Reading Time: 5 minutes
A gépkocsik károsanyag-kibocsátásának ellenőrzésére irányuló igény vezetett a gépkocsik számítógépesítéséhez. Az égési folyamat során szénhidrogének, szén-monoxid és nitrogén-oxidok keletkeznek, amelyek a kipufogócsőből kerülnek a légkörbe. A benzin elpárolgása következtében és a gépkocsi forgattyúházából szintén szénhidrogének szabadulnak fel. Az 1977. évi tiszta levegőről szóló törvény határértékeket állapított meg a gépjárművek által kibocsátott szennyező anyagok mennyiségére vonatkozóan. A gyártók válasza az volt, hogy bizonyos szennyezéscsökkentő berendezéseket építettek be, és megalkották az önbeálló motort. 1981-ben jelent meg az első ilyen önbeálló motor. Ezeket visszacsatolt üzemanyag-szabályozó rendszereknek nevezték. A kipufogórendszerbe oxigénérzékelőt építettek be, amely mérte a kipufogógáz üzemanyagtartalmát. Ezután jelet küldött egy mikroprocesszornak, amely elemezte a leolvasott értéket, és a megfelelő levegő/üzemanyag arány megteremtése érdekében működtetett egy üzemanyagkeveréket vagy levegő keveréket. Ahogy a számítógépes rendszerek fejlődtek, képesek voltak a gyújtás szikraidőzítésének beállítására, valamint a járműre szerelt egyéb emissziószabályozók működtetésére. A számítógép önmagát is képes ellenőrizni és diagnosztizálni. Ha hibát észlel, a számítógép a hibajelző lámpa kigyulladásával figyelmezteti a jármű vezetőjét. A számítógép ugyanakkor rögzíti a hibát a memóriájában, így a technikus egy későbbi időpontban kód formájában visszakeresheti a hibát, ami segít a megfelelő javítás meghatározásában. A gépkocsikba szerelt néhány népszerűbb károsanyag-kibocsátás-szabályozó eszköz a következő:
Katalitikus átalakító
A gépjárművek károsanyag-kibocsátását háromféleképpen szabályozzák: az egyik a teljesebb égés elősegítése, hogy kevesebb melléktermék keletkezzen. A második az, hogy a felesleges szénhidrogéneket visszavezetik a motorba égés céljából, a harmadik pedig az, hogy egy további területet biztosítanak az oxidációhoz vagy az égéshez. Ezt a kiegészítő területet katalizátornak nevezik. A katalizátor úgy néz ki, mint egy kipufogó. A kipufogórendszerben a kipufogó előtt található. A katalizátor belsejében platinából vagy palládiumból készült pelletek vagy méhsejtek vannak. A platinát vagy palládiumot katalizátorként használják ( a katalizátor olyan anyag, amelyet egy kémiai folyamat felgyorsítására használnak). Ahogy a kipufogógázban lévő szénhidrogének vagy szén-monoxid áthalad a katalizátoron, az kémiailag oxidálódik vagy szén-dioxiddá és vízzé alakul. Miközben a katalizátor a kipufogógáz tisztításán dolgozik, hőt termel. Minél szennyezettebb a kipufogógáz, annál keményebben dolgozik a katalizátor, és annál több hő keletkezik. Egyes esetekben a konverter a túlzott hőtől izzik. Ha a konverter ilyen keményen dolgozik a szennyezett kipufogógáz tisztításán, akkor tönkremegy. Az ólomtartalmú üzemanyag is bevonatot képez a platinán vagy palládiumon, és hatástalanná teszi a konvertert. Ez az oka annak, hogy az USA-ban az autómotorokhoz tervezett összes üzemanyag ma már ólommentes.
PCV szelep
A forgattyúsház pozitív szellőztető rendszer (PCV) célja, hogy a normál égési folyamat során a forgattyúsházban keletkező gőzöket elvigye, és a levegő/üzemanyag beszívó rendszerbe irányítsa, hogy az égés során elégessék. Ezek a gőzök hígítják a levegő/üzemanyag keveréket, ezért gondosan szabályozni és adagolni kell őket, hogy ne befolyásolják a motor teljesítményét. Ez a feladata a pozitív forgattyúsházszellőztető (PCV) szelepnek. Üresjáratban, amikor a levegő/üzemanyag keverék nagyon kritikus, a gőzökből csak egy kevés jut be a szívórendszerbe. Nagy fordulatszámon, amikor a keverék kevésbé kritikus, és a motorban nagyobb a nyomás, több gőz jut be a szívórendszerbe. Ha a szelep vagy a rendszer eltömődik, a gőzök visszaáramlanak a légszűrőházba, vagy legrosszabb esetben a túlnyomás átnyomja a tömítéseket, és motorolaj-szivárgást okoz. Ha rossz szelepet használnak, vagy a rendszerben légszivárgás van, a motor üresjárata durva lesz, vagy legrosszabb esetben a motorolaj kiszívódik a motorból.
EGR-szelep
A kipufogógáz-visszavezető szelep (EGR-szelep) célja, hogy kis mennyiségű kipufogógázt adagoljon a szívórendszerbe, ez hígítja a levegő/üzemanyag keveréket, így csökkenti az égéstér hőmérsékletét. A túlzott égéstér-hőmérséklet nitrogén-oxidokat hoz létre, ami egy jelentős szennyező anyag. Bár az EGR-szelep a leghatékonyabb módszer a nitrogén-oxidok ellenőrzésére, kialakításánál fogva hátrányosan befolyásolja a motor teljesítményét. A motort nem arra tervezték, hogy kipufogógázzal működjön. Ezért a szívórendszerbe jutó kipufogógáz mennyiségét gondosan ellenőrizni és szabályozni kell. Ez egy sor elektromos és vákuumkapcsolóval, valamint a jármű számítógépével valósul meg. Mivel az EGR-hatás a levegő/üzemanyag keverék hígításával csökkenti a teljesítményt, a rendszer nem engedi az EGR-hatást, amikor a motor hideg, vagy amikor a motornak teljes teljesítményre van szüksége.
Párolgásszabályozás
A benzin elég könnyen elpárolog. A múltban ezek a párolgási kibocsátások a légkörbe kerültek. Az autó összes HC-kibocsátásának 20%-a a benzintartályból származik. 1970-ben törvényt fogadtak el, amely megtiltotta a benzintartályból származó füstgázok légkörbe való kibocsátását. Egy párolgásszabályozó rendszert fejlesztettek ki a szennyezés ezen forrásának kiküszöbölésére. Az üzemanyag párolgásszabályozó rendszer feladata a gáztartályból és a karburátorból származó párolgások felfogása és tárolása. Az üzemanyaggőzök felfogására egy faszéntartály szolgál. Az üzemanyaggőzök megtapadnak a faszénen, amíg a motor be nem indul, és a motor vákuummal a gőzöket be lehet szívni a motorba, hogy azok az üzemanyag-levegő keverékkel együtt elégjenek. Ehhez a rendszerhez lezárt benzintartálybetöltő kupak használata szükséges. Ez a kupak olyan fontos a rendszer működése szempontjából, hogy a kupak vizsgálatát ma már számos állam emissziós ellenőrzési programjába beépítik. Az 1970 előtti autók az üzemanyaggőzöket a légtelenített tanksapka használatával juttatták a légkörbe. Ma a zárt kupakok használatával áttervezett gáztartályokat használnak. A tartályban helyet kell biztosítani a gőzök összegyűjtéséhez, hogy azok aztán a faszénpalackba távozhassanak. A gőzök motorba történő beáramlásának szabályozására öblítőszelepet használnak. Az öblítőszelepet a motor vákuumja működteti. Az egyik gyakori probléma ezzel a rendszerrel az, hogy az öblítőszelep meghibásodik, és a motor vákuumja közvetlenül a szívórendszerbe szívja az üzemanyagot. Ez feldúsítja az üzemanyagkeveréket, és elszennyezi a gyújtógyertyákat. A legtöbb széndobozban van egy szűrő, amelyet rendszeresen cserélni kell. Ezt a rendszert akkor kell ellenőrizni, ha az üzemanyag-fogyasztás csökken.
Légbefecskendezés
Mivel egyetlen belsőégésű motor sem 100%-os hatásfokú, mindig lesz némi el nem égett üzemanyag a kipufogógázban. Ez növeli a szénhidrogén-kibocsátást. Ennek a kibocsátási forrásnak a kiküszöbölésére hozták létre a levegőbefecskendező rendszert. Az égéshez üzemanyagra, oxigénre és hőre van szükség. A három közül bármelyik nélkül az égés nem mehet végbe. A kipufogócsőben elegendő hő van az égéshez, ha oxigént juttatunk be, akkor az el nem égett üzemanyag begyullad. Ez az égés nem termel teljesítményt, de csökkenti a túlzott szénhidrogén-kibocsátást. Az égéstérrel ellentétben ez az égés nem szabályozott, így ha a kipufogógáz üzemanyagtartalma túlzottan magas, robbanások következnek be, amelyek pukkanásszerű hangot adnak. Vannak olyan esetek, amikor normál körülmények között, például lassításkor a tüzelőanyag-tartalom túlzottan magas. Ilyen körülmények között szeretnénk leállítani a levegőbefecskendező rendszert. Ezt egy terelőszelep használatával érhetjük el, amely a légszivattyú leállítása helyett a levegőt a kipufogócső elől tereli el. Mivel mindez az égési folyamat befejezése után történik, ez egy olyan emissziószabályozás, amely nincs hatással a motor teljesítményére. Az egyetlen szükséges karbantartás a légszivattyú meghajtószíjának gondos ellenőrzése.