Czas czytania: 5 minut
Potrzeba kontrolowania emisji z pojazdów samochodowych dała początek komputeryzacji samochodu. Węglowodory, tlenek węgla i tlenki azotu powstają podczas procesu spalania i są emitowane do atmosfery z rury wydechowej. Istnieją również węglowodory emitowane w wyniku odparowania benzyny i ze skrzyni korbowej samochodu. Ustawa o czystym powietrzu z 1977 r. ustala limity ilości każdego z tych zanieczyszczeń, które mogą być emitowane z samochodu. Odpowiedzią producentów było dodanie pewnych urządzeń do kontroli zanieczyszczeń oraz stworzenie samoregulującego się silnika. W 1981 roku pojawił się pierwszy z tych samoregulujących się silników. Były one nazywane systemami kontroli paliwa ze sprzężeniem zwrotnym. Czujnik tlenu był zainstalowany w układzie wydechowym i mierzył zawartość paliwa w strumieniu spalin. Następnie wysyłał sygnał do mikroprocesora, który analizował odczyt i sterował mieszanką paliwową lub powietrzną, aby uzyskać właściwy stosunek powietrza do paliwa. W miarę rozwoju systemów komputerowych, były one w stanie regulować czas zapłonu iskry, jak również obsługiwać inne kontrole emisji, które zostały zainstalowane w pojeździe. Komputer jest również zdolny do monitorowania i diagnozowania samego siebie. W przypadku zauważenia usterki, komputer ostrzega operatora pojazdu poprzez zapalenie się lampki kontrolnej awarii. W tym samym czasie komputer zapisuje usterkę w swojej pamięci, dzięki czemu technik może w późniejszym czasie odtworzyć ją w postaci kodu, który pomoże mu określić właściwy sposób naprawy. Niektóre z bardziej popularnych urządzeń kontroli emisji spalin instalowanych w samochodach to: EGR VALVE, CATALYTIC CONVERTER, AIR PUMP, PCV VALVE, CHARCOAL CANISTER.
Catalytic Converter
Automotive emissions are controlled in three ways, one is to promote more complete combustion so that there are less by products. Drugi to ponowne wprowadzenie nadmiernych węglowodorów z powrotem do silnika do spalania, a trzeci to zapewnienie dodatkowego obszaru dla utleniania lub spalania, aby wystąpić. Ten dodatkowy obszar nazywany jest katalizatorem. Katalizator wygląda jak tłumik. Jest on umieszczony w układzie wydechowym przed tłumikiem. Wewnątrz konwertera znajdują się granulki lub plaster miodu wykonane z platyny lub palladu. Platyna lub pallad są używane jako katalizator (katalizator to substancja używana do przyspieszenia procesu chemicznego). Gdy węglowodory lub tlenek węgla w spalinach przechodzą przez katalizator, są chemicznie utleniane lub przekształcane w dwutlenek węgla i wodę. W miarę jak katalizator pracuje nad oczyszczaniem spalin, wytwarza ciepło. Im bardziej zanieczyszczone spaliny, tym ciężej pracuje konwerter i tym więcej ciepła jest wytwarzane. W niektórych przypadkach konwerter można zobaczyć, aby świecić z nadmiernego ciepła. Jeśli konwerter pracuje tak ciężko, aby oczyścić brudne spaliny, to zniszczy się. Również ołowiany paliwo będzie umieścić powłokę na platyny lub palladu i uczynić konwerter nieskuteczne. To dlatego w USA wszystkie paliwa przeznaczone do silników samochodowych są teraz bezołowiowe.
Zawór PCV
Celem dodatniego systemu wentylacji skrzyni korbowej (PCV), jest wzięcie oparów wytwarzanych w skrzyni korbowej podczas normalnego procesu spalania i przekierowanie ich do systemu wlotu powietrza/paliwa w celu spalenia podczas spalania. Opary te rozcieńczają mieszankę paliwowo-powietrzną, więc muszą być dokładnie kontrolowane i dozowane, aby nie wpływać na osiągi silnika. Jest to zadanie zaworu dodatniej wentylacji skrzyni korbowej (PCV). Na biegu jałowym, gdy mieszanka paliwowo-powietrzna jest bardzo krytyczna, do układu dolotowego dostaje się tylko niewielka ilość oparów. Przy wysokich obrotach, gdy mieszanka jest mniej krytyczna, a ciśnienie w silniku większe, do układu dolotowego dostaje się więcej oparów. Gdy zawór lub układ jest zatkany, opary dostają się z powrotem do obudowy filtra powietrza lub, w najgorszym przypadku, nadciśnienie przepycha uszczelki i powoduje wycieki oleju silnikowego. Jeśli użyto niewłaściwego zaworu lub układ ma nieszczelności, silnik będzie pracował nierówno, a w najgorszym przypadku olej silnikowy zostanie wyssany z silnika.
Zawór EGR
Zadaniem zaworu recyrkulacji spalin (EGR) jest wprowadzenie niewielkiej ilości spalin do układu dolotowego, co powoduje rozcieńczenie mieszanki paliwowo-powietrznej w celu obniżenia temperatury w komorze spalania. Nadmierna temperatura komory spalania powoduje powstawanie tlenków azotu, które są głównym czynnikiem zanieczyszczającym środowisko. Podczas gdy zawór EGR jest najskuteczniejszą metodą kontroli tlenków azotu, już sama jego konstrukcja wpływa negatywnie na osiągi silnika. Silnik nie został zaprojektowany do pracy na gazach spalinowych. Z tego powodu ilość spalin dostających się do układu dolotowego musi być dokładnie monitorowana i kontrolowana. Odbywa się to za pomocą szeregu przełączników elektrycznych i podciśnieniowych oraz komputera pojazdu. Ponieważ działanie EGR zmniejsza wydajność poprzez rozcieńczanie mieszanki paliwowo-powietrznej, system nie pozwala na działanie EGR, gdy silnik jest zimny lub gdy silnik potrzebuje pełnej mocy.
Kontrola parowania
Benzyna dość łatwo paruje. W przeszłości, te emisje parowania były wentylowane do atmosfery. 20% wszystkich emisji HC z samochodu pochodzi ze zbiornika gazu. W 1970 r. uchwalono przepisy zakazujące odprowadzania oparów ze zbiornika paliwa do atmosfery. System kontroli parowania paliwa został opracowany w celu wyeliminowania tego źródła zanieczyszczeń. Funkcją systemu kontroli parowania paliwa jest wychwytywanie i przechowywanie emisji par ze zbiornika gazu i gaźnika. Do wychwytywania oparów paliwa wykorzystywany jest pojemnik na węgiel drzewny. Opary paliwa przylegają do węgla drzewnego, dopóki silnik nie zostanie uruchomiony, a podciśnienie silnika może być wykorzystane do wciągnięcia oparów do silnika, aby mogły zostać spalone wraz z mieszanką paliwowo-powietrzną. System ten wymaga zastosowania szczelnego korka wlewu zbiornika gazu. Korek ten jest tak ważny dla działania systemu, że test korka jest obecnie włączany do wielu stanowych programów kontroli emisji. Samochody sprzed 1970 roku uwalniały opary paliwa do atmosfery poprzez zastosowanie wentylowanego korka wlewu gazu. Obecnie, przy zastosowaniu szczelnych korków, stosuje się przeprojektowane zbiorniki gazu. W zbiorniku musi być miejsce na gromadzenie się oparów, aby można je było odprowadzić do pojemnika na węgiel drzewny. Do kontroli przepływu oparów do silnika stosowany jest zawór odmulający. Zawór odmulający jest sterowany podciśnieniem w silniku. Jednym z częstych problemów w tym układzie jest uszkodzenie zaworu odmulającego, co powoduje, że podciśnienie silnika zasysa paliwo bezpośrednio do układu dolotowego. Wzbogaca to mieszankę paliwową i powoduje zanieczyszczenie świec zapłonowych. Większość pochłaniaczy węgla drzewnego posiada filtr, który powinien być okresowo wymieniany. Ten system powinien być sprawdzony, gdy spada przebieg paliwa.
Wtrysk powietrza
Ponieważ żaden silnik spalinowy nie jest w 100% wydajny, zawsze będzie trochę niespalonego paliwa w spalinach. Zwiększa to emisję węglowodorów. Aby wyeliminować to źródło emisji, stworzono system wtrysku powietrza. Spalanie wymaga paliwa, tlenu i ciepła. Bez jednego z tych trzech składników spalanie nie może zachodzić. Wewnątrz kolektora wydechowego jest wystarczająco dużo ciepła do podtrzymania spalania, jeśli wprowadzimy trochę tlenu, to niespalone paliwo zapali się. Spalanie to nie wytworzy żadnej mocy, ale zmniejszy nadmierną emisję węglowodorów. W przeciwieństwie do komory spalania, to spalanie jest niekontrolowane, więc jeśli zawartość paliwa w spalinach jest nadmierna, eksplozje, które brzmią jak popping, wystąpi. Są chwile, kiedy w normalnych warunkach, takich jak zwalnianie, gdy zawartość paliwa jest nadmierna. W takich warunkach chcielibyśmy wyłączyć system wtrysku powietrza. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu zaworu rozdzielczego, który zamiast wyłączać pompę powietrza, kieruje powietrze z dala od kolektora wydechowego. Ponieważ wszystko to odbywa się po zakończeniu procesu spalania, jest to jedna z kontroli emisji, która nie ma wpływu na wydajność silnika. Jedyną wymaganą czynnością konserwacyjną jest staranna kontrola paska napędowego pompy powietrza.
.