EMISIJA MOTORNIH VOZILA 1

EMISIJA MOTORNIH VOZILA 2

Istraživanja Instituta za socijalnu i zdravstvenu medicinu

iz Basela –Švajcarska, tvrde, "da izduvni gasovi

uzrokuju prevremenu smrt od respiratornih i srčanih

oboljenja i to 21.000 osoba godišnje“, takođe, “da

izduvni gasovi iz motornih vozila uzrokuju oboljenja

od hroničnog bronhitisa kod 250.000 stanovnika

godišnje, i da više od 500.000 ima oboljelih od

asmatičnih napadima".

3

Studija koju je objavila Svjetska zdravstvene

organizacije(SZO),

Tvrdi da emisija iz motornih vozila smanji životni

vijek u gradskoj sredini za 8,7 mjeseci, a u

ruralnim sredinama životni vijek se skraćuje za 5,5

meseci.

4

Koliko su izduvni gasovi automobila

opasni, pokazuju istraživanja Američkih

naučnika koji su utvrdili, da izduvni gasovi iz automobila

oštećuju ljudski DNK

i značajno povećavaju rizik od

kancerogenih bolesti.

5

Istraživači Nacionalnog medicinskog centra SAD-a ispitivali su uzorke krvi i urina 47 zaposlenih radnika na naplatnoj rampi prometnog autoputa, i kod svih je bila povećana hemijske supstance 8-OHdG, što je znak da je došlo do oštećenja DNK, a za to su odgovorni takozvani slobodni radikali iz izduvnih gasova.

Ne ozbiljno i ne odgovorno sagledavanje ovih činjenica o zagađenju od strane izduvnih gasova motornih vozila predstavlja vrhunski nemar koji se plaća ljudskim životima.

6

Sva ova istraživanja nas obavezuju da se sa

posebnjom pažnjom i odgovornošću odnosimo

prema ovoj temi i da u najvećoj mjeri smanjimo naše

izlaganje udisanju izduvnih gasova, a istovremeno

da mi svojim ličnim primjerom damo skroman

doprinos za smanjenje zagađenja životne sredine.

7

Schwartz, Dockery i Pope u prvoj polovici 1990-ih.utvrdili su vezu između

povećane koncentracije čestica čađi u zraku i stope smrtnosti odnosno

zdravstvenog stanja stanovništva.

uticaj štetnosti izduvnih gasova zavisi o dužini izloženosti udisanja izduvnih gasova i razklikujemo:

akutne i

Hronične bolesti.

Akutni se manifestiraju brzo, nakon kratkog izlaganja (najviše do nekoliko dana), dok se hronični vide tek nakon dužeg perioda izlaganja.

Dugotrajna izloženost zagađenom vazduhu može izazvati hronične bolesti, koje se u velikom broju završavaju smrću.

Na štetno dejstvo izduvnih gasova posebno su osjetljiva predškolska djeca, osobe s hroničnim bolestima pluća i srca.

8

Cilj časa Koji su uticajni

parametri za

smanjenje štetnosti

izduvnih gasova,

1

upoznavanje

sadržaja

emisije iz

motornih

vozila

Upoznavanje sa

posljedicama

udisanja izduvnih

gasova

Emisija

motornih

vozila

Koja se tehnička

rješenja koriste

za tretiranje

štetnih izduvnih

gasova na

motoru i van

njega,

koje su naše

mogućnosti da

smanjimo količinu

štetnog djelovanja

izduvnih gasova

9

Motor

Motor je uređaj koji hemijsku energiju goriva i

vazduha pretvara u toplotnu energiju, a toplotnu u

mehaniku energiju.

10

-Ugljenik je najvažnija komponenta goriva , jer njegovim sagorijevanjem nastaje

najvećI dio toplote.

-Vodonik je druga po važnosti komponenta goriva jer sa sagorijevanjem 1kg

vodonika oslobađa približno 140MJ toplote.

-Sumpor se u gorivu nalazi u vidu gorive I negorive komponente . Njegovo prisustvo

u gorivu je nepoželjno jer izaziva koroziju, a produkti sagorijevanja su ekološki

veoma štetni (kisjele kiše).

-Kiseonik nije gorivi element , već se sagorijevanje odvija zahvaljujući njemu.

Ugljenika C ; 83

Vodonika H ; 11

Kiseonika O ; 0,1

Azota N ; 0,05

Sumpora S ; 0,1

Sastav vazduha

Sastav goriva

azota 79%

kiseonika 21%

ugljen-dioksida

0%

i malih količina drugih gasova (neona,

argona...…

11

Kada bi se u motorima odvijalo potpuno sagorijevanje,

rezultati bi bili samo ranije navedeni neškodljivi ugljen

dioksid, vodena para i azot.

12

Sastav izduvnih gasova motorni vozila

N2 73%

O2 9%

H2O 9%

CO2 8%

Štetne tvari 1%

N2 76%

O2 9,7%

H2O 7%

CO2 7%

Štetne tvari 0,3%

Štetne tvari: čvrste čestice,ugljikovodici HC, azotovi oksidi NOx ,ugljenmonoksid CO.

13

Upoređenje koncentracije izduvnih

gasova za oto i dizel motore

0 50 100 150 200 250 300

Vidljive čestice

NOx

HC

CO

%

Dizelski motor

Benziski motor

(s reguliranim

katalizatorom)

14

Kiseonik ( 02 )

je neotrovan gas bez boje imirisa, ima ga 21% u sadržaja vazduhu i neophodan je za proces sagorevanja .

Normalna količina kiseonika u izduvnim gasovima je oko 12 % .

Količina kiseonika u izduvnim gasovima je odlićan pokazatelj kvaliteta smeše.

Kiseonik je gas bez boje i mirisa, čija se količina u vazduhu ne menja, iako ga organizmi neprekidno troše.

Njegovom obnavljanju doprinose biljke koje tokom procesa fotosinteze (stvaranja hrane u toku dana) oslobađaju kiseonik.

Jedan je od glavnih sudionika procesa sagorijevnja, a njegova prisutnost u izduvnim gasovima posljedica je nepotpunog sagorijevnja, u slučaju lošeg miješanja gorive smjese.

15

Azot

U vazduhu najviše ima azota. Takođe je gas bez

boje i mirisa, ali ne pomaže gorenje i u njemu živa

bića ne mogu da opstanu. Ima ga četiri puta više

od kiseonika (u 100 litara vazduha 78 litara je

azot).

16

Ugljen dioksid ( C02 )

Je neotrovan gas, direktno neškodljiv, ali povećava stvaranje staklenu baštu, zbog čega dolazi do povećanja

temperature na zemlji. Isto tako, utječe na stvaranje 'kiselih kiša', koje uništavaju biljni svijet.

Produkt je sagorevanja efikasnog motora . Ovaj gas se gomila u gornjim slojevima atmosfere i izaziva efekte staklene bašte i globalnog zagrevanja. Čovek i životinje ispuštaju ga disanjem u vazduh, a nastaje i sagorevanjem drveta, truljenjem organizama u zemlji i

vrenjem grožđa.

Teži je od vazduha i pada na dno, tako da ga najčešće ima na dnu starih bunara, u podrumima, pećinama i sl.

Biljkama je neophodan, upijaju ga svojim zelenim delovima i od njega i vode, pomoću Sunčeve energije, stvaraju

hranu.

Za razliku od kiseonika, sprečava sagorevanje i gasi plamen.

Čovek ga upotrebljava za pravljenje soda-vode, gaziranih pića i gašenje vatre.

U većim količinama štetan je za životinje i ljude.

Znaci trovanja ugljen-dioksidom su glavobolja i nesvestica.

Pri niskom sadržaju ugljovodonika (HC) i ugljen monoksida (CO), sadržaj ugljen dioksida bi trebao da bude u opsegu

od 13 do 15% . Količine manje od 8% ukazuju na lose podešen sastav smeše. Pri brzinama većim od 2000 ob/min , količina C02 je za

12% veća nego u praznom hodu .

17

je otrovan gas bez boje i mirisaje . Puno je brži u vezivanju za hemoglobin od kiseonika, čime smanjuje

njegovu sposobnost prenošenja u krvi. CO blokira prenos kiseonika u krvi zbog većeg afiniteta prema kiseoniku nego što ga imaju crvena krvna zrnca.

CO vezuje hemoglobin u krvi sprečavajući razvođenje kiseonika po telu, što dovodi do opasnog trovanja, Iz tog razloga, već i mala koncentracija CO izaziva gubitak svijesti i trovanje, čak i smrt.

Zbog njegove velike otrovnosti, ne smije se dopustiti rad motora, odnosno emisija izduvnih gasova u zatvorenim prostorima.

Udisanjem koncentracija većih od 0,3% duže vrijeme dovodi do smrti. Ugljenmonoksid CO nastaje kao produkt nepotpunog sagorevanja, pri

nedostatku vazduha, zbog čega njega najviše ima pri radu sa bogatom smešom..

Što je srnješa homogenija, to je manji količina ugljen monoksida u izduvnim gasovima.

Minimalne vrijednosti CO postižu se za faktor vazduha λ=1 (faktor vazduha količnik je stvarno usisane i teoretski probne količine vazduha), kada je usisana masa vazduha jednaka teoretskoj.

Ugljen monoksid-CO

18

Ugljovodonici ( HC )

– je smješa različitih spojeva ugljenika i vodika i čine osnovni sastojak goriva .

Nesagoreli ugljovodonici HC iritiraju sluzokože disajnih organa i očiju, dok teži ugljovodonici deluju kancerogeno .

Nesagoreli ugljovodonici HC se javljaju kao produkt nezavršenog sagorevanja zbog gašenja plamena u blizini zidova. Sto je komora razudenija, sa vise hladnih zidova, to je emisija HC veca.

Visok nivo ugljovodonika ukazu­je na probleme u sistemu za paljenje (svećice , kablovi, loš ugao pretpaljenja , loš odnos goriva i vazduha ili mehanički kvarovi motora ).

Osim što su kancerogeni, uzrok su i neugodnom mirisu izduvnih gasova i u spoju sa NOx odgovorni su za nastanak smoga.

Nesagorivi HC nastaju pri nepotpunom sagorijevanju, zbog nedostatka kiseonika (λ< 1) i pri jako siromašno smjesi (λ> 1,2).

Osim toga, nesagorivi HC nasta ju u dijelovima sagorivog prostora koji nisu zahvaće ni plamenom: npr. zračnost između cilindra i klipa

19

Azotni oksidi NOx

Azotni oksidi iritiraju disajne putove i u velikim koncentracijama dovode do oduzetosti.

NOx nastaju pri visokim temperaturama i visokim pritiscima sagorijevanja.

Najveća je koncentracija u području blago siromašne, dok opada u području bogate ili siromašne smjese. Prvo se stvara NO, a zatim NO2, koji brzo prodire u pluća gdje se spaja s hemoglobinom i proizvodi spojeve koji blokiraju njegovu normalnu funkciju.

Posljedice su smanjenje funkcije dišnog sistema i smanjenje otpornosti na infekcije, a u prisutnosti CO ovaj gas izaziva i smrtna trovanja.

20

Olovo-Pb

Olovo se dodaje benzinskom gorivu radi poboljšanja otpornosti na detonacije. Olovo, kao i njegovi spojevi, su izuzetno toksični.

Kako bi se smanjila koncentracija olova u izduvnim gasovima benzinskih motora, uvode se bezolovni benzini te alternativna goriva

Djeluje izuzetno otrovno na krv i koštanu srž. Olovni spojevi nastaju samo pri sagorijevanju

oto-goriva koja su tretirana tetraetilolovom (olovni benzin i, SUPER 98) radi povišenja oktanskog broja.

21

Sumpor (S)

Sumpora(S) ima značajno više kod dizelskih u odnosu na benzinske motore, zbog povećane količine sumpora u dizelskom gorivu. Ovaj gas nepovoljno djeluje na ljude, biljke in a metal uzrokuje koroziju. Nataloženi sulfati štetno djeluju na ljude, pošto ih čovjek udiše u obliku vrlo sitnih čestica koje pluća ne mogu iskašljati. Još se jedna opasnost ogleda u tome što sumpor oksid u atmosferi oksidira u SO3, koji u kontaktu s vodom prelazi u sulfatnu kiselinu, što rezultira nastankom 'kisjelih kiša'.

22

Čestice čađi

nastaje sagorevanjem fosilnih goriva. To su čestice veličine oko 5 mikrona. Lebde u vazduhu i ponašaju se kao gas. Sadrže toksične i kancerogene materije. Lako prodiru u disajne puteve i ostećuju ih.

- nastaju pri nepotpunom sagorijevanju u obliku čestica jezgara ugljenika ili čađi s naslagama. Naslage HC spojeva na ugljenikovim jezgrirna su kancerogene.

Čestice manjeg prečnika opasnije su za zdravlje jer njihovim udisanjem trajno se talože u plućima.

Posebno čestice manje od 10 mikrona, direktno odlaze na pluća bez zaustavljanja.

Neke se talože u bronhijima, a najsitnije prodiru direktno u pluća.

Dubina prodiranja čestica čađi iz vazduha u pluća zavisi o njenoj topljivosti.

One koji su više topljivi, kao što je SO2, apsorbuju se već u gornjem dijelu disnog sistema.

Nasuprot dizel-motorima, čestice kod oto-motora su zanemarivo male (20 - 200 puta manje)

Čađa i dim javljaju se kao problem kod izduvnih gasova dizelskih motora. Čađa je filtrat izduvnih gasova, koji se sastoji od čestica ugljika, a nastaje uz manjak kiseonika i visoku temperaturu, zbog nepotpunog miješanja goriva i vazduha. Ugljikovi spojevi u česticama čađe nisu sami po sebi štetni, ali na sebe vežu različite toksične sastojci. Dim je bitno spomenuti zbog ometanja vidljivosti na saobraćajnicama, čime se smanjuje sigurnost u saobraćaju.

23

Štetne materije koje se izbacuju u vazduh, talože

se i sa vodom rastvorene ulaze u zemljište, a

zatim u biljke. Tako se uključuju u proces kruženja

materije u prirodi.

24

Postupci za smanjenje štetnog dejstva

izduvnih gasova

Vrsta goriva

Optimizacija radnih parametara

Alternativna goriva

Zahvati na motoru

Zahvati van motora

25

OPTIMIZACIJA UTICAJNIH PARAMETARA

ZA ODVIJANJE GLAVNOG SAGOREVANJA Podešavanje sastava smješe λ =1

Količina zaostalih gasova.

Oblik komore

Položaj i brojsvećica.

Temperatura i količina svježeg vazduha,

Trenutka paljenja smješe. Period dogorijevanja je oko 5 % preostale smeše.

Pritisci ubrizgivanja goriva

Stepen kompresije

Broj obrtaja

Ugao pretpaljenja

Nadpunjenje motora

Položaj i broj ventila, otvorenost ventila,varijabilno otvaranje ventila

ComonRail, piezo brizgaljke

26

Alternativna goriva

Etanol

Vodonik

Tečni gas

27

Etanol

Etanol je bezbojna, prozirna, isparljiva i zapaljiva tečnost karakterističnog mirisa. Šećerna repa uz kukuruz , predstavlja najvažniju sirovinu za dobijanje etanola kao goriva. Kada se govori o etanolu kao gorivu, onda se najčešće misli na smešu benzina 85%, i etanola 15% , označava sa E85. Ovo gorivo odgovara za pogon Otto motora.

Prednosti: Vozila pogonjena etanolom E85 smanjuju emisiju ugljendioksida za 80% (etanol je biljnog porijekla a kako biljke u procesu fotosinteze koriste

CO2, tada je ukupan bilans razmjene CO2 pri sagorijevanju jednak nuli).

Zbog većeg sadržaja kiseonika u etanolu sagorijevanje je potpunije, pa nastaje manje ugljenmonoksida.

Emisija čestica je zanemariva. Motorsko ulje se znatno manje prlja. Etanol je manje isparljiv pa je bezbjednost od eksplozije veća. Latentna toplota isparavanja je viša, što se povoljno odražava na

koeficijent punjenja motora, zahvaljujući tome niža je temperatura sveže smeše koja ulazi u cilindar.

Niža je emisija gasova iz rezervoara. Kompanija Akzo Nobel je pronašla aditiv za povećanje cetanskog broja

etanola, i sa 7 % ovog aditiva etanol je stekao uslov za primjenu kod dizel motora.

28

Nedostaci:

Toplotna moć etanol je znatno niža, pa je

potrošnja goriva veća za 40:55% .

Etanol rastvara prirodnu gumu, poliamide i mnoge

druge sintetičke materijale, pa za instalacije

koristimo specijalne materijale (od metala prohrom

a od nemetala vještačku gumu).

Etanol otežava podmazivanje motora i

elemenata sistema za napajanje gorivom.

29

Vodonik

Vodonik se može proizvesti i iz bio-mase hemijskim procesom kao ekološki čist energent.

Vodonik kao gorivo skoro idealano obrazuje smešu, ima veliku brzinu sagorijevanja i umjesto ugljendioksida (CO2) emituje neškodljive produkte sagorijevanja (vodenu paru).

Poteskoce pri primjeni vodonika su:

1.-Vodonik postaje tečan tek na temperaturi od –253° C,a da bi se zadržao na toj temperaturi, potrebno je održatiri pritisak od oko 250 bar-a.

Za realizaciju ovog projekta neophodno je pronaći hibrid koji će pri običnoj temperaturi vezati vodonik, a oslobađati ga pri povišenim temperaturama.

30

Tečni gas je mješavina propana i butana u odnosu 50:50. Najčešće se dobija iz zemnog gasa. Ovo gorivo karakteriše to što pri pritisku od 2-8 bara i temperaturi od 20°C prelazi u tečno stanje. Kao gorivo posjeduje visoku oktansku vrijednost,ima kaloričnu moć oko 108600(kJ∕m³N)

Prednosti tečnog gasa su:

gas se smatra ekološkim gorivom jer u sebi ne sadrži olovo, sumpor. i druge štetne sastojke

pravilno sagorijevanje u motoru pri niskim temperaturama. potpuno sagorijevanje u cilindrima motora bez ostatka i taloga. veća trajnost ulja u motoru ( ne razgrađuje se ulje sa benzinom). imaju dobru otpornost na detonaciju. tiši i mirniji rad motora sprečava stvaranje korozije koja nastaje prisustvom aditiva vijek trajanja motora se povećava za 30%- 35% udvostručuje se vijek katalizatora i lambda sonde

Tečni gas

31

Zahvati unutar i izvan benzinskih

motora

Kako bi se što više smanjila emisija štetnih izduvnih gasova kod benzinskih motora, razlikujemo primjenu dvije vrste zahvata, a to su:

unutar i

izvan motora.

Korekcije unutar motora izvode se kako bi se optimizovao proces sagorijevnja.

To su određeni konstruktivna rješenja na motoru kao što su: postavljanje svjećice u centralnom dijelu cilindarske glave motora, povećanje broja svećica po cilindru, viševentilska glava motora, duže preklapanje ventila, varijabilno otvaranje ventila, upotreba turbina, Comonrail, veći pritisci ubrizgivanja goriva.

Korekcije van motora- katalizatori, lambda sonde, opremanje motora boljim sistemima paljenja radne smjese i sistemima za ubrizgivanje goriva, natpunjenjem vazduha , povratkom izduvnih gasova u usisnu granu. Postoje i druge metode, ali ove su najčešće i najvažnije. Među njima se posebno ističu katalizatori i lambda sonda.

32

Upravljanje u " zatvorenoj petlji "

Upravljanje u " zatvorenoj petlji " .1Elektronski kontrolni modul, 2Lambda sonda, 3Kontrola brizgača, 4Katalitički konvertor.

Kvalitet smeše se opisuje koeficijentom viška vazduha ( obeležava se grčkim slovom λ -Lambda ) i definiše se kao odnos stvarne i teorijske količine vazduha po kilogramu goriva . Za λ=1 mešavinski odnos vazduha i goriva je 14,7:1 i to predstavlja teorijski idealnu smešu .

Elektronski kontrolni modul nadzire signal sa lambda sonde ( senzor kiseonika , engl. Oxygen sensor skraćenica OS ) i u skladu sa dobijenim vrednostima upravlja ubrizgavanjem goriva . Signal sa lambda sonde u stvari služi za korekciju sastava smeše tako da lambda bude u opsegu 0,97 1,03 . Ovakav način rada predstavlja upravljanje u zatvo­renoj petlji.

33

Katalizatori

34

Katalizatori

Svi današnji benzinski motori opremljeni su katalizatorom. Njihova masovna ugradnja započela je u SAD-u, gdje su od 1980. godine

Svaki katalizator sastoji se od nosača i aktivnog katalističkog sloja koji sadži plemenite metale platinu, rodij i paladij.

Zahvaljujući materijalu od kojeg je napravljen, u njemu se odvija kemijska pretvorba štetnih izduvnih gasova u neškodljive gasove. Tako se CO pretvara u neotrovan CO2, HC u H2O i CO2, a NOx se razlažu na O2 i N2. Katalizator ne pročišćava ove gasove u potpunosti ali transformira se oko 90% štetnih sastojaka.

Razlikujemo nekoliko vrsta katalizatora:

jednostruki – oksidacijski i redukcijski,

dvostruki,

regulirani jednostruki ili dvostruki katalizator s trostrukim djelovanjem.

35

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 kiseonika u izduvnom gasu postiže se podešavanjem motora ili ubrizgavanjem vazduha 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 vazduha među njima. izduvni gas kod ovih katalizatora prvo prolazi kroz redukcijski katalizator gdje se, uz manjak vazduha, vrši redukcija NOx. Nakon dovođenja vazduha, izduvni gas prolazi kroz oksidacijski katalizator u kojem se vrši oksidacija HC i CO.

Danas se isključivo u upotrebi regulirani jednostruki ili dvostruki katalizatori s trostrukim djelovanjem. To znači da se u katalizatoru reduciraju sva tri štetna ispušna gasa (CO, HC i NOx).

Pojam regulirani katalizator označava da se ispred katalizatora nalazi osjetnik koji računalu dojavljuje u kojem radnom području motor radi kako bi se smjesa gorivo zrak na ulazu u motor što je moguće dulje zadržavala u stehiometrijskom radnom području (λ = 1). Ovisno o tome u koliko je kućišta smješten, katalizator može biti jednostruk, ako se nalazi u jednom kućištu, ili dvostruk, ako je podijeljen na dva kućišta.

U unutrašnjosti katalizatora trostrukog djelovanja nalazi se saćasta nosiva struktura kroz koju prolazi izduvni gas. Ta je struktura izrađena od keramike (od kristaličnog magnezij-aluminijevog silikata) ili, rjeđe, od metala (valjani limovi od čelika). Na keramiku ili metal obavezno se nanosi sloj aluminijskog oksida, kako bi se povećala aktivna površina. Na sloj oksida nanosi se zatim katalistički sloj, u kojem se nalaze plemeniti materijali platina, paladij i rodij. Platina i paladij su vrlo dobri katalizatori za oksidaciju CO i CH, dok se rodij koristi za redukciju Nox.

36

Da bi katalizator dobro funkcionirao potrebno je

zadovoljiti nekoliko uslova.

Optimalna radna temperaturu od 400-800°C,

Zagrije na više od 800°C ili 1000°C dolazi do njegovog uništenja.

katalizator mora raditi s bezolovnim gorivom jer olovo iz goriva trajno uništava plemenite metale u katalizatoru

koeficijent viška vazduha λ = 1.

Trajnost katalizatora zavisi od kvaliteti goriva

Životni vijek' katalizatora se, stoga, procjenjuje na 60-80 000km.

37

Katalizator trostrukog djelovanja

38

Lambda sonda

• Lambda sonda je

senzor količine

kiseonika u izduvnim

gasovima

• Funkcija: održavanje

lambda faktora u

blizini idealne

39

40

Princip rada lamda sonde

1-Usisna grana 5,8-Lambda sonda

2-Dovod goriva 6-Katalizator

3-Ubrizgivač 7-Izduvna grana

4-Centralni računar vozila

41

Lambda sonda

Da bi lambda sonda pravilno fukcionirala, mora biti

zagrijana na radnu temperaturu. Počinje

funkcionirati na oko 350°C, a optimalan je rad na

oko 800°C.

42

Mjere za redukciju štetnih sastojaka unutar dizelskih motora

Mogućnosti za smanjila emisija izduvnih gasova, iz motornih vozila postoje u dijelu:

Primjena alternativnih goriva

Usavršavanje same konstrukcija motora

Osavremenjavanje dodatnim sistemima za regeneraciju izduvnih gasova

početak dobave i ubrizgavanje goriva,

punjenje motora,

hlađenje usisanog vazduha i

povrat izduvnih gasova u usisnu granu.

43

Nadpunjenje-primjena turbina ili

kompresora

Primjena kompresora ili turbina za potiskivanje veće količine vazduha u cilinde motora smanjuje se emisija CH, NOx i čestica, a istovremeno povećava se i snaga motora.

Kod motornih vozila razlikujemo tri načina za natpunjenje motora vazduhom:

dinamičko natpunjenje,

mehaničko natpunjenje i

natpunjenje izduvnim gasovima.

Dinamičko natpunjenje u biti se koristi samo kod benzinskih motora, a funkcioniše na principu izmjene dužine usisne grane i zavisi od opterećenja motora, čime se može postići njegovo natpunjenje.

Kod mehaničkog natpunjenja kompresor se pokreće snagom motora, što je ujedno i njegova mana jer oduzima snagu motora.

natpunjenja izduvnim gasovima- za pokretanje gasne turbine koristi kinetička energija izduvnih gasova. U ove se sisteme obavezno postavlja i regulacijski ventil, da bi se osigurao oprimalni pritisak natpunjenja i zaštitila turbina i motor.

44

Interkuler-Hlađenje usisanog

vazduha

Kod natpunjenja temperatura sabijenog vazduha

značajno se povećava. Taj se zrak stoga nakon

turbine hladi, čime se smanjuje pogonsko

opterećenje motora i temperatura izduvnih gasova,

što sprječava stvaranje prevelike koncentracije

naročito NOx, ali i čestica i CH.

45

Povrat izduvnih gasova u usisnu

granu

je konstrukcijski zahvat kojim se smanjuje mogućnost

nastanka NOx, i to tako da se izduvni gasovi

vraćaju na usisnu granu gdje se miješaju s čistim

usisanim vazduhom.

Tako se smanjuje koncentracija kiseonika u gorivoj

smjesi, čime se smanjuje mogućnost nastanka NOx.

To se miješanje izduvnog gasa sa svježim vazduhom

obavlja posebnim ventilom (EGR ventil).

46

Mjere za redukciju štetnih sastojci izvan

dizelskih motora

Uz prethodno navedene mjere za redukciju štetnih sastojaka unutar dizelskih motora, postoje i one izvan njega.

Izduvni gas moguće je i naknadno obraditi, primjenom jedne od sljedećih metoda:

kemijskim reakcijama

termičkim

katalitičkim

filteri za pročišćavanjem gasa od čestica.

47

Termičke reakcije

Povećanjem temperaturu, u termičkom reaktoru

povećava se redukcija za smanjenje koncentracije

CO i CH.

Pošto je za rad termičkog reaktora potrebna visoka

temperatura izduvnih gasova, koja se ne postiže u

većem dijelu dizelskog motora, nije previše

zastupljen u uporabi.

48

Katalitičke reakcije

Izduvni gasovi kod dizel motora moguće je reducirati i katalizatorom, ali, pošto dizelski motor radi s velikim faktorom vazduha, u području siromašne smjese, nije moguće primijeniti katalizator trostrukog djelovanja.

Iz tog razloga koriste se:

selektivna nekatalitička redukcija,

selektivna katalitička redukcija,

neselektivna katalitička redukcija,

DENOX katalizator i

oksidacijski katalizator.

49

Selektivna nekatalitička redukcija

Uz dodavanje amonijaka, omogućuje smanjenje emisije NOx.

Selektivna katalitička redukcija

Ova metoda slična je prethodnoj, a razlikuje se u tome što se u ovom slučaju, uz dodatak amonijaka za smanjenje emisije NOx, koristi i katalizator.

Količina amonijaka elektronski se reguliše zavisno od režima rada motora. Optimalna temperaturaa (350-400°C), koncentracija NOx smanjuje se za više od 90%.

50

Primjena selektivne katalitičke

redukcije 51

DENOX katalizator

Ovaj katalizator predviđen je za rad u području siromašne smjese (λ >1). Izrađen je od bakra i željeza te omogućuje redukciju NOx za oko 20%. S povećanim udjelom CH u izduvnom gasu, povećava se i njegova mogućnost pretvorbe NOx. Stoga se CH koriste i kao redukcijsko sredstvo, dovodi ih se u gasovitom stanju ispred katalizatora.

DENOX katalizator može se kombinirati s vraćanjem izduvnih gasova u usisnu granu, pri čemu dolazi do smanjenja emisije NOx iznad 50%.

52

Oksidacijski katalizator

Ova se metoda najčešće koristi na dizelskim

motorima koji se ugrađuju na motorna vozila.

Oksidacijski katalizatori reduciraju samo CO i CH.,

ali pošto se ugljikovodici mogu pojavljivati i u obliku

čvrtsih čestica, ovakvi katalizatori i njih donekle

reduciraju. Za smanjenje emisije NOx, redovito se

primjenjuje vraćanje izduvnih gasova u usisnu granu.

53

Partikularni filter se koriste kod

dizel motora za čestice. Nakon određene količine nataloženih čestica, potrebna je

regeneracija.

Najčešće je u uporabi keramičko – monolitni pročistač, koji čestice zadržava na svojoj površini, a njihovim taloženjem povećava se stepen pročišćavanja. Regeneracija čestica se realizuje na više načina

Pošto izduvni gasovi dizelskih motora u najvećem dijelu rada nemaju dovoljno visoku temperaturu, potrebne su dodatne mjere kako bi se osigurala redovita regeneracija.

Regeneracija prečistača može se realizovati unutar motora:

vraćanjem ispusnih gasova u usisnu cijev, prigušivanjem na usisnom sistemu ili predgrijavanjem vazduha na usisu, a može se isto tako provoditi i izvan motora.

Neke od metoda za regeneraciju izvan motora su: dovođenje toplog gase plamenikom ili električnim grijačem i primjenom aditiva, katalizatora i mikrovalne energije.

54

Ventil oduška rezervoara ( EVAP).

1Rezervoar sa odvodom za napajanje sistema za

ubrizgavanje, 2Karbonski filter, 3Ventil oduška

rezervoara,4Filter za vazduh, 5Usisna grana, 6 Lambda sonda .

55

Ventil za kontrolu recirkulacije

izduvnih gasova ( EGR)

Savremeni motori koji rade sa visokim stepenom

kompresije i na visokim temperaturama imaju visok

nivo azotovih oksida NOx(NO i N02) u izduvnim

gasovima . Ukoliko se deo izduvnih gasova prosledi

do usisne grane , znatno se snižava temperatura

sagorevanja a samim tim i nivo azotovih oksida u

izdu­vnim gasovima

56

SCR (Selevtive Catalytic Reduction) odnsono "selektivna katalitička redukcija".

SCR, sistem koji ubacuje specijalne aditive u izduvne gasove i njihovim delovanjem eliminiše veći deo štetnih čestica. U početku je bilo pokušaja da se za ovu svrhu koristi amonijak, ali se zbog problema sa njegovim čuvanjem u rezervoarima prešlo na ureu, supstancu koja se već upotrebljava u poljoprivredi, kozmetici i farmaciji i nije štetna po okolinu u svom izvornom obliku.

Kod SCRa urea se čuva u odvojenim rezervoarima i ubrzigava pod kontrolom istog računara koji komanduje radom motora. Zbog uticaja visoke temperature izduvnih gasova urea se pretvara u amonijak i obavlja svoj zadatak eliminisanja azotnih oksida i smanjivanja količine čestica čađi.

Aditiv nazvan "ed blu“ smešten je u odvojenom rezervaru. potršnja aditiva "ed blu" u jednom prosečnom vozilu uopšte nije velika dva litra na 100 km.

57

HVALA NA PAŽNJI !!!

58