Odštampaj Odštampaj Pošalji kao email Pošalji kao email Share


Sistem za kontrolu izduvnih gasova

Da bi se bolje shvatili razlozi za uvodjenje kontrole izduvnih gasova kod automobila i danasnju situaciju potrebno je baciti brzi pogled unazad na pocetke uvodjenja kontrole izduvnih gasova. Sve do kraja sezdesetih godina ucinjeno je malo na ogranicavanju kolicine zagadjivaca koje su automobili izbacivali u atmosferu. U pocetku istorije automobila nije se obracala posebna paznja na pitanje aerozagadjenja. Ali kako je broj vozila u SAD premasio cifru od 100 miliona, a gradovi postali zaguseni saobracajem, kvalitet vazduha u mnogim gradskim podrucjima postao je ozbiljan problem. Izraz „smog“ potice iz Los Andjelesa zbog njegovog polozaja u planinskam basenu gde vazduh tezi da se gomila nad gradom, pa ne iznenadjuje cinjenica da je Kalifornija bila prva drzava koja je donela zakonsku regulativu kojom se zahteva od proizvodaca automobila da kontrolisu izduvne gasove iz vozila.

Sve je vise naucnih dokaza koji ukazuju da je automobil jedan ad velikih izvora aerozagadenja i jacanje pokreta za zastitu zivotne sredine, zacetog na univerzitetima, skrenulo je paznju javnosti na ovo pitanje. To je dovelo do donosenja zakona o zastiti vazduha u mnogim zemljama sveta, uz sprovodjenje obavezne kontrole izduvnih gasova.

Proizvodaci automobila su se ogorceno protivili tvrdeci da se novi standardi nece moci zadovoljiti i da ce takvi standardi povecati cenu novih vozila. Medjutim, 1973. godine, industrija je dozivela najtezu krizu od II svetskog rata. Arapski petrolejski embargo poremetio je snabdevanje benzinom i doveo do vrtoglavog porasta cena goriva. Vozace je zahvatila panika, a u mnogim zemljama donoseni su propisi o prosecnoj potrosnji goriva, sto je, narucito u SAD, primoralo proizvodace automobila, da proizvode ekonomicnija vozila koja trose manje goriva. Proizvodaci su se ponovo zestoko pobunili tvrdeci da ce biti nemoguce zadovoljiti standarde o kvalitetu vazduha i ekonomicnoj potrosnji goriva, ali su ipak uspeli u tome. Medjutim, to nije bilo nimalo lako, a promene koje su nastale dovele su do revolucije u tehnologiji automobila.

Osnove kontrole izduvnih gasova

U roku od sarno nekoliko godina proizvodaci automobila presli su sa jednostavno dogradjenih uredjaja za kontrolu izduvnih gasova do slozenih sistema za kontrolu goriva, paljenja i izduvnih gasova. Neki od prvih sistema za kontrolu izduvnih gasova bili su i glomazni i nepodesni pa je reakcija kako profesionalnih mehanicara tako i amatera bila jednostavno uklanjanje citavog „krsa za kontrolu zagadivanja“ sa motora. Mada je ovakva taktika mozda resila neke probleme voznje i dovela do poboljsanja ekonomicne potrosnje goriva kod nekih vozila iz 1973-74. godine, promene u tehnologiji izrade vozila dovele su do spajanja sistema za gorivo, paljenje i izduvnih gasova u jedan komplet „paket“ sto je otezavalo popravke na jednom sistemu bez posledica po druge sistema. U Sjedinjenim Drzavama, na primer, da bi se pomoglo onemogucila intervencija na pojedinim sistemima, ustanovljene su velike kazne za profesionalne mehanicare koji se uhvate u menjanju sistema kontrole izduvnih gasova. Neke drzave i gradske opstine donele su i zakone kojima se kaznjava svako, pa i vlasnik vozila, za uklanjanje bilo kojih uredjaja za kontrolu zagadivanja. Doneti su i propisi za proizvodace vozila kojima se zahtevaju izvesna podesavanja karburatora i drugih delova „otpornih na nedozvoljene intervencije“, kako bi se odvratilo mehanicare od opravljanja uredjaja za kontrolu zagadjivanja.

219 Kontrola izduvnih gasova

Krajnje resenje ovog problema, medjutim, bilo je donosenje programa o periodicnom pregledu i ispitivanju vozila u podrucjima s najslabijim kvalitetom vazduha. Ispitivanjem izduvnih gasova, otkrivana su vozila koja nisu zadovoljavala standarde o izduvnim gasovima i zahtevano je od njihovih vlasnika da izvrse potrebne popravke u duhu standarda. Vecina velikih americkih gradskih podrucja sada ima takve programe.

220 kontrola izduvnih gasova
Neki uredjaji za kontrolu izduvnih gasova koji se koriste za ogranicavanje aerozagadjenja: (1) elektronsko paljenje, (2) karburator ili ubrizgavanje goriva s elektronskom regulacijom, (3) uredjaj za regulisanje rada svecica, (4) sigurnosni ventil prepunjavanja, (5) separator isparenja tecnosti (6) rezervoar za gorivo, (7) uredjaj za cirkulaciju benzinskih i uljnih isparenja, (8) uredjaj za zagrevanje vazduha, (9) ubrizgavanje vazduha iz izduvne grane, (10) recirkulacija izduvnih gasova. (11) vazdusna pumpa i (12) posuda s drvenim ugljem.

Razlog za pruzanje ove kratke istorijske perspektive je dvostruk: prvo, treba da pokaze dokle se stiglo u relativno kratkom periodu. Mada danasnja vozila nisu stoprocentno bez zagadjenja, ona dovoljno „cisto“ rade koliko je to ekonomski i tehnicki prakticno moguce. Kolicina dva velika zagadivaca iz izduvnih gasova automobila, ugljovodonici (HC) i ugljenmonoksid (CO), smanjena je za 96 odsto u poredjenju s motorima iz doba pre uvodjenja kontrole izduvnih gasova. Istovremeno, kod danasnjih modernih sistema za reguIaciju rada motora, kontrola goriva, paljenja i izduvnih gasova ukomponovana je u jedan sistem kontrole motora koji obezbedjuje daleko superiorniju ekonomicnost u potrosnji goriva. Ovo, uz smanjenje dimenzija vozila, dovelo je do dvostruko manje prosecne potrosnje goriva automobila. Prosecna potrosnja goriva pocetkom sedamdesetih godina za americke proizvodace auto mobila iznosila je sarno oko 5,5-5,7 km po litru goriva, dok danas iznosi 11-12 km po litru! Drugi razlog za prikaz ovog kratkog istorijata je odbacivanje svake pomisli da bi se neovlascenim intervencijama na vozilu – sistemu za kontrolu izduvnih gasova mogla poboljsati ekonomicnost potrosnje goriva, ili performansi vozila. Izuzev u slucaju nekoliko vozila s pocetka sedamdesetih godina svaka neovlascena intervencija verovatno ce pre stetiti nego doprineti boljoj ekonomicnosti potrosnje goriva i perforrnansi vozila. Kod danasnjih sistema za regulaciju rada matora nemoguce je vrsiti neovlascene intervencije ili iskljucivati neke uredjaje za kontrolu izduvnih gasava, a da se ne osteti neka druga instalacija. Na primer, iskljucivanjem ventila za recirkulaciju gasova obicno dolazi do »zvizdanja« i detonacije motora pri ubrzanju. Neovlasceno intervenisanje nezakonito je u mnogim zemljama za mehanicare-amatere i za profesionalrie mehanicare, a ne treba zaboraviti da vozilo podleze godisnjem pregledu kao deo programa ispitivanja izduvnih gasova.. Uklanjanje katalitickog konvertora radi reduciranja pritiska izduvnih gasova (do cega ne dolazi) moze da se pokaze kao skupa greska, jer zamena je skupa, a vozilo nece prci ispitivanje izduvnih gasova ukoliko se na vozilu zahteva takav uredjaj (kataliticki konvertor) .

Osnovni zagadivaci

Vecina ljudi smatra da zagadjivanje vazduha od automobila potice iskljucivo od izduvriih gasova. Postoje medjutim, tri vIste zagadjivaca:

1. Benzinske pare iz rezervoara za gorivo i karburatora
2. Sagoreli nusproizvodi i pare iz kartera motora
3. Izduvni gasovi

Benzinske pare iii ispareni izduvni gasovi, kako se jos nazivaju, sadrze niz ugljovodonika (HC). Ukoliko se oni ispuste u atmosferu reaguju s vazduhom i suncevim svetlom i proizvode smog. Ispareni izduvni gasovi mogu da predstavljaju veliki izvor zagadjenja posto se emituju i posle prestanka rada motora. Medjutim, ispareni izduvni gasovi uveliko su reducirani kao izvor aerozagadenja zaptivanjem sistema za gorivo. Rezervoar za gorivo i karburator vise ne ispustaju gasove u atmosferu vec se odvode preko creva u posebnu posudu koja se obicno nalazi unutar prostora za motor. Ovde se radi o posudi s drvenim ugljem i njena svrha je da sakuplja i akumulira isparenja dok ih motor ne sagori.

Izduvni gasovi iz kartera mogu da budu jos jedan veliki izvor zagadjenja. Prilikom sagorevanja goriva u cilindrima motora ogroman pritisak koji se stvara pri sagorevanju izbacuje izvesnu kolicinu izduvnih gasova i nesagorelog goriva pored klipnih prstenova. Ovo propustanje gasova predstavlja veliki izvor zagadjivanja ulja unutar motora. Posto propusteni gasovi sadrze i veliku kolicinu vodene pare mora se obezbediti neko sredstvo za uklanjanje ovih gasova jer ce se ulje brzo zagaditi i izgubiti svojstvo podmazivanja. Nekad su gasovi iz kartera jednostavno ispustani u atmosferu preko odvodne cevi i otvorene uljne oduske. Ovaj sistem nije bio posebno efikasan i omogucavao je da velika kolicina zagadjenja bude ispustena u atmosferu. Uvodjenjem uredjaja za recirkulaciju benzinskih i uljnih isparenja ovaj problem je resen. Ovaj sistem je najpre primenjen kod nekih kalifornijskih vozila 1961. godine da bi 1963. godine postao standardni uredjaj na svim vozilima. Usmeravanjem otpadnih para iz kartera prema usisnoj grani motora ove pare su mogle da se pan ova sagore u motoru pa su ovim sistemom ne sarno eliminisane otpadne pare iz kartera kao izvor aerozagadenja vec je i uveliko produzen vek trajanja ulja. Pomocu vakuuma koji stvara motora obezbedjuje se konstantan protok svezeg vazduha kroz karter koji vrsi usisavanje zagadjivaca i vlage. Ovim se produzuje vek ulja tako da ono ne mora cesto da se menja.

U izduvnim gasovima postoje nekoliko velikih zagadjivaca sa kojima se treba upoznati. Ugljovodonici (HC) u sustini predstavljaju nesagorene pare goriva i ulja koje mogu da poticu od nepodesenog paljenja, sagorevanja ulja ili drugih mehanickih problema u motoru ili sistemu za gorivo. Ugljovodonici sami po sebi nisu direktno toksicni, mada su neka istrazivanja pokazala da imaju veze s nekim vrstama raka. Glavni problem u vezi s ugljovodonicima lezi u cinjenici da predstavljaju veliki izvor smoga. Ugljovodonici u reakciji s vazduhom i suncevim svetlom formiraju razna sekundarna hemijska jedinjenja i time pomazu stvaranju smog.

Opasan zagadjivac iz izduvnih gasova je i ugljenmonoksid (CO). Ugljenmonoksid je nuzproizvod nepotpunog sagorevanja. Poviseni nivo sadrzaja ugljenmonoksida javlja se kada u komori za sagorevanje ima suvise goriva, a nedovoljno kiseonika. Bogata mesavina vazduh-gorivo, zacepljen precistac za vazduh ili zaglavljen leptir za vazduh mogu da doprinesu povecanoj emisiji ugljenmonoksida. Ugljenmonoksid je vrlo opasan jer ga crvena krvna zrnca apsorbuju 200 puta brze nego kiseonik. Zato neispravan sistern izduvnih gasova moze brzo da dovede do nesvestice i smrti ukoliko izduvni gasovi prodru u kabinu vozila. Ugljenmonoksid je gas bez boje i mirisa i to ga upravo cini opasnim.

Ispustanje ugljovodonika i ugljenmonoksida kontrolise se – regulisanjem mesavine vazduh gorivo s tim da on bude sto je moguce blizi idealnom odnosu kako bi se obezbedilo cisto sagorevanje. Kataliticki konvertor je isto tako vazan kontrolni uredjaj kojim se reduciraju ova dva zagadjivaca. Konvertor je u sustini gorionik u kome se kiseonik spaja s ova dva zagadivaca i pretvara ih u ugljendioksid, bezopasan gas i vodenu paru koja se normalno izdise.

Druga grupa zagadjivaca u izduvnim gasovima su oksidi azota (NOx). U ovu grupu spada nekoliko razlicitih jedinjenja kiseonika i azota koja se stvaraju kada temperatura sagorevanja unutar motora predje 1300 c. Oko 78% zemljine atmosfere predstavlja azot (sarno oko 20% cini kiseonik). Medjutirn, unutar vrele komore za sagorevanje on stupa u reakciju s kiseonikom i stvara niz hemijskih jedinjenja. Vecina oksida azota kao jedinjenja su otrovna. Azotni oksidi stvaraju crvenkasto-smedju izmaglicu koja lebdi nad veoma zagadjenim oblastirna. Azotnl oksidi direktno izazivaju mnoge sigurne simptome aerozagadjenja kao sto su glavobolja, suzenje i otezano disanje. Postoje i dokazi koji sugeriraju da je
azotni oksid jedan od glavnih sastojaka hemijskih „kiselih“ kisa, zajedno sa surnporom. Ispustanje azotnih oksida nije eliminisano ali je znacajno smanjeno sistemom recirkulacije izduvnih gasova. Ventil za recirkulaciju izduvnih gasova vraca malu kolicinu sagorelih izduvnih gasova na usisnu granu motora kako bi razblazio ulaznu mesavinu vazduh-gorivo. Ovo snizava temperaturu sagorevanja i odrzva je ispod 1300 C na kojoj azotni oksidi ne predstavljaju problem. Od 1981. godine kataliticki konvertor je postao deo sistema za kontrolu azotnih oksida. Noviji kataliticki konvertori imaju i dodatnu komoru sa drugom vrstom katalizatora koji razlaze azotne okside u manje toksicna jedinjenja. Ova vrsta konvertora ponekad se zove i trosmerni konvertor ili oksidaciono – redukcioni konvertor.

Jos jedan zagadivac iz automobilskih izduvnih gasova je olovo. Rafinerije benzina davno su otkrile da se dodavanjem malih kolicina tetraetilolova poboljsava oktanska vrednost benzina (sposobnost benzina da spreci detonaciju pri visokoj kompresiji). Ovo ne sarno da je omogucilo proizvodacima automobila da izgrade motore sa visim stepenom kompresije i time ostvare vecu snagu i bolju ekonomicnost potrosnje goriva, vec je omogucilo rafinerijama da proizvedu kvalitetniji benzin iz sirove nafte slabijeg kvaliteta. Na zalost, shvatilo se da olovo, kao i drugi teski metali, mogu da se nakupe u organizmu i izazov niz oboljenja. lnzenjeri su takodje otkrili da benzin u kome ima olova moze da onesposobi kataliticki konvertor. Kako je kataliticki konvertor smatran jedinirn prakticnim i ekonomicnim resenjem za preciscavanje izduvnih gasova od ugljovodonika i ugljenmonoksida, pocetkom sedamdesetih godina ponovo je uvedeno koriscenje bezolovnog benzina u novu generaciju uredjaja za kontrolu aero zagadjenja. Prakticno sva americka vozila, izradjena posle 1975. godine, konstruisana su za koriscenje bezolovnog benzina, a sagorevanje poolovljenog benzina kod ovih vozila ne sarno da unistava kataliticki konvertor vec i senzorski element za merenje sadrzaja kiseonika u izduvnim gasovima kod sistema sa kompjuterskom regulacijom rada motora. Bezolovni benzin je skuplji posto zahteva vise rafinacija kako bi se postigla veca oktanska vrednost benzina, medjutim, s druge strane, u benzinu vise nema olova koje zagadjuje zivotnu sredinu ili prlja svecice motora. Ustvari, svecice u motoru koji sagoreva bezolovni benzin trajace 3-5 puta duze od onih na motoru koji sagoreva benzin sa olovom. Bezolovni benzin moze se koristiti i kod starijih modela vozila, medjutim, izduvni ventili verovatno nece trajati toliko dugo, posto kod vecine motora starije izrade olova u benzinu je vrsilo podmazivanje i hladjenje gnezda izduvnih ventila.

Sistemi za kontrolu izduvnih gasova

Predmet kontrole izduvnih gasova prilicno je slozen. Da bi se kontrola pravilno obavila bio bi potreban dvostruko veci prirucnik nego sto je ovaj, pa cemo se stoga ograniciti sarno na osnovne sisteme koje mozete sami proveriti. Za detaljno otklanjanje kvarova izricito preporucujemo koriscenje prirucnika u kome je detaljno obradjen sistem za kontrolu izduvnih gasova za svako konkretno vozilo. Sto se tice sistema sa kompjuterskorn regulacijom rada motora tu je prisutna velika razlika medju proizvodacima automobila. Ukoliko vam nisu dostupni pravi prirucnici ili se ne osecate sposobnim da opravku obavite sami, onda je bolje da to prepustite profesionalcu.


Izvor slika i teksta: Knjiga Popravi sam svoj automobil

Napiši komentar