätigt. Ein häufiges Problem bei diesem System ist, dass das Entlüftungsventil defekt ist und der Motorunterdruck Kraftstoff direkt in das Ansaugsystem ansaugt. Dadurch wird das Kraftstoffgemisch angereichert und die Zündkerzen werden verschmutzt. Die meisten Aktivkohlebehälter haben einen Filter, der regelmäßig ausgetauscht werden sollte. Dieses System sollte überprüft werden, wenn der Kraftstoffverbrauch sinkt.
Lufteinblasung
Da kein Verbrennungsmotor zu 100 % effizient ist, wird immer etwas unverbrannter Kraftstoff im Auspuff sein. Dies erhöht die Kohlenwasserstoffemissionen. Um diese Emissionsquelle zu beseitigen, wurde ein Lufteinspritzsystem entwickelt. Die Verbrennung erfordert Kraftstoff, Sauerstoff und Wärme. Ohne eines dieser drei Elemente kann die Verbrennung nicht stattfinden. Im Auspuffkrümmer ist genügend Wärme vorhanden, um die Verbrennung zu unterstützen, und wenn wir etwas Sauerstoff zuführen, wird der unverbrannte Kraftstoff entzündet. Diese Verbrennung erzeugt keine Leistung, aber sie reduziert übermäßige Kohlenwasserstoffemissionen. Anders als in der Verbrennungskammer ist diese Verbrennung unkontrolliert, so dass es bei einem zu hohen Kraftstoffanteil im Auspuff zu Explosionen kommt, die sich wie ein Knall anhören. Unter normalen Bedingungen, z. B. beim Abbremsen, kann es vorkommen, dass der Kraftstoffgehalt zu hoch ist. Unter diesen Bedingungen sollte das Lufteinspritzsystem abgeschaltet werden. Dies wird durch den Einsatz eines Umleitungsventils erreicht, das die Luftpumpe nicht abschaltet, sondern die Luft vom Auspuffkrümmer wegleitet. Da dies alles nach Abschluss des Verbrennungsprozesses geschieht, handelt es sich um eine Emissionskontrolle, die keine Auswirkungen auf die Motorleistung hat. Die einzige Wartung, die erforderlich ist, ist eine sorgfältige Inspektion der Luftpumpe Antriebsriemen.