Emisija izduvnih gasova kod dizel motora EGR i filter cadji

UNIVERZITET U NIŠUMAŠINSKI FAKULTET

SEMINARSKI RAD

Termodinamičke osnove motora SUS

Emisija izduvnih gasova kod dizel motora EGR i filter čadji

Student: Profesor:

Aleksić Miloš 184/13 Boban NIkolić

Termodinamičke osnove motora SUS Emisija izduvnih gasova kod dizel motora EGR i filter čadji

Sadržaj1. Uvod............................................................................................................................................3

2. Osnovno o sagorevanju i produktima sagorevanja DIZEL MOTORA.......................................4

3. Sastav izduvnih gasova u dizel-motoru.......................................................................................6

3.1 Opis gasova................................................................................................................................7

4. Pojam emisije i maksimalno dozvoljene koncentracije...............................................................9

5. Katalizatori................................................................................................................................10

6. Lambda sonda............................................................................................................................13

7. EGR ventil / EGR senzor...........................................................................................................14

8. Filter čađi DPF filter..................................................................................................................18

9. Zaključak...................................................................................................................................20

2


1. Uvod

Broj vozila svakim se danom sve više povećava, a time i emisija štetnih gasova. Aktivnosti na zaštiti životne sredine posmatrane iz ugla emisije štetnih sastojaka izduvnih gasova ogledaju se u pooštravanju zakonske regulative koja reguliše normative izduvne emisije, kao i u intenzivnom razvoju motora uz obavezno stalnu redukciju izduvne emisije i potrošnje goriva.

Velika većina ljudi nije u dovoljnoj meri svesna opasnosti po zdravlje koje dolazi iz izduvnih sistema motornih vozila. Sagorevanjem benzina i dizela dobija se ugljen-dioksid (CO2) i vodena para (H2O). U direktnom kontaktu CO2 nije škodljiv, ali ima negativnu ulogu u očuvanju životne sredine, spada u gasove koji čine efekat staklene bašte i tako utiče na globalno zagrevanje, istiskuje kiseonik (O2) iz vazduha zbog čega može da dovede do gušenja. Njegov sadržaj u izduvnim gasovima savremenih vozila, meri se radi dijagnostikovanja kvaliteta katalitičkog sagorevanja u katalizatoru. Usled nepotpunog sagorevanja u motorima, zaostaju kapljice goriva i ulja, i javljaju se štetni gasovi kao što su ugljen monoksid (CO), hidrokarbonati (HC). Oksidacijom ugljen-monoksida i hidrokarbonata sa azotom, koji se takođe nalazi u izduvnim gasovima motora, nastaju oksidi azota.

Iz ovih zakonskih regulativa proizašla je potreba za sistemima i uređajima koji utiču na smanjenje emisije štetnih izduvnih gasova, bez kojih je danas nezamislivo neko motorno vozilo. U ovom seminarskom radu ja ću navesti neke od tih uređaja i sistema, objasniti njihovu ulogu i funkcionisanje, odnosno princip rada. Preciznije, zadatak većine ovih sistema i uređaja jeste smanjenje potrošnje goriva što samim tim rezultira i smanjenje emisije štetnih gasova na izduvnoj instalaciji.

3


2. Osnovno o sagorevanju i produktima sagorevanja DIZEL MOTORA

Sagorevanje smeše kod ovih motora se odvija uz znatno veći faktor vazduha nego kod benzinskih motora. Gorivo se kod dizel motora ubrizgava u vazduh u kompresionom prostoru pred kraj takta kompresije te zbog ovog razloga je za optimalno sagorevanje, kao i što manju koncentraciju štetnih izduvnih gasova, potrebno osigurati brzu pripremu smeše goriva i vazduha.

To se postiže konstrukcijskim oblikovanjem kompresionog prostora gde se odvija proces sagorevanja smeše, ali još bolje tačnim početkom i završetkom ubrizgavanja goriva (zavisno od režima rada motora), dobrim raspršivanjem goriva u cilindru (što većim pritiscima ubrizgavanja) i preciznim doziranjem određene količine goriva (elektronskom regulacijom sistema za ubrizgavanje). Kao i kod OTO motora i kod dizel motora se ugrađuju razni konstruktivni dodaci u cilju kvalitetnijeg sagorevanja smeše i što manje štetne emisije izduvnih gasova. Upoređujući relativne količine štetne emisije izduvnih gasova kod OTO i dizel motora vidljivo je da dizel motori u procesu rada ispuštaju u atmosferu više azotnih oksida – NOx, kao i više vidljivih krutih čestica (eng.particulate matter PM) koje su kancerogene i štetne po ljudsko zdravlje. Veličina prečnika ovih čestica je u poređenju sa zrnom peska 10 do 30 puta manja. Relativna koncentracija ugljen monoksida CO i nesagorelih hidrokarbonata HC je znatno veća kod benzinskih motora.

Sl.1. Poredjenje koncentracije izduvnih gasova dizel i OTO motora

Shodno navedenom, na tehničkom pregledu pri kontroli izduvnih gasova dizel motora, propisima je regulisano da se posmatra samo stepen zacrnjenja (koeficijent apsorpcije) izduvnog gasa a ne ivolumenska koncentracija pojedinih izduvnih gasova kao kod OTO motora.

4


Pomenućemo neka od ovih konstrukcijskih rešenja za poboljšanje sagorevanja smeše kod dizel motora u cilju smanjene štetne emisije iduvnih gasova:

• oblikovanje kompresionog prostora u kome se dešava proces sagorevanja smeše;• prednabijanje i hlađenje sabijenog vazduha;• povrat izduvnih gasova u usisnu granu (EGR);• određivanje trenutka početka i završetka ubrizgavanja goriva;• naknadna obrada izduvnih gasova (katalizator i filter);• opremanje motora boljim sistemima za napajanje gorivom;

Jedno od najviše korišćenih konstruktivnih rešenja koje se vrlo često koristi kod dizel motora je prednabijanje usisanog vazduha. Sa prednabijanjem usisanog vazduha se osim smanjenja sadržaja azotnih oksida (NOx) i smanjenja zacrnjenja izduvnih gasova, postiže povećana snaga motora uz istu radnu zapreminu. Prednabijanjem se u motor ubacuje veća količina vazduha od one koju bi sam motor usisao. Najčešća izvedba prednabijanja je pomoću turbine koju pokreće kinetička energija izduvnih gasova. Da bi se ograničio pritisak prednabijanja na optimalni i pri tome zaštitila sama turbina i motor, u ovakve sisteme obavezno se postavlja regulatorni (rasteretni) ventil koji ima zadatak da u slučaju povećanja pritiska u usisnoj grani omogući prolaz izduvnim gasovima pored turbine. Regulacija pritiska prednabijanja može se izvesti i bez rasteretnog ventila, ali se tada ugrađuje turbina promenjivog položaja statorskih lopatica ("turbina promenljive geometrije").

Sl.2. Turbina promenljive geometrije

5


Treba napomeniti da iz razloga što dizel motori rade sa velikim faktorom vazduha, kod njih nije bila moguća primena regulisanih katalizatora trostrukog dejstva već su se primenjivali samo neregulisani katalizatori koji redukuju ugljen monoksid (CO) i nesagorele hidrokarbonate (HC)-OKSIDACIONI KATALIZATORI. Danas se na savremene dizel motore (Euro IV) ugrađuju katalizatori trostrukog dejstva. Hidrokarbonati (HC) se mogu pojavljivati u obliku čvrstih čestica te ovi katalizatori donekle redukuju te čvrste čestice u izduvnom gasu. Na dizel motorima novije generacije postavlja se i širokopojasna lambda sonda čija je uloga da upravlja radom EGR ventila. Pored svega navedenog osnovni problem dizel motora je čađ-čvrste čestice, i taj problem nije rešen upotrebom katalizatora. Zbog navedenog se kod „lakih“ vozila u izduvnom sistemu, posle katalizatora, postavljaju filteri čađi.

3. Sastav izduvnih gasova u dizel-motoru

Vazduh se sastoji od 78% azota (N2), 21% kiseonika (O2) i 1% inertnih gasova, vode (H2O) i prašine. Gorivo se sastoji od ugljovodonika (HC) i sumpora. Štaviše, komora za sagorevanje sadrži i druge supstance poput motornog ulja (HC, S, aditivi), fosfora (biodizel) i izduvnih gasova.

Tokom kompletnog sagorevanja, ugljovodonici reaguju u potpunosti sa kiseonikom, proizvodeći ugljen-dioksid i vodu. Azot i inertni gasovi ne izazivaju reakciju. U stvarnosti se, ipak, kompletno sagorevanje ne dešava, a azot i sumpor formiraju štetne materije poput ugljen-monoksida (CO), azotnih oksida (NOx), nesagorelih ugljovodonika (HC), čestica (C+ ostataka) i vodonik-sulfida (H2S).

Na sljedećem dijagramu dat je pojednostavljeni prikaz sadržaja izduvnih gasova koji nisu katalitički pročišćavani. Naime, iz ispuha motora izlazi više različitih gasova od prikazanih, ali se zbog potrebe

pojednostavljenja prikaza uobičajeno govori samo o gasovima navedenim u dijagramu.

6


Sl.3. Sastav izuvnih gasova motora SUS

Kao što se iz dijagrama vidi, samo mali dio gasova iz ispuha je štetan za okolinu (~1%). Moderni analizatori izduvnih gasova ne mjere sve gasove, već samo one pomoću čije se koncentracije može ocjeniti kvalitet sagorijevanja u motoru, pa se na taj način daje ocjena da li motor radi u optimalnom radnom području.Prilikom ispitivanja sastava izduvnih gasova analizatorima, najčešće se mjeri sadržaj sljedećih pet gasova:

· Ugljen-dioksid (CO2)· Ugljen-monoksid (CO)· Ugljovodonici (HC)· Kiseonik (O2)· Azotni oksidi (NOx).

3.1 Opis gasova

Ugljen-monoksid (CO) je gas bez boje i mirisa, ali je vrlo otrovan. Smanjuje sposobnost prenošenja kiseonika u krvi, pa prisustvo relativno male koncentracije CO izaziva gubitak svesti, trovanje i smrt nakon nekog vremena. Nastaje kao produkt nepotpunog sagorevanja, pa zbog toga u zoni bogate smeše (kada ima viška goriva) postoji zavisnost CO od faktora vazduha λ: što je smesa bogatija to je koncentracija CO veća.

Ugljikovodici (HC) – iritiraju sluzokožu disajnih organa, učestvuju u formiranju smoga, a neki mogu biti i kancerogeni. HC su produkti nedovršenog sagorijevanja koje je ili potpuno izostalo (kod nepovoljnih uslova) ili potiču iz zona u komori u kojima dolazi do gašenja plamena.

Sadržaj azotovih oksida (Nox), direktno je zavisanod faktora vazduha λ. Najveći sadržaj se postiže u području blago siromašne smeše λ = 1,05...1,1. U području bogate smeše skoro sav kiseonik iz vazduha učestvuje u procesu sagorevanja pa se tek mali deo veže uz azot. U područjuza ljudsko zdravlje nadražuju i oštećuju disajne organe. Njihov sadržaj utiče i na smanjenje vidljivosti, stvaranje fotohemijskog smoga, razaranja ozona u višim slojevima atmosfere, stvaranje štetnog ozona u nižim slojevima atmosfere, kao i stvaranje kiselih kiša.

HC (hidrokarbonat) je gorivo koje bi u potpunosti trebalo sagoreti u cilindrima, ali u realnim uslovima sagorevanja to nije moguće. U izduvnim gasovima može nastati i usled povećane potrošnje ulja u motoru. Otrovni su za biljni svet, a u većim koncentracijama štetni su i po zdravlje ljudi. Najmanja koncentracija HC se postiže u zoni blago siromašne smeše λ 1,1. U zoni bogate smeše HC se ponaša slično CO, odnosno što je smeša bogatija to je koncentracija HC veća (goriva ima više od vazduha pa ne može sve da sagori), ali porast se događa i u zoni

7


siromašne smeše. Razlog za povećani udeo HC u siromašnoj smeši je ranije gašenje gorive smeše u cilindrima te nesagorevanje ukupne mase goriva. U izduvnim gasovima uvek ima kiseonika (O2) , koji je posledica nepotpunog sagorevanja. U zoni bogate smeše njegova koncentracija je minimalna, ali prelaskom u zonu siromašne smeše njegova koncentracija raste.

8


Sl. 4. Zavisnost specifične snage motora i specifične potrošnje od vazduha

9


4. Pojam emisije i maksimalno dozvoljene koncentracije

Pod emisijom se podrazumijeva izbacivanje zagađujućih materija iz objekata – zagađivača (iz dimnjaka, motora, cjevovoda i sličnog) u okolinu: vazduh, vodu, zemljište.

Kada se proučava obim zagađenja nekom zagađujućom materijom, važno je da se utvrdi: · Brzina emisije i

· Ukupna emisija.

Brzina emisije je količina zagađujuće materije izražena u jedinici vremena: g/s ili u %.

Ukupna emisija jeste ispuštena količina zagađujuće materije izražena u gramima po količini oslobođene energije (u džulima) ili u kilogramima proizvoda.

Maksimalno Dozvoljena Koncentracija (MDK) se, uglavnom, određuje po tome koliko je štetno po ljudsko zdravlje, odnosno uzima se krajnja granica moguće štetnosti, prema bilo kojem pokazatelju: toksičnosti, opštesanitarnom i dr.Maksimalno Dozvoljena Koncentracija neke štetne materije je ona količina koja kod čovjeka svakodnevno izloženog u dužem periodu ne izaziva patološke promjene ni oboljenja, ne narušava biološki optimum za čovjeka. Za relativno čist vazduh možemo da smatramo onaj u kome koncentracije ne premašuju dopuštene granice.

Maksimalno Dozvoljena Emisija (MDE) se uvodi da bi se regulisala jačina izbacivanja zagađujućih materija svakog pojedinačnog izvora zagađenja. Ova vrijednost se vezuje za određenu masu proizvoda ili količinu proizvedene energije u određenom tehnološkom procesu.

10


5. Katalizatori

U vozilima se katalizator koristi za prečišćavanje izduvnih gasova:– Oksidi azota (NOx) se pretvaraju u ugljen-dioksid (CO2) i azot (N2).– Ugljen-monoksid (CO) oksidacijom prelazi u ugljen-dioksid (CO2).– Ugljikovodici (HC) oksidacijom prelaze u ugljen-dioksid (CO2) i vodu (H2O).

Katalizatori su uvek postavljeni u prvom izduvnom loncu do motora i zahvaljući materijalu od kog su napravljeni u njima se odvija hemijsko pretvaranje štetnih izduvnih gasova (CO,HC,NOx) u CO2,H2O i N2. Naravno da se primenom ovih uređaja to ne dešava u potpunosti ali itekako doprinosi smanjenju štetne emisije. Danas se isključivo upotrebljavaju regulisani jednostruki ili višestruki katalizatori s trostrukim delovanjem. Trostruko delovanje znači da se katalitički tretiraju sva tri štetna izduvna gasa (CO, HC i NOx). Pojam regulisani katalizator označava da se ispred katalizatora nalazi senzor koji računaru vozila šalje signal u kojem radnom području motor radi kako bi se smeša gorivo - vazduh na ulazu u motor zadržavala što duže u stehiometrijskom radnom području (λ=1) . Pojam jednostrukog ili višestrukog katalizatora označava u koliko kućišta je smešten katalizator. Položaj katalizatora u izduvnom sistemu najviše zavisi od temperature izduvnog gasa na ugradbenom mestu katalizatora.

Sl. 5. Položaj katalizatora u vozilu

11


Sl.6. Izgled položaj ipozicija katalizatora

Katalizator postiže maksimalnu funkcionalnost kada motor radi sa odnosom goriva i zraka u smješi u stehiometrijskom odnosu 14,7:1 (lambda faktor = 1) – odnosno sa 1 gramom goriva na 14,7 grama vazduha. Tada je razmera vazduha i goriva takav da se svaka molekula goriva može spojiti sa odgovarajućom molekulom kiseonika iz vazduha, odnosno smanjuje se mogućnost pojave neizgorjelih gasova u izduvnim gasovima.

Stehiometrijska razmera vazduha i goriva održava se regulacijskim krugom u kojem učestvuju lambda sonda i centralni računar vozila.

Sl. 7. Regulacijski krug katalizatora

12


Razlikujemo nekoliko vrsta katalizatora:- jednostruki – oksidacijski i redukcijski,- dvostruki,- regulirani jednostruki ili dvostruki katalizator s trostrukim djelovanjem.

Oksidacijski katalizator najjednostavniji je oblik katalizatora koji radi s viškom kiseonika i koristi se za oksidaciju CO i HC u CO2 i H2O. Potreban višak kisika u izduvnom gasu postiže se prilagodbom motora ili ubrizgavanjem zraka prije katalizatora. Kao kontakt od plemenitog materijala kod ove se vrste katalizatora koriste platina i paladij.

Redukcijski katalizator, za razliku od oksidacijskog, služi za pretvaranje NOx u O2 i N2, a za to zahtijeva višak CO2 i HC.

Dvostruki katalizator uključuje oba prethodno spomenuta katalizatora, s upuhivanjem zraka među njima. Izduvni gas kod ovih katalizatora prvo prolazi kroz redukcijski katalizator gdje se, uz manjak zraka, vrši redukcija NOx. Nakon dovođenja zraka, izduvni gas prolazi kroz oksidacijski katalizator u kojem se vrši oksidacija HC i CO.

Regulirani jednostruki ili dvostruki katalizator s trostrukim djelovanjem je katalizator kod koga se katalitički tretiraju sva tri štetna izduvna gasa ( CO, HC i NOx). Važno je napomenuti da se danas isključivo koriste ovi katalizatori.

Sl. 8. Šematski prikaz rada katalizatora i presjek njegove strukture

Postoje mnogi razlozi otkazivanja i kvarova katalizatora, ali to su uglavnom kvarovi uzrokovani mehaničkim oštečenjima, onečišćenje olovom itd…

13


6. Lambda sondaLambda sonda zajedno sa katalizatorom trostrukog djelovanja danas je najučinkovitiji

dodatak motoru za pročišćavanje izduvnih gasova. Lambda sonda ( Oxygen sensor ) je senzor koji se ugrađuje prije katalizatora. Njena uloga je da određuje odnos mješavine vazduha i goriva u motoru, sakuplja podatke o izduvnim gasovima prije nego što uđu u katalizator i date podatke prosljeđuje glavnom računaru u vozilu. Taj signal računar koristi kako bi odredio odnos vazduha i goriva koji ulazi u cilindre motora, i na osnovu toga povećava/smanjuje količinu goriva u cilindrima.

Lambda sonda počinje da funkcioniše na temperaturi od 350 °C. Radna temperatura je oko 600 °C, a ne smije preći temperaturu od 850 °C, jer na temperaturama preko 930 °C dolazi do njenog oštećenja. Radna temperatura lambda sonde predstavlja problem, pa se zbog toga u lambda sonde ugrađuju grijači i postavljaju se što bliže motoru, a sve u svrhu ranijeg početka djelovanja regulacionog kruga motora.

Sl. 9. Izgled “Lambda sonde”

Sonda je obično postavljena u izduvni sistem na način da je njen vrh u stalnom kontaktu sa izduvnim gasovima. Kristal od cirkonijuma (Zr) obložen sa obje strane tankim slojem platine u dodiru s kiseonikom u izduvnim gasovima generiše napon. Ovaj napon najčešće varira između 0 i 1 V i očitavanjem njegove srednje vrijednosti, te poznavanjem količine ubrizganog goriva, lahko je izračunati lambda faktor. Lambda faktoru u iznosu od 1 odgovara srednji napon od oko 0,45 V. Na osnovu podataka koji dolaze iz lambda sonde centralni računar vozila određuje količinu ubrizganog goriva u realnom vremenu održavajući lambda faktor konstantnim. Postoje dve osnovne vrste lambda sondi prema tipu signala koji daju na izlazu: dvostepena lambda sonda i širokopojasna lambda sonda. Dvostepenim sondama se ne može tačno utvrditi vrijednost λ

14


faktora već samo da li je on u stehiometrijskom području, dok kod širokopojasnih sondi to nije slučaj. Širokopojasne λ sonde precizno mogu odrediti faktor vazduha u vrlo širokom području rada motora pa mora biti ugrađena na motorima s direktnim ubrizgavanjem goriva.

7. EGR ventil / EGR senzor

Senzori motora projektovani su tako da omogućavaju da vozilo ostane u dozvoljenim granicama izbacivanja štetnih gasova u atmosferu, ali i da se poboljšaju performanse vozila. Lambda sonda je grejni senzor ( HEGO ), koja služi kao povratna informacija ka računaru vozila koji konstantno podešava odnos vazduh-gorivo. Grijanjem senzora postiže se da senzor brzo dostigne svoju radnu temperaturu.

EGR ventil (Ventil recirkulacije izduvnih gasova) je veoma važan senzor u vozilu, jer on smanjuje emisiju NOx gasova, čime se postiže da temperature sagorijevanja ne prelazi optimalnih 1800 °C (ovo je temperatura pri kojoj nastaje NOx). Takođe pomaže da se zadrži optimalna temperatura, tako što se deo izduvnih gasova vraća u cilindar. Kako bi se postigle dobre performanse EGR ne funkcioniše kada je motor hladan. Kada ventil regeneracije izduvnih gasova ( EGR ventil ) ispravno radi procjenjuje se da je emisija štetnih NOx gasova smanjena za 30%.

EGR ventil služi da u smešu svežeg vazduha i goriva uvede manju, ili veću količinu izduvnih gasova, pomoću kojih se reguliše sagorevanje. Stvari su vrlo jednostavne. Prevelika količina kiseonika stvara topao plamen i brzo sagorevanje smeše. Kao reakcija na povećanje temperature u komori za sagorevanje dolazi do neželjene hemijske reakcije između kiseonika i azota iz usisanog vazduha, kojom prilikom se stvaraju otrovni azot-oksidi. Kao posledica toga, pored povećanog zagađenja životne sredine, usled iteracije sa azotom, samoj smeši u motoru ostaje manje kiseonika za sagorevanje goriva, čime se smanjuje snaga, povećava nivo ugljo-vodonika. Kada pregrejanoj smeši dodate odgovarajuću količinu sagorelih izduvnih gasova, koji ne sadrže kiseonik, dolazi do snižavanja temperature sagorevanja i dovođenja parametara rada motora u normalu.

Kod benzinskih motora, EGR smanjuje mogućnost za samozapaljivanjem. Kao direktna posledica toga moguće je koristiti viši kompresioni odnos i drugačije vreme paljenja, kako bi se dobio elastičniji motor. Kod dizelaša, osetno se smanjuje buka detonacije prilikom rada na leru.

EGR ventil radi suprotno kod benzinaca i dizelaša. Kod dizela je prilikom rada na minimumu potpuno otvoren i može da obezbedi i do 50 posto prisustva sagorelih gasova u komori za

15


sagorevanje. Prilikom povećanja snage i obrtaja on se u potpunosti zatvara. Za promenu, kod benzinaca EGR je potpuno zatvoren na leru i polako se otvara sa povećanjem snage. Ipak, maksimalno učešće izduvnih gasova kod benzinaca iznosi samo pet do deset procenata.

EGR ventil je podložan otkazu rada zbog začepljenja, pre svega usled taloženja čestica čađi. Ventil može da ostane potpuno otvoren, potpuno zatvoren, ili može da ima sporu reakciju. Ako je zaglavlje u otvorenom položaju, kod benzinaca će izazvati loš rad u leru, a kod dizela će izazvati smanjenje snage i crn dim iz auspuha. Ako je EGR ostao zatvoren, izazvaće preterano lupanje kod dizelaša i povećanu potrošnju goriva kod benzinaca.

Sl. 10. EGR ventil (novi i začepljeni)

Uredjaj se sastoji od ventila, vrste kontrolnog ventila i cevovoda koji povezuje izduvnu i usisnu granu motora. Sam ventil je prilicno jednostavan, mehanicki otvoreno/zatvoreni ventil. Vrh ventila produzuje se u stezni element koji je obicno lociran na izduvnoj grani uz mali otvor. U normalnom polozaju ventil je zatvoren pomocu opruge sve dok vakuum koji deluje na membranu ventila ne podigne ventil iz njegovog sedista i otvori izduvni otvor. Vakuum iz motora tada uvlaci izduvne gasove u usisnu granu i razblazuje mesavinu goriva negde oko 6-10%.

Uredjaj za recirkulaciju izduvnih gasova ne vrsi kontinualnu regulaciju izduvnih gasova jer to utice na performanse motora kao i propustanje vakuuma. Zbog toga je ovaj sistem konstruisan

16


tako da se ne otvara u praznom hodu motora niti u periodu zagrevanja motora. Komandno kolo ventila konstruisano je tako da je dovod vakuuma u sistem s gomje strane leptira karburatora i sprecava otvaranje ventila dok motor radi pod delimicnim gasom. Prekidač ili elektromagnet takodje je ugradjen u sistem i sprecava da vakuum dospe do ventila dok se motor ne zagreje. Kod novijih tipova vozila sa kompjuterskom regulacijom rada motora koristi se elektromagnet za iskljucivanje i ukljucivanje vakuuma zavisno od uslova rada.

Sl.11. Ventil uredjaja za recirkulaciju izduvnih gasova.

Pritisak iz izduvne grane motora (1) prolazi kroz kanal ventila (2) i podize sekundamu membranu (3) zatvarajuci otvor za vakuum i otvara ventil (4).

Mada je osnovni princip rada sistema u sustini isti kod svih vozila, postoji znatna razlika medju pojedinim sistemima. Neki su relativno jednostavni dok su drugi prilicno slozeni. Razlike mogu da budu prisutne u konstrukciji i lokaciji ventila kao i u komandnom kolu. U pogledu konkretnih detalja o radu uredjaja na vasem vozilu pogledajte odgovarajuci prirucnik.

Jedna od razlika je koriscenje pritiska izduvnih gasova radi „finog podesavanja“ kolicine izduvnih gasova koji se vracaju u usisnu granu motora. Posto se povecava kolicina azotnih

17


oksida prilikom ubrzanja i kada motor radi pod opterecenjem, neki uredjaji za pojacavanje protoka u tim periodima mogli bi da pomognu redukciji azotnih oksida. U tim periodima raste i pritisak u izduvnim gasovima, pa resenje problema predstavlja postavljanje ventila koji reaguje na promene pritiska u izduvnim gasovima. Ventil moze da bude konstruisan tako da reaguje na poviseni ili snizeni pritisak. Rupica probusena kroz vodicu ventila omogucuje da pritisak prodre u malu komoru. Mambrana je osetljiva na pritisak i otvara ili zatvara odvodni otvor, time se regulise protok.

Sl.12. Uproscen prikaz uredjaja za recirkulaciju izduvnih gasova.

Vakuum otvara ventil (1) pri brzinama iznad praznog hoda, tako da izduvni gasovi (2) mogu da udju preko usisne grane (3) zajedno sa mesavinom vazduh-gorivo iz karburatora (4).

18


8. Filter čađi DPF filter

Njihov zadatak je da prikupljaju čađ koja u postupku sagorevanja izlazi iz motora, a kada senzori pada pritiska koji su postavljeni ispred i iza ovih filtera, „osete“ da je filter čađi napunjen, program koji upravlja radom motora (ECU) dodatno uključuje sekundarno ubrizgavanje goriva koje se odvija dok je izduvni ventil na glavi motora već otvoren tako da u izduvnom sistemu poraste temperatura izduvnih gasova.

Sl.13. Filter čađi

Princip regeneracije : DPF filter se grije do temperature od 1200 do 1400 stepeni celzijusa kada čestice čađi odgorjevaju. Regeneracija je automatizovan proces i on se dešava svakih 300 do 500 km i traje nekih 10-tak minuta. Regeneracija se vrši na dva načina: motorni kompjuter ubrizgava više goriva u izduvni takt čime se podiže temperatura u izduvnom sistemu i čestice odgorjevaju na visokoj temperaturi. Kod vozila koja na ovaj način vrše regeneraciju (VAG, Renault, FIAT…) dešava se da poraste nivo ulja u motoru zbog viška goriva, pa je potrebno redovno provjeravati kako bi se izbjegle katastrofalne posljedice. Drugi način koriste vozila PSA grupe (HDi motori), gdje se prilikom regeneracije u DPF dodaje aditiv koji pospješuje izgaranje čestica. Ovaj aditiv se nalazi u posebnom rezervoaru, traje oko 25000 km i potrebno ga je redovno dopunjavati inače će se filter začepiti.

Problem nastaje na automobilima koji se najčešće voze u režimu gradske vožnje kada motor rijetko dostiže radnu temperaturu ili se započeti proces regeneracije često prekida. Tada se DPF filter zapuši i počinju problemi koji se manifestuju kao namiran rad motora, slaba vuča, nemogućnost startovanja motora…Prije ovih simptoma obično se na instrument tabli pojavi upozorenje da je filter zapušen. Ovaj upozorenje ne treba ignorisati, već odmah treba reagovati na neki od slijedećih načina.

19


Sl.14. Instrument tabla ( zapušenost filtera)

Najbezbolniji način je izvesti automobil na otvoreni put i voziti ga najmanje 10 minuta na radnoj temperaturi konstantnom brzinom ne manjom od 60 km/h. U praksi se pokazalo da nije na odmet ni veća brzina a ni nekoliko naglih ubrzanja koje povećavaju opterećenje motora a samim tim i temperaturu izduvnog sistema.

Drugi način je da posjetite ovlašćeni ili neki od bolje opremljenih nezavisnih servisa koji će sa dijagnostičkim uređajem inicirati proces regeneracije. Motorni kompjuter tada sam simulira uslove vožnje i vrši regeneraciju. Cijeli proces traje manje od sat vremena i košta između 50 i 150 €. Ova operacija neće dugoročno riješiti problem ako nastavite voziti u gradskom režimu vožnje bez povremenih izleta na otvoreni put.

Treći način je fizičko uklanjanje DPF filtera iz izduvnog sistema automobila. Ova operacija zahtjeva i zamjenu originalnog softvera motornog kompjutera, softverom koji ne zahtjeva informacije sa senzora DPF-a, kako bi motor radio ispravno. Na ovaj način problem se rješava zauvjek a koštaće između 150 i 250 €, zavisno od automobila.

20


9. ZaključakSagledavajući sve štetne uticaje do kojih dolazi ispuštanjem škodljivih sastojaka izduvnih

gasova motornih vozila, dolazi se do zaključka da je uz uspješnu primjenu postojećih sistema za redukciju, koji su se pokazali praktičnim i učinkovitim, potrebno i dalje razvijati i unapređivati te sisteme kako bi se štetni uticaji sveli na minimum, te na taj način osigurali daljnje uspješno funkcioniranje eko sistema.

Gledamo li perspektivno mogli bismo reći da će se u budućnosti donositi sve više zakona i mjera pomoću kojih će se pokušati smanjiti negativno djelovanje saobraćaja.

Kako iz svega navedenog vidimo da količina potrošnje goriva najviše utiče na količinu emisije štetnih izduvnih gasova, na čijem smanjenu automobilske industrije ponajviše i rade, možemo zaključiti da pored svih ovih uređaja i sistema najveći uticaj na smanjenje emisije štetnih izduvnih gasova ipak ima sam čovjek i njegova “samosvjest”.

21

Documents

Emisija izduvnih gasova kod dizel motora EGR i filter cadji