Taşıtlarımızda yanma sonucu egzoz yolu ile bir çok kimyasal bileşen gaz ve katı parçacık halinde havaya atılmaktadır. Ben size bunlardan bazılarının havaya atılma oranlarının yani egzoz emisyon ve egzoz emisyonunun neye bağlı olduklarını kısa bir şekilde açıklayacağım.
Araçlarımızda yakıtın silindirler içerisinde yanması sonucu dizel ve benzinlide değişiklik göstererek bazı kimyasal bileşikler atılır. Örneğin bunlar HC (Hidrokarbon), CO (Karbon monoksit), NOx (Azot oksitler), SOx ve dizellerde buna ek olarak partiküller oluşmaktadır. Yani dizel motorlu bir aracın egzozundaki karartılar bu partiküller sebebiyle oluşmaktadır.
Egzoz Emisyon
Yanmamış Hidrokarbonlar (HC)
Silindirlerde ki yanma tam yanma olarak gerçekleşirse, yanma sonucunda karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) oluşmaktadır. Aynı anda büyük bir ısı serbest hale geçmektedir. Hidrokarbonun kimyasal yapısına göre karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) miktarları değişmektedir. Yanma tam olduğundan bu miktarlar, ayrıca yanma sonunda serbestleşen ısı ve yanma için teorik hava miktarları tam yanma formülü şöyledir;
CnHm + n + m/4 O2 = nCO2 + m/2 H2O + ISI
Motordaki yanma hiçbir zaman tam yanma olarak gerçekleşmez. Ancak rejim halinde (gaz kelebeği 1/2-3/4 arası açıklığı arası) tam yanmaya yaklaşılmaktadır. Bu anda yanma verimi en yüksek değerdedir. Rölantide ve güç devreleri çalışırken ise yanma verimi düşmektedir.
HC oluşumu silindirler içerisindeki bir miktar yakıtın tam yanmaması hatta hiç yanmamasından dolayı oluşur.
HC emisyonları; Belirli bir noktaya kadar, hava/yakıt karışımı zenginleştikçe (hava/yakıt karışımında havaya göre yakıtın artması) HC konsantrasyonu yükselmektedir. Bunun sebebi ise oksijen yetersizliği ve yanmanın tamamlanmamasıdır. Hava yakıt karışımı fakirleştirilirse HC konsantrasyonu azalır ancak belirli bir noktayı geçtikten sonra (hava/yakıt =18 ) HC konsantrasyonu tekrar artmaya başlar. Bunun sebebi karışım fazla fakirleştiği zaman yakıtın yanma süresi uzamakta daha tam yanma olmadan HC şeklinde supaptan dışarı atılmaktadır.
Karbonmonoksit (CO)
Karbonmonoksit sizin de bildiğiniz üzere zehirli bir gazdır ve her ülkenin kendi kuralları içerisinde hava kirliliğinden dolayı CO emisyonuna bir sınırlama getirilmiştir. Türkiye’de bu rakam %3-4 arasındadır.
Karbonmonoksit konsantrasyonunun artmasının başlıca sebebi silindir içerisinde karbon atomlarının yeterli oksijen bulamayıp CO2 (karbondioksit)’e dönüşememesidir. Bu da zengin karışımdan dolayı ortaya çıkar. Silindirler içerisinde havadan çok yakıtın olması, yakıtın yanması için gerekli oksijeni bulamamasına yol açar ki bu da CO emisyonlarının ortaya çıkmasına neden olur.
Teorik olarak fakir karışımda CO gazı çıkmaması gerekir. Ancak fakir karışımda az da olsa CO gazı çıkmaktadır. Bunun sebepleri ise ;
- Yakıtın silindirler içerisinde homojen dağılamaması ve bundan dolayı yakıtın her yerde eşit yanmamasından,
- Silindir cidarlarında sıcaklık, silindir içine taraflarına göre daha az olup yakıtın tam yanamamasından,
- Meydana gelen CO gazının, ikinci bir reaksiyonla bir oksijen daha alarak CO2 ye dönüşecek yeterli zamanı bulamadan silindirden dışarı atılması nedeniyle fakir karışımda da CO gazı çıkmaktadır.
Azot Oksitler (NOx)
Azot oksitler taşıt emisyonunda en önemli gazdır. Taşıtlar da azotoksit’in çıkmasının başlıca sebebi sıcaklıktır. Silindir içerisindeki sıcaklık 1400 C° üzerine çıktığı an NOx konsantrasyonu artmaya başlar. 1400 C° altında NOx çıkmaz.
Hava-yakıt oranı yaklaşık olarak 11 olduğunda NOx konsantrasyonu maksimumdur. 11’den sonra karşım fakirleştikçe veya zenginleştikçe NOx konsantrasyonunda önemli azalmalar olur. Fakirleştikçe azalmasının sebebi silindir içerisindeki sıcaklığın azalmasıdır. Silindir içerisindeki yakıtın az olması ve fakir karışımda yakıtın tam yanamaması silindir içerisindeki sıcaklığı düşürür. Zenginleştikçe azalmasının sebebi ise oksijen yetersizliğidir.
Egzoz emisyon hakkında anlatacaklarım bu kadar arkadaşlar zaman ayırdığınız için teşekkür ederim. Bir sonraki yazımda buluşmak dileğiyle..
İlginizi çekebilecek diğer yazılarımız: