Bilindiği üzere dizel motorlar, benzinli motorlara göre daha yüksek emisyon salımı yapmaktadır. Bunun sonucu olarak dizel motorlara özgü yeni emisyon azaltma sistemleri geliştirilmiştir. Peki nedir bu sistemler? Hadi gelin birlikte inceleyelim.
EGR, DOC, NSC, SCR, DPF olmak üzere 5 sistem günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır.
EGR (Exhaust Gas Recirculation) Sistemi
Türkçeye ‘egzoz gazı devridaimi’ olarak geçen bu sistemin amacı, egzoz valfinden çıkan yanmış atık gazların %5 ile %15’ini EGR valfi yardımı ile tekrar yanma odasına göndererek tam yanma gerçekleştirememiş moleküllerin (çoğunlukla karbon) tekrar yanmasını sağlamaktadır. Böylece tam yanmadan atılan egzoz gazların israf olmasını önleyerek, verimliliği arttırmak amaçlanmıştır. Bunun sonucu olarak yanma hızı düşürülerek, yanma sonu oluşan maksimum sıcaklık azaltması sağlanmaktadır.
EGR yanmayı yavaşlatsa da buji çakma zamanlamasını değiştirerek önemli ölçüde telafi edilebilir. EGR’nin motor verimliliği üzerindeki etkisi önemli ölçüde motor tasarımına bağlıdır.
Bazı EGR sistemlerinde egzoz gazları soğutularak emme manifolduna verilir. Bu sayede NOx emisyonlarının daha fazla azaltılması sağlanır.
Ayrıca; EGR sistemi yüksek yüklerde (çekiş kaybından dolayı) ve rölantide (düzensiz yanma ve titreşimlerden dolayı) kullanılmaz. Çünkü bu sistem verimliliği arttırsa da performanstan tasarrufu söz konusudur.
Yine de verimliliği başta tutmasından ötürü günümüzde benzinli motorlar dahil, yaygın olarak kullanılmaktadır.
DOC (Diesel Oxidation Catalyst) Sistemi
Dizel oksidasyon katalizörünün amacı; yanma sonrası oluşan hidrokarbon ve karbonmonoksiti oksijen ile yakıp, çevre için daha az zararlı olan karbondioksite dönüştürerek araçtan atımını sağlar. Bu işlem egzoz gazı bileşimine, akış hızına ve katalizör malzemesine bağlı olarak 170’C ile 200’C derece arası sıcaklıklarda gerçekleşir.
Bir diğer amacı ise NO’i (Azot Oksit) oksitleyerek NO2’e (Azot Dioksit) dönüştürmesidir. NOx içerisinde NO2 bileşenin daha fazla olması, NOx depolama katalizörü, seçici katalitik indirgeme sistemi gibi sistemler için hayati önem taşımaktadır.
DPF (Diesel Particulate Filter) Sistemi
Dizel partikül filtresi, PM (partikül madde) emisyonlarını azaltmak için kullanılan bir sistemdir. Seramik veya sinterlenmiş metalden oluşan bu filtre, partikül geçirgenliğini sınırlandırır. Fakat bu filtre zamanla dolar ve temizlenmesi gerekir. Temizlenmemesi durumunda, atılamayan gazlar motora geri basınç oluşturur. Daha ileri durumlar için ise ciddi maliyetlere sebebiyet verebilir. O yüzden gösterge panelinde DPF bildirimi alındığında ihmal etmemek gerekir.
Temizlik işlemi için motor yüksek devirlerde 10-15 dakika kullanılmalıdır. Bu işlem, filtre yüzeyine tutunan karbon birikintilerinin yakılması ile gerçekleştirilmektedir. DPF enjektöründen yakıt püskürtülerek veya geç yapılan enjeksiyon ile DPF sıcaklığı yaklaşık 600C’ye çıkarılmaktadır.
Tam tıkanma durumunda ise değiştirilmelidir.
NSC (NOx Storage Catalyst) Sistemi
NOx depolama katalizörü, azot oksit emisyonlarının azaltılmasına yönelik geliştirilen bir sistemdir ve 2 aşamada azaltır.
- Depolama aşaması: Egzoz gazındaki NOx’lerin, katalizörün depolama bileşenlerinde sürekli depolanması.
- Ayırma ve dönüştürme: Periyodik şekilde motorun hava azlığı ile çalıştırılması ile NOx’lerin ayırılması ve dönüştürülmesi.
Çalışma noktasına bağlı olarak; depolama aşaması 30 ile 300 saniye arası, ayırma ve dönüştürme aşaması ise 2 ile 10 saniye arası sürmektedir.
NOx depolama katalizörü, NO, ile güçlü bir şekilde bağ kurabilen kimyasal bileşiklerle kaplıdır (alkalinler ve alkalin metallerin oksitleri ve karbonatları).
Sıcaklık yanıtı nedeniyle, baryum nitrat ana kimyasal olarak kullanılır. Sadece NO2 doğrudan depolanabildiğinden, egzoz gazındaki NO bileşenleri, oksidasyon katalizörü yardımıyla oksitlenerek NO2’ye dönüştürülür. NOx depolama katalizöründe NO2, katalizör yüzeyindeki baryum karbonat ve oksijen ile reaksiyona girerek baryum nitrat ve karbondioksit oluşturur.
BaCO, + 2 NO2 +1/2 02 = BA(NO3)2 + CO2
Depolama, egzoz gazinin 250’C ila 450’C sıcakliği arasında en iyi şekilde gerçekleşir. Bu sıcaklığın altında NO çok yavaş oksitlenir, bu sıcaklığın üzerinde ise NO, kararlı değildir.
Depolanan azot oksit miktarı arttıkça, ilave azot oksitleri bağlama kabiliyeti azalır. Katalitik konvertörden geçen azot oksitlerin miktarı zamanla artar.
SCR (Selective Catalytic Reduction) Sistemi
Seçici katalitik indirgeme, temel olarak NH3’ün (adblue karışımı içerisinde) egzoz gazları içerisindeki NOx’lerle tepkimeye girmesini
sağlayan bir sistemdir. NH3, adblue enjektörü ile egzoz hattına gönderilir. Katalizör içinde tepkimeye giren NH3 ve NOx; üre, azot ve su olarak çıkar. Ayrıca hat başında ve sonunda NOx sensörü sayesinde hatta gönderilen adblue karışım miktarı ayarlanır. Fakat bu sistem diğer sistemlere göre maliyetlidir. Belirli periyotlarda sisteme adblue takviyesi yapılmalıdır. Aksi taktirde motor çalışmayacaktır.
NOx depolama katalizörünün aksine, SCR sürekli olarak çalışır ve motor çalışmasına müdahale etmez. Ayni anda NOx emisyonlarını en aza indirme ve yakıt tüketimini azaltma imkanı sunar.
Kaynakça
- www.otomotivlab.net
- www.nitrobilisim.com
- www.arabam.com
