Modern taşıt teknolojisinde emisyon azaltma yöntemleri

Abstract

Bu çalışmada, tek noktadan yakıt enjeksiyonlu, 4 zamanlı, 4 silindirli benzinli bir motorun Faz 3 emisyon seviyesine ulaştırılması amaçlanmıştır. Bunu yapmak için, Faz 1 seviyesinde araç gövdesi altına yerleştirilen katalitik konvertöre ilave olarak eksoz manifoldu çıkışına ikinci bir 3-yollu katalitik konvertör yerleştirildi. İkinci katalitik konvertör motor geri basınç değerlerini değiştirdiğinden motor kalibrasyon parametreleri yeniden kalibre edildi. Motor performans ve emisyon değerlerinin optimizasyonu yapıldı. Aracın motor bölmesinde, Faz 3 katalitik konvertörünün sıcaklık olarak çevresindeki diğer parça ve aksamlara olan etkisi araştırıldı ve motor bölmesi sıcaklık haritaları çıkarıldı. Faz 1'den Faz 3'e geçerken motorun performans değerlerinde %4'lük bir kötüleşme olduğu gözlendi. Faz 1 ve Faz 3 araç emisyon deneyleri emisyon laboratuvarında Avrupa emisyon çevrimi kullanılarak gerçekleştirildi. Faz 1 çözümüne göre CO emisyonlarında %42, HC emisyonlarında %43 ve NOx emisyonlarında %90 iyileşme sağlandı. Tek noktadan enjeksiyonlu bir motorla Avrupa Faz 3 emisyon seviyesine ulaşılabileceği görüldü. Bu çalışmayı başka araçlara da uygulayabilmek için motor parametreleri kalibrasyonu ve sıcaklık testleri o araçlar içinde tekrarlanmalıdır. Burada karşılaşılan %4'lük performans kaybını telafi etmek için farklı geometrilerde katalitik konvertörler denenebilir. Ayrıca ekonomi amacıyla, iki katalitik konvertör yerine farklı miktarlarda aktif metal yüklemesinin emisyonlara olan etkisi araştırılarak tek bir katalitik konvertörle aynı sonuçların alınıp alınamayacağı araştırılabilir.

The aim of this study is to achieve Phase-3 exhaust emission level with a single point injection, 4 stroke, 4 cylinder, petrol engine so that 3-way catalytic converter has been located next to the exhaust manifold. Engine back-pressure was changed by a second catalytic converter and then engine parameters have been re-calibrated to optimize engine performance and exhaust emissions. The temperature mapping of the engine compartment of the car for Phase 3 solution has been obtained to investigate the critical points around the catalytic converter. Engine performance reduced around 4% in Phase 1 comparing to Phase 3 solutions. Emission measurements of Phase 1 and Phase 3 solutions have been carried out in the emission laboratory of Tofaş utilizing European test cycle. A considerable amount of emission reduction has been achieved by Phase 3 solution (with respect to Phase 1 solution; 43% in HC emissions, 42% in CO emissions, 90% in NOx emissions). It was also found that a single point injection petrol engine gave rise to the requirements of Phase 3 emission level. The solution mentioned in this study can also be applied to other type of cars provided that the engine control unit mapping and temperature check around the catalytic converter must be repeated. Various active materials and catalytic converter geometry can also be investigated to reduce the cost and to recover the performance loss, respectively.