Egzoz Emisyon Standartları

Egzoz Emisyonları ve Euro Emisyon Standartları

Egzoz emisyonları, içten yanmalı motorlarda yakıtın yanması sonucunda oluşarak egzoz sistemi üzerinden atmosfere verilen gaz ve partiküllerdir. Motorlu taşıtlardan kaynaklanan hava kirliliğini azaltmak amacıyla özellikle Avrupa’da farklı dönemlerde Euro emisyon standartları uygulanmaya başlanmıştır.

Euro emisyon standartlarının temel amacı; araçlardan yayılan azot oksitler, hidrokarbonlar, karbon monoksit ve partikül maddeler gibi zararlı egzoz bileşenlerini belirli sınırlar içinde tutmaktır. Motorlu taşıtların oluşturduğu diğer kirletici unsurlar hakkında hava kirleticiler konusunu da inceleyebilirsiniz.

Avrupa’da binek ve ağır taşıtlara yönelik emisyon sınırlamaları zaman içerisinde giderek sıkılaştırılmış; motor teknolojileri, yakıt sistemleri ve egzoz gazı arıtma sistemleri de bu gereksinimlere göre geliştirilmiştir.

Egzoz Emisyonlarında Kontrol Edilen Zararlı Maddeler

Taşıt egzoz emisyonlarında kontrol edilen temel kirletici grupları şunlardır:

• Azot oksitler (NOx)
• Hidrokarbonlar (HC)
• Karbon monoksit (CO)
• Partikül maddeler (PM)

Azot Oksitler (NOx)

Azot oksitler özellikle yüksek yanma sıcaklıklarında oluşan egzoz emisyonlarıdır. Motor tasarımı, yanma sıcaklığı, yakıt püskürtme zamanı ve EGR gibi sistemler NOx emisyonlarının oluşumunu etkileyebilir.

Hidrokarbonlar (HC)

Hidrokarbon emisyonları yakıtın tamamen yanmaması sonucunda egzoz gazlarında kalan yanmamış veya kısmen yanmış yakıt bileşenlerinden meydana gelir.

Karbon Monoksit (CO)

Karbon monoksit, yakıtın yetersiz oksijen ortamında tam olarak yanamaması sonucunda oluşabilen zararlı bir egzoz gazıdır.

Partikül Maddeler (PM)

Partikül maddeler özellikle dizel motorlarda yanma sonucunda oluşan çok küçük katı parçacıklardır. Dizel partikül filtreleri bu parçacıkların egzozdan atmosfere bırakılmasını azaltmak amacıyla kullanılır.

Hafif Araçlarda Euro Emisyon Standartları

Aşağıdaki tabloda kaynak içerikte verilen hafif taşıtlara ait Euro emisyon değerleri daha okunabilir bir yapıya dönüştürülmüştür. Benzinli ve dizel araçlara ait PM, NOx, HC ve HC+NOx değerleri ayrı sütunlarda gösterilmektedir.

Not: Tablo, mevcut kaynak yazıdaki eğitim amaçlı sayısal değerler korunarak Yazı Araçları tablosuna dönüştürülmüştür.

Ağır Taşıtlarda Euro Emisyon Standartları

Ağır taşıtlardaki emisyon değerleri hafif araçlardan farklı birimlerle ifade edilebilmektedir. Aşağıdaki tabloda kaynak içerikte bulunan NOx, HC ve PM değerleri gösterilmektedir.

Emisyon standartlarının karşılanabilmesi için motorlarda yakıt püskürtme sistemlerinin geliştirilmesi, elektronik motor kontrolü, EGR, katalitik konvertör, SCR ve dizel partikül filtresi gibi çok sayıda emisyon azaltıcı teknoloji kullanılmaktadır.

Benzinli Araçlarda Euro Emisyon Standartları

Benzinli motorlarda egzoz emisyonlarının önemli bölümünü hidrokarbonlar (HC), karbon monoksit (CO) ve azot oksitler (NOx) oluşturur. Bu gazların azaltılmasında motor yönetim sistemi ve üç yollu katalitik konvertör önemli görev üstlenir.

Benzinli motorlarda hava-yakıt karışımının hassas şekilde kontrol edilmesi katalitik konvertörün verimli çalışması açısından önemlidir. Egzoz gazındaki oksijen miktarını ölçen Lambda sensörü, ECU’nun hava-yakıt karışımını düzenlemesine yardımcı olur.

Katalitik Konvertör Nedir?

Katalitik konvertör, egzoz gazlarında bulunan zararlı bileşenlerin kimyasal reaksiyonlarla daha az zararlı gazlara dönüştürülmesini sağlayan bir emisyon kontrol elemanıdır.

Katalitik Konvertörün Yapısı

Üç yollu katalitik konvertörler, çok sayıda küçük kanala sahip seramik veya benzeri taşıyıcı yapıların katalitik özellik gösteren maddelerle kaplanmasıyla oluşturulur.

Egzoz gazları katalitik konvertörden geçerken hidrokarbonlar (HC) ve karbon monoksit (CO) oksitlenirken, azot oksitlerin (NOx) indirgenmesi sağlanır. Böylece egzozdan atmosfere bırakılan zararlı gazların miktarı azaltılır.

Kaynak içerikte katalitik konvertörlerin HC, CO ve NOx emisyonlarını önemli oranlarda azaltabildiği belirtilmektedir. Katalitik konvertörün verimli çalışması motorun doğru hava-yakıt oranında çalışmasına ve egzoz sisteminin genel durumuna bağlıdır.

Dizel Motorlu Araçlarda Euro Emisyon Standartları

Dizel motorlarda emisyon kontrolü açısından özellikle azot oksitler (NOx) ve partikül maddeler (PM) önem taşır. Bu nedenle dizel motorlarda hem yanma işlemini geliştiren hem de egzoz gazlarını sonradan işleyen farklı teknolojiler birlikte kullanılmaktadır.

Dizel motorlarda emisyonları azaltmak amacıyla kullanılan yöntemler arasında şunlar yer alır:

• Yüksek basınçlı yakıt enjeksiyon sistemleri,
• Elektronik kontrollü enjeksiyon,
• Çok supaplı silindir kapağı yapıları,
• Turboşarj ve değişken geometrili turbo sistemleri,
• Oksidasyon katalizörleri,
• EGR sistemi,
• SCR sistemi,
• NOx tutucu sistemler,
• Dizel partikül filtresi (DPF).

Yakıt Enjeksiyon Sisteminin Emisyonlara Etkisi

Yakıt enjeksiyon sistemi, yakıtın doğru miktarda, doğru zamanda ve uygun şekilde püskürtülmesini sağlayarak hava ile yakıtın daha iyi karışmasına yardımcı olur. İyi bir karışım ve kontrollü yanma hem motor performansını hem de egzoz emisyonlarını doğrudan etkiler.

Elektronik kontrollü sistemlerde ECU; motor devri, sıcaklık, hava miktarı ve diğer çalışma koşullarını değerlendirerek yakıt püskürtme miktarını ve zamanını ayarlar. Yakıt sistemlerinin yapısı hakkında ayrıntılı bilgi için Yakıt Enjeksiyon Sistemleri yazısını inceleyebilirsiniz.

Modern benzinli motorlarda kullanılan farklı bir uygulama olan direkt enjeksiyon sistemi de yakıtın doğrudan yanma odasına püskürtüldüğü elektronik kontrollü sistemlerden biridir.

Egzoz Gazı Resirkülasyonu (EGR) Nedir?

Egzoz gazı resirkülasyonu (EGR), egzoz gazlarının belirli bir bölümünün yeniden emme sistemine gönderilmesini sağlayan bir emisyon kontrol sistemidir.

Yanma sırasında meydana gelen NOx miktarı yanma sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Egzoz gazının kontrollü olarak yanma odasına geri gönderilmesi yanma sonu sıcaklığının düşürülmesine ve böylece NOx oluşumunun azaltılmasına yardımcı olur.

EGR sisteminin parçaları, çalışma prensibi ve kontrolleri hakkında daha ayrıntılı bilgi için EGR Sistemi Nedir? yazısını inceleyebilirsiniz.

EGR sisteminin temel etkileri şöyle özetlenebilir:

1. Silindire geri gönderilen egzoz gazı yanma sonu sıcaklığının düşürülmesine yardımcı olur.
2. Taze hava-yakıt karışımının içerisindeki oksijen yoğunluğunu azaltarak NOx oluşumunu sınırlar.

Seçici Katalitik İndirgeme (SCR) Sistemi

Seçici Katalitik İndirgeme (SCR), özellikle dizel motorlarda azot oksit (NOx) emisyonlarını azaltmak amacıyla kullanılan egzoz gazı arıtma yöntemlerinden biridir.

SCR sistemlerinde egzoz gazındaki NOx bileşenlerinin kimyasal reaksiyon sonucunda azot ve su gibi daha zararsız bileşenlere dönüştürülmesi amaçlanır. Üre bazlı SCR sistemlerinde dizel egzoz sıvısından yararlanılır.

Kaynak içerikte iki temel SCR uygulamasından söz edilmektedir:

1. HC-SCR: NOx indirgeme işleminde hidrokarbonlardan yararlanan sistem.
2. Üre-SCR: Üreden elde edilen amonyağın indirgeme işleminde kullanıldığı sistem.

NOx ve Partikül Emisyonlarını Azaltan Sistemler

Dizel motorlarda NOx ve partikül emisyonlarının azaltılması için egzoz hattında farklı sistemler kullanılabilir. Kaynak içerikte bu sistemler üç ana başlık altında ele alınmıştır:

1. NOx emici katalizörler (NAC)
2. Dizel oksidasyon katalizörleri (DOC)
3. Dizel partikül filtreleri (DPF)

NOx Emici Katalizörler (NAC)

NOx emici katalizörler, egzoz gazındaki azot oksitlerin tutulması ve uygun çalışma koşullarında daha az zararlı bileşiklere dönüştürülmesi amacıyla kullanılan emisyon kontrol elemanlarıdır.

Dizel Oksidasyon Katalizörü (DOC)

Dizel oksidasyon katalizörü (DOC), dizel motorların egzoz gazlarında bulunan bazı kirletici bileşenlerin oksidasyon yoluyla daha az zararlı maddelere dönüştürülmesine yardımcı olur.

Dizel Partikül Filtresi (DPF)

Dizel partikül filtresi (DPF), dizel motorların egzoz gazlarında bulunan kurum ve partikül maddeleri tutmak amacıyla kullanılan bir emisyon kontrol elemanıdır.

DPF içerisinde biriken kurumun belirli çalışma koşullarında yakılarak azaltılması işlemine rejenerasyon denir. Filtrenin doluluk oranı, egzoz sıcaklığı ve motor çalışma koşulları sistemin kontrolünde önemli rol oynar.

Egzoz Emisyonlarının Kontrolünde Sensörlerin Önemi

Modern motorlarda egzoz emisyonlarının kontrol edilmesi yalnızca katalizör ve filtrelerle yapılmaz. Motor yönetim sistemi, farklı sensörlerden aldığı bilgileri kullanarak yakıt püskürtme ve yanma işlemlerini sürekli düzenler.

Özellikle Lambda sensörü, egzoz gazındaki oksijen miktarı hakkında ECU’ya bilgi göndererek hava-yakıt karışımının kontrol edilmesine yardımcı olur.

Motor yönetiminde kullanılan sensörlerin tamamını görmek için motorda kullanılan sensörler konusunu inceleyebilirsiniz.

Egzoz Emisyonlarını Azaltmak İçin Kullanılan Sistemler

Benzinli ve dizel motorlarda egzoz emisyonlarının azaltılması amacıyla kullanılan başlıca teknolojiler şunlardır:

• Elektronik kontrollü yakıt enjeksiyon sistemleri,
• Katalitik konvertörler,
• Lambda sensörü ve kapalı çevrim karışım kontrolü,
• EGR sistemi,
• Dizel oksidasyon katalizörü (DOC),
• Dizel partikül filtresi (DPF),
• Seçici katalitik indirgeme (SCR),
• Dizel egzoz sıvısı kullanan sistemler,
• NOx emici katalizörler.

Egzoz Emisyonları Hakkında Sık Sorulan Sorular

Egzoz emisyonu nedir?

Egzoz emisyonu, içten yanmalı motorlarda yakıtın yanması sonucunda oluşan ve egzoz sistemi üzerinden atmosfere bırakılan gaz ve partiküllerin genel adıdır.

Euro emisyon standartları nedir?

Euro emisyon standartları, motorlu taşıtlardan atmosfere bırakılabilecek belirli kirletici maddelerin sınırlandırılması amacıyla oluşturulan emisyon düzenlemeleridir.

Egzozdan çıkan başlıca zararlı maddeler nelerdir?

Motorlu araçlarda kontrol edilen temel egzoz kirleticileri arasında azot oksitler (NOx), hidrokarbonlar (HC), karbon monoksit (CO) ve partikül maddeler (PM) bulunur.

EGR sistemi ne işe yarar?

EGR sistemi egzoz gazlarının belirli bir bölümünü yeniden emme sistemine göndererek yanma sıcaklığının düşürülmesine ve NOx emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olur.

DPF ne işe yarar?

Dizel partikül filtresi, dizel motor egzozunda bulunan kurum ve partikülleri tutar. Filtrede biriken kurum uygun koşullar oluştuğunda rejenerasyon işlemiyle azaltılır.

SCR sistemi ne işe yarar?

SCR sistemi, özellikle dizel motorlarda egzoz gazındaki NOx emisyonlarının kimyasal reaksiyonlarla azaltılması amacıyla kullanılır.

Egzoz ve Emisyon Sistemleriyle İlgili Diğer Konular

• EGR Sistemi Nedir?
• Lambda Sensörü Nedir?
• Yakıt Enjeksiyon Sistemleri
• Direkt Enjeksiyon Sistemi
• Hava Kirleticiler
• Motorda Kullanılan Sensörler

Egzoz emisyon sistemleri, motor teknolojileri, yakıt sistemleri ve diğer otomotiv eğitim içeriklerine Motor Dersi üzerinden ulaşabilirsiniz.