denekler:
- Genel
- Kurum parçacıklarının kökeni
- Partikül filtresinin çalışması
- Kendiliğinden oluşan partikül filtresi
- Yarı açık partikül filtresi
- Dizel motordan çıkan egzoz dumanları
Genel:
Dizel motorlarda partikül filtresi kullanılır. Partikül filtresinin amacı, egzoz gazlarının geçmesine izin vermek ve kurum parçacıklarını tutmaktır. Günümüzde, yeni bir otomobilin her dizel motoru, katı çevre gerekliliklerini karşılamak için bir partikül filtresiyle donatılmıştır. Bazı büyük şehirlerde, partikül filtresi olmayan 'kirli' dizel araçların ve katalitik konvertörü olmayan benzinli araçların kullanılması zaten yasaktır.
Kurum parçacıklarının kökeni:
Dizel motorun yanma işlemi sırasında her zaman kurum parçacıkları üretilir. Kurum, eksik yanmanın bir işaretidir. Kurum parçacıkları, yaklaşık 0,05 mikromilimetre çapında, saf karbondan oluşan bir çekirdeğe sahip küçük karbon küreleridir. Hidrokarbonlar, kükürt ve metal oksitler dahil olmak üzere bazı zararlı maddeler bu karbonun çekirdeğine yapışır. Bazı hidrokarbonlar sağlığa zararlı olabilir.
Kurum parçacıklarının oluşumu ve miktarı esas olarak motorun kullanımına, hava beslemesine, enjeksiyonuna ve yanmasına bağlıdır. Özellikle oksijen eksikliği olduğunda karışımın çok zengin olması ve dolayısıyla yanmanın tam olmaması nedeniyle kurum emisyonları artar. Chip tuning aynı zamanda aşırı kurum emisyonunun da nedeni olabilir.
Kurum parçacıklarının boyutları, girdap odalı, direkt enjeksiyonlu, Common Rail ve birim enjektörlü dolaylı enjeksiyonlu dizel motorlarda hemen hemen aynıdır.
Partikül filtresinin çalışması:
Partikül filtresi, metal bir mahfaza içine yerleştirilmiş silisyum karbürden yapılmış bal peteği şeklinde bir seramik gövdeden oluşur. Seramik gövde, bir tarafı dönüşümlü olarak kapatılan çok sayıda paralel mikroskobik geçitten oluşur.
Egzoz gazları partikül filtresinden aktığında, partiküller giriş kanallarında tutulurken, egzoz gazının diğer gazlı bileşenleri filtrenin gözenekli duvarlarından geçer.
Kendiliğinden oluşan partikül filtresi:
Kendi kendine oluşan partikül filtresi, motor tarafından yayılan kurumun yaklaşık %90'ını engeller. Kendi kendine oluşan partikül filtresinde çok sayıda kurum parçacığı kaldığı için bir süre sonra önlem alınmadan tıkanabilir. Bunu önlemek için filtrenin düzenli olarak (her 200-1000 km'de bir) yenilenmesi gerekir. Buna “yenilenme süreci” denir. Bu, biriken kurum parçacıklarının yakıldığı anlamına gelir. Yakıldığında parçacıklar zararsız maddeler olan karbondioksit ve suya dönüşür. Katalitik kaplaması olmayan partikül filtreleri için kurum parçacıklarının yanma sıcaklığı en az 600°C'dir ancak egzoz gazları çoğu zaman bunun için yeterince sıcak değildir. Kurum parçacıklarını yakmak için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir:
- Katalitik kaplamalı partikül filtresi:
Bu tip partikül filtresi, kurum partiküllerinin 250°C sıcaklıkta yakılmasını mümkün kılan katalitik bir kaplamaya sahiptir. Ancak partikül filtresinin motora mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmesi gerekir, aksi takdirde çok fazla ısı kaybı yaşanır. Bu rejenerasyon yöntemi, diğerlerinin yanı sıra, yarı açık ve sürekli yenilenen partikül filtreleri için kullanılır. - Oksidasyon katalizörü kullanın: Oksidasyon katalizörüyle egzoz gazlarındaki nitrojen oksitler kısmen nitrojen dioksite dönüştürülür. Bu nitrojen dioksit çok reaktiftir, bu da kurumun çok daha kolay ve dolayısıyla daha düşük sıcaklıkta tutuşması anlamına gelir. Bu nedenle oksidasyon katalizörü her zaman partikül filtresinin önüne, hatta genellikle egzoz manifoldunun hemen sonrasına yerleştirilir. Bazen bu katalizörlerden 2 tanesi bile kurulur. (resme bakın)
- Harici ısıtma: Egzoza bir kızdırma bobini veya yakıt enjektörü yerleştirerek kurum parçacıklarını tutuşturmak için gerekli sıcaklığa ulaşmak mümkündür. Bu, motor kontrol ünitesi aracılığıyla kontrol edilir. Bu, partikül filtresinin dolmaya başladığını filtre öncesi ve sonrası ölçen fark basınç sensörlerinden gelen değerleri kaydeder.
- Ek yakıt enjeksiyonu: Egzoz stroku sırasında nozüllere ekstra yakıt eklenerek egzoz gazı sıcaklığı artar ve bu da rejenerasyon sağlayabilir.
Yarı açık partikül filtresi:
Yarı açık partikül filtreleri, standart olarak partikül filtresi bulunmayan araçlar için tasarlanmıştır. Bu nedenle bu tip partikül filtresi daha sonra takılır. Yarı açık partikül filtrelerinin sayısı giderek azalıyor çünkü artık tüm yeni otomobillerde standart olarak partikül filtresi bulunuyor.
Yarı açık partikül filtreleri, egzoz gazlarının filtreden engellenmeden akmasını sağlayan açık bir yapıya sahiptir. Kurum parçacıklarının bir kısmı duvarlara yapışıyor. Filtrenin iç kısmında, kurum parçacıklarının düşük sıcaklıklarda yenilenmesini (yakılmasını) mümkün kılan katalitik bir kaplama vardır. Rejenerasyon sürekli olarak yüksek sıcaklıkta gerçekleşir. Filtrenin ara sıra ısıtılması koşuluyla, filtrenin tıkanma olasılığı düşüktür. En büyük dezavantaj, emisyonların en uygun koşullar altında yalnızca maksimum %60 oranında azaltılabilmesi ve daha az optimal koşullar altında (normal kullanım sırasında sıklıkla görülen) emisyonların yalnızca %30 oranında azaltılabilmesidir.
Dizel motordan çıkan egzoz gazları:
Sağdaki resimde ve aşağıdaki açıklamada dizel motorun egzoz gazlarının nelerden oluştuğunu görebilirsiniz.
- %67 Azot (N2)
- %12 Karbondioksit (CO2)
- %11 Su (H2O)
- %10 Oksijen
- %0,3 diğer maddeler; kurum parçacıkları (PM), Hidrokarbonlar (HC), Azot oksitler (NOx), Karbon monoksit (CO).
NOx emisyonlarını azaltmak için dizel motorlar giderek daha fazla NOx emisyonu kullanıyor. AdBlue dozaj sistemli SCR katalizörü.
