OTOMOTİV TEKNOLOJİSİ EMİSYON KONTROL SİSTEMLERİ. Öğr. Gör. Hicri YAVUZ NOT: Bu ders notu MEGEP dokümanlarından yararlanılarak hazırlanmıştır.

Transkript

1 2017 OTOMOTİV TEKNOLOJİSİ EMİSYON KONTROL SİSTEMLERİ Öğr. Gör. Hicri YAVUZ NOT: Bu ders notu MEGEP dokümanlarından yararlanılarak hazırlanmıştır. 1

2 İÇİNDEKİLER EGZOZ EMİSYON KONTROLÜ EMİSYONLAR Tanımı Motorlu Araç Emisyonları ve Hava Kirliliğine Etkisi Hava ve Kirletici Emisyonlar Hava Kirliliğinin Çevre ve İnsan Sağlığına Etkileri Hava Kirlenmesinin Başlıca Kaynakları Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliği Sanayiden Kaynaklanan Hava Kirliliği Trafikten Kaynaklanan Hava Kirliliği Emisyonlarla İlgili Yasal Zorunluluklar Uluslararası Standartlar Ulusal Standartlar Egzoz Emisyon Kontrolü Yakıtlar ve Yanma Benzinli ve Alternatif Yakıtlı Motorların Emisyonları Benzinli Motor Emisyon Kontrol Cihazları (O2,CO,HC,CO2) DİZEL MOTORLARDA EGZOZ EMİSYON KONTROLÜ Dizel Motorların Emisyonları Karbon Oksitler Azot Oksitler Kükürtlü Bileşikler Hidrokarbonlar Aldehitler Partiküller Azot Oksitlerin Çevre ve İnsan Sağlığına Etkileri Dizel Motorda Azot Oksit Azaltma Yöntemleri Araçta Egzoz Emisyonuna Etki Eden Faktörler Sıkıştırma Oranı Hava /Yakıt Oranı Ateşleme Avansı Yakıt Kalitesi Motorlarda Alev Hızı Motor Sürtünmesi Motorlarda Kullanılan Yardımcı Sistemler Yanma Odası Tasarımı Taşıt Tasarımı i

3 Taşıt Aerodinamiği Motor Bakımının ve Ayarının Emisyona Etkisi Motorlu Araçların Farkı Çalışma Şartlarının Emisyona Etkileri Motorlu Araçlardaki Emisyonlarının Düşürmek İçin Kullanılan Donanımlar Dizel Motor Emisyon Kontrol Cihazları (Duman Ölçer) Görevi Ekipmanların ve Cihazın Kullanılması Cihazın Periyodik Bakımı Cihazla Ölçüm Yaparken Dikkat Edilecek Hususlar Emisyon Değerlerinin Yorumlanması EMİSYON AZALTICI SİSTEMLER MOTORLU ARAÇLARDA EMİSYONLARI AZALTICI SİSTEMLER Katalitik Konvertörler Tanımı ve Önemi Görevleri Yapısı ve Kısımları Çeşitleri Kontrolleri Arızaları ve Belirtileri Değiştirilmesi KARTER HAVALANDIRMA SİSTEMİ Görevleri Yapısal Özellikleri Çalışması Çeşitleri Kontrolleri Arızaları ve belirtileri EGZOZ GAZLARI RESİRKÜLASYON (EGR) SİSTEMİ EGR Sisteminin Kullanılma Nedenleri EGR Sisteminin Görevleri EGR Sistemini Oluşturan Parçalar EGR Sisteminin Çalışması Çeşitleri Kontrolleri Arızaları ve Belirtileri EGR Valfi (EGR Elektrovanası) EGR Valfinin Kullanılma Nedenleri EGR Valfinin Görevleri ii

4 5.8.3.EGR Valfinin Çalışması Kontrolleri Arızaları ve Belirtileri DİZEL YAKIT ENJEKSİYON SİSTEMLERİNDEKİ TEKNOLOJİK GELİŞMELER Karbon Kanister Valfi (Elektronik Kontrollü Yakıt Buharı Geri Kazanımı) Görevleri Yapısal Özellikleri Çalışması Kurum (Partikül) Tutucu (DPF sistemi) Görevi Yapısı ve Çalışması Arızası, Bakımı ve Kontrolleri Alev Söndürücü Görevi Yapısı ve Çalışması Arızası, Bakımı ve Kontrolleri ADBLUE KAYNAKÇA iii

5 EGZOZ EMİSYON KONTROLÜ 1. EMİSYONLAR 1.1.Tanımı Saf hava, başta azot ve oksijen olmak üzere argon, karbondioksit, su buharı, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, azot monoksit, karbon monoksit, ksenon, ozon, amonyak ve azot dioksit gazlarının karışımından meydana gelmiştir. Atmosferi oluşturan bu gazların, en kararsız olanları su buharı ve karbondioksittir. Atmosferdeki su buharı miktarı denizler, göller, nehirler ve bitkilerden buharlaşma ile artar ve bulutlardan sis, çiğ, yağmur oluşumu ile de azalır. Şekil 1.1: Atmosferi kirletici etkiler Su buharının bu değişkenliği, uzun sürede, bu olaylarla birbirini öyle dengeler ki, su buharının atmosferdeki miktarı değişmez. Karbondioksit ise normalde çok küçük yer teşkil eden bir bileşendir. İnsan ve hayvanların teneffüsü ve bitkilerin fotosentez olayı ile atmosferdeki miktarı dengede tutulur. Atmosferdeki bu hava diğer kirletici etkilerin yanı sıra Şekil 1.1 de görüldüğü gibi motorlu araçların kirletici etkilerine de mazur kalır. Atmosferdeki bu kirleticiler, kirletici kaynaklarından atmosfere doğrudan verilen kirleticiler ve bu kirleticilerle, atmosferik özellikler arasındaki kimyasal olaylar sonucu oluşan kirleticiler olmak üzere iki şekilde bulunur. Şekil 1.2: Motorlu araçların kirletici etkileri 1

6 1.2. Motorlu Araç Emisyonları ve Hava Kirliliğine Etkisi İçten yanmalı motorlarda yakıt hava karışımlarının yanması sonucu açığa çıkan zararlı gazların oluşturduğu ve atmosfere çıkan egzoz gazlarıdır. Motorlu taşıtların hava kirliliğinde önemli bir payı bulunmaktadır (Şekil 1.1. ve 1.2.). Bu ise emisyon kontrol teknolojilerinin geliştirilmesini zorunlu hâle getirmiştir. Şekil 1.3: Otomotiv egzoz gazı emisyonu Motorlu taşıtların yaydığı egzoz gazı emisyonlarından kaynaklanan kirlilik, son yıllarda hava kirliliğine yol açan önemli faktörlerden biridir. Egzoz gazı emisyonları CO, HC ve NOx ihtiva eder. Tablo 1.1'de önlem alınmamış benzin motorlu kara taşıtında, egzoz gazı ile açığa çıkan kirletenlerin bileşenleri ve kompozisyonları verilmiştir. BİLEŞEN HACİMSEL YÜZDE CO 0,85 HC 0,05 NOx 0,08 Katı partüküller 0,005 Tablo 1.1: Önlem alınmamış egzoz gazındaki kirleticilerin kompozisyonu 1.3. Hava ve Kirletici Emisyonlar Türkiye'de, özellikle 1950'lerden sonra sanayileşme, şehirleşme, gelir seviyesinin yükselmesi ve hızlı nüfus artışına paralel olarak gelişen enerji tüketimi, yerli kaynak üretimi ile karşılanamayacak boyutlara ulaşmıştır. Oluşan enerji açığını karşılamadaki acil ve en ucuz kaynak ise petrol ve petrol ürünleri ithalatı olmuştur. Ancak ilki 1973 yılında yaşanan petrol krizleri sonucunda, enerji kısıtlamasına gidilmiş ve yerli kaynakların üretimine hız verilmiştir. Hidrolik enerji ve yerli üretim linyitlerle elektrik üretimi için yeni santrallerin yapılması, ısınmada linyit kullanımının artması, bu politikanın doğal sonucu olmuştur. Ancak kısa ve orta vadede alınan bu tedbirlerin sonucunda, özellikle düşük kaliteli linyit tüketiminin meydana getirdiği birçok çevre problemleri de yaşanmış ve yaşanmaktadır. Bu problemlerin azaltılmasında düşük kaliteli yakıtların ithal taşkömürü ve doğal gazı ile ikame edilmesi Ankara'da olduğu gibi bazı olumlu sonuçlar vermiştir. Linyit kullanımında yakıt zenginleştirme işlemlerinin uygulanması, yüksek verimli, ileri yakma teknolojilerinin kullanılması, merkezi ısıtma uygulamalarının artırılması, uygun olan her yerde muhakkak sıyırma sistemlerinin kurulması ve işletilmesi bir zorunluluktur. Taşkömürü ve linyit rezervlerinin büyüklüğü göz önüne alındığında Türkiye şartlarında bu kaynaklardan 2

7 vazgeçilmesi düşünülemez. Ancak maliyetin beşte birine kadar indirimli satış yapılması da sürdürülemez. Bu nedenle rasyonel fiyatlandırma ve kaynakların rasyonel işletilmesi esasları mutlaka uygulanmalıdır. Diğer taraftan petrol ve petrol ürünleri tüketimi azalmamış, aksine artmıştır. Ayrıca enerji kaynakları ithalatına taşkömürü ve doğal gaz gibi iki yeni kalem daha eklenmiştir. Diğer taraftan ormanların tahribine dek ulaşan odun üretimi ve tezek kullanımı, hâlen enerji üretimindeki temel iki kaynaktır. Türkiye jeotermal, güneş, rüzgâr ve biyokütle gibi temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları açısından çok iyi bir konumda olmasına karşın bu potansiyelin üretime kazandırılması yönündeki çalışmalara henüz gereken önemin verildiği söylenemez. Enerji üretimi sırasında, asidik gazların emisyonu ve sera etkisinin azaltılması gibi çevre problemlerine çözüm olarak önerilen nükleer santraller konusunda ise karar vermeden önce diğer tüm alternatiflerin dikkate alınması ve bu alanda yapılması düşünülen yatırımların, dışa bağımlılık, istihdam olanağı, ithal yakıt sorunu yaratılması gibi ülke çıkarlarını yakından ilgilendiren konular açısından da değerlendirilmesi gerekli görülmektedir. Çevre açısından atık üretiminin en aza indirilmesi kadar önemli olan bir diğer faktör de kaynak kullanımındaki israfın önlenmesidir. Enerji tasarrufu ve verimliliği konusunda alınması gereken birçok önlem ve buna paralel olarak büyük bir tasarruf potansiyeli mevcuttur. Kaynak kaybı sadece dönüşüm ve kullanım aşamalarında değil, aynı zamanda iletim aşamasında da büyük boyutlardadır. Elektrik enerjisinin daha çok Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde, tüketimin daha çok batı bölgelerde olduğu göz önüne alınırsa enerji iletim kayıplarının temel nedeni kolayca anlaşılabilir. Bu nedenle enerji tüketiminde tasarrufa, üretiminde ise desentralizasyona gidilmesi, yeni kurulacak ithal doğal gaz, ithal taşkömürü ve nükleer santrallerin batı bölgelerine kurulması bir çözüm olarak görünmektedir. Bir diğer önemli çözüm de iletim ve dağıtım hatlarının yenilenmesidir Hava Kirliliğinin Çevre ve İnsan Sağlığına Etkileri Hava kirliliği, soluduğumuz dış havada kükürt dioksit (SO2), partiküler madde (PM), nitrojen oksitleri (NOx) ve ozon (O3) gibi kirleticilerin çevre ve sağlık üzerinde olumsuz etkileri yapacak düzeylerde olması şeklinde tanımlanabilir. Bu kirlilik atmosferde doğal süreçleri bozmakta ve toplum sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Hava kirliliği, dünya genelinde özellikle endüstriyel tesislerden, konutlarda ısınma amaçlı yakıt tüketiminden ve motorlu taşıt egzozlarından kaynaklanmaktadır. Özellikle gelişmekte olan bölgelerde hızlı kentleşme ve enerji tüketiminin artışı ile birlikte kirlilik de artmaktadır. Bu durum insan sağlığı üzerinde olumsuz etkiler meydan getirmekte ve özellikle solunum yolları hastalıklarında artışlar hava kirliliğinin kaçınılmaz bir sonucu olarak karşımıza çıkmaktadır. Atmosferi meydana getiren gazların karışımlarından oluşan hava, canlı organizmanın yaşam sürecindeki en önemli ögelerden biridir. Bir insanın günde yaklaşık olarak 2.5 litre su, 1,5 kg besin, m 3 hava gereksinimi vardır. Açlığa 60 gün, susuzluğa 6 gün dayanabilen insan, havasızlığa ancak 6 dakika dayanabilmektedir. Hava kirliliğinin, başta insan sağlığı olmak üzere görüş mesafesi, materyaller, bitkiler ve 3

8 hayvan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Katı yakıtlar ve akaryakıt gibi karbonlu maddelerin tam yanmamasından meydana gelen katı ve sıvı parçacıkların bir gaz karışımı olan duman, hava kirliliğinin bir çeşitlidir ve görüş uzaklığını azaltıcı bir etkiye sahiptir. Hava kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki etkileri, atmosferde yüksek miktardaki zararlı maddelerin solunması sonucu ortaya çıkar. İnsanların sağlıklı ve rahat yaşayabilmesi için teneffüs edilen havanın mutlaka temiz olması gerekir. Havanın doğal yapısını bozan ve kirleten maddelerin başka bir deyişle kirli havanın solunması, özellikle akciğer dokularını tahrip edici ve öldürücü olabilmektedir. Solunum yolu ile alınan hava içerisindeki parçacıklar ve duman, teneffüs esnasında yutulur ve akciğerlere kadar ulaşır. Kükürt oksitler (SOx): Hava kirletici emisyonların en yaygın olanı kükürt dioksit (SO2) dir. Her yıl tonlarca SO2 çeşitli kaynaklardan atmosfere karışmaktadır. Solunan yüksek konsantrasyondaki kükürt dioksitin %95 i üst solunum yollarından absorbe olur. Bunun sonucu olarak bronşit, anfizem ve diğer akciğer hastalık semptomları meydana gelir. Karbon monoksit (CO): Karbon monoksitin oksijen taşıma kapasitesini azaltması sonucunda kandaki oksijen yetersizliği nedeniyle kan damarlarının çeperleri, beyin kalp gibi hassas organ ve dokularda fonksiyon bozuklukları meydana gelir. Azot oksitler (NOx): NOx in atmosferdeki kaynakları taşıt egzozu ve sabit yakma tesislerindir. Bu gazlar atmosferde doğal gaz çevrimine girerek nitrik asit (HNO3) oluşumuyla sonuçlanan zincirleme reaksiyonları tamamlar. Atmosferdeki HNO3 oluşumu ise asit yağışının oluşmasını etkiler. Bu yağışlara maruz kalan insanlarda akciğer fonksiyonlarında olumsuz değişimler meydana gelir. Partikül maddeler: Partikül maddelerin fiziksel yapısı ve kimyasal kompozisyonu sağlık açısından oldukça önemlidir. Kanser yapıcı organik kimyasallar içeren partikül maddeler sağlık açısından çok tehlikelidir. Birçok farklı bileşenden oluşmuş olan partikül maddeler akciğerdeki nemle bileşerek aside dönüşmektedir. PM akciğere kadar ulaşıp kanın içindeki karbon dioksitin oksijene dönüşümünü yavaşlatmakta bu da nefes darlığına neden olmaktadır. Bu durumda oksijen kaybının giderilebilmesi için kalbin daha fazla çalışması gerektiğinden kalp üzerinde ciddi bir baskı oluşturmaktadır. İnce partiküllerle ölüm sayısındaki fazlalık arasında bağlantı vardır (Şekil 1.4). Yolların yakınında yaşayan çocuklarda astım artmaktadır. Şekil 1.4: İnsan ciğerlerinde partüküllerin erişim noktaları 4

9 Kurşun: Mavimsi veya gümüş grisi renginde yumuşak bir metaldir. Kurşun tetraetil veya tetrametil gibi organik bileşiklerinin yakıt katkı maddesi olarak kullanılması nedeniyle kirletici parametre olarak önem göstermektedir. Tetraetil kurşun ve tetrametil kurşunun her ikisi de renksiz sıvı olup kaynama noktaları sırası ile 110 ve 200 santigrad derecedir. Uçuculuklarının diğer petrol bileşiklerinden daha fazla olması nedeni ile ilave edildiği yakıtında uçuculuğunu artırır. İnsan kanındaki kurşun konsantrasyonun artması geri dönüşü mümkün olmayan beyin hasarları meydana getirmektedir Hava Kirlenmesinin Başlıca Kaynakları Atmosferde bulunan gazları üç grupta inceleyebiliriz. Havada devamlı bulunan ve miktarları değişmeyen gazlar (Azot, Oksijen, Asal gazlar) Havada devamlı bulunan ve miktarları azalıp çoğalan gazlar (Karbondioksit, Su buharı, Ozon) Havada her zaman bulunmayan gazlar (Kirleticiler) Doğal kaynaklar: Yanardağ volkan faaliyetleri, orman yangınları ile bitki örtüsü ve doğanın tahrip edilmesi örnek olarak verilebilir. Yapay kaynaklar: İnsanların faaliyetleri sonucu oluşan kaynaklardır. Bunlara ısınma amacıyla konutlarda yakıt kullanımı, sanayi faaliyetleri sonucu oluşan kullanımlar ve trafik kaynaklı kirlilikler verilebilir Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliği Kentlerimizdeki ısınmadan kaynaklanan hava kirliliği özellikle kış döneminin başlaması ile birlikte artış göstermektedir. Kış aylarında ısınmadan kaynaklanan hava kirliliğinin temel sebepleri; ısınmada kalitesiz yakıtların (kükürt, kül ve nem oranı yüksek kalori değeri düşük kömürler) iyileştirilme işlemine tabi tutulmadan kullanılması, yanlış yakma tekniklerinin uygulanması ve kullanılan kazanların bakımlarının düzenli olarak yapılmaması olarak sıralanabilir. Soba veya kalorifer kazan bacalarından çıkan gazlara genel kirleticiler denilmektedir. Bunlar; karbonmonoksit (CO), kükürtdioksit (SO2), azotdioksitler (NOx) ve partikül maddeler (is, kurum ve toz) dir Sanayiden Kaynaklanan Hava Kirliliği Fabrikaların bacalarından çıkan kimyasal gazlar, tozlar ve dumanlar havayı kirletmektedir. Fabrikalarda enerji ihtiyacı için yakılan yakıtlar ve fabrikada yapılan işlemden oluşan kirleticiler baca ile havaya atılarak kirliliğe neden olmaktadır. Burada önemli olan hem kalkınmayı sürdürmek ve hem de çevreyi korumaktır. İş yerleri, fabrikalar çevreyi kirletmemek için gerekli önlemleri almalıdır. Örneğin, temiz enerji kaynakları kullanmalı, filtre sistemleri kurulmalı, geri dönüşümü mümkün olan ham maddeler kullanılmalı, personel çevre konusunda eğitilmeli, yeşillendirme çalışmaları yapılmalı, teknolojik yenilikler takip edilmeli ve uygulanmalıdır. Sanayileşmenin yer seçimi önemlidir. 5

10 1.5.3.Trafikten Kaynaklanan Hava Kirliliği Ulaşım araçları günlük yaşantımızın bir parçasıdır. Her gün değişik şekilde yararlandığımız bu motorlu kara yolu taşıtları havaya verdikleri kirletici gaz ve taneciklerle çevremizi ve soluduğumuz havayı kirletmektedir. Hava kirliliğinin yarısı motorlu taşıtlarından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle büyük kentlerin ana cadde ve kavşaklarında, kara yolları çevrelerinde havayı kirleten madde emisyonları (atmosfere atılan gaz, toz, is vs.) önemli boyutlardadır. Bir insanın günlük ihtiyacı olan 15 m 3 temiz havayı bir tek taşıtın sadece 10 dakikalık bir süre içerisinde tehlikeli hâle dönüştürmesi, kentlerdeki yüz binlerce taşıtın neden olduğu hava kirliliğinin boyutu hakkında bizlere yeterli bir fikir verebilir. Şehir trafiğindeki araçların; teknik bakımlarının yeterince yapılmaması, bilinçsiz kullanımı ve bir kısmının çok eski oluşları nedeniyle kirletici özellikleri bir kat daha artmakta ve araçlar önemli kirletici kaynak durumuna gelmektedir. Taşıtlarda hava kirliliği yaratan kirletici kaynaklar, motor cinsine göre değişmektedir. Bir taşıtın başlıca kirletici kaynakları; egzoz borusu, benzin deposu, kartel havalandırma, karbüratör, fren balataları ve lastiklerdir (Şekil 1.5). Egzozdan üç tür duman çıkar. Siyah duman, tam yanmamış yakıt taneciklerinin oluşturduğu dumandır. Uygun yanma koşullarının olmadığını gösterir. Gri-Beyaz duman, tam yanma artığı maddelerin oluşturduğu dumandır. Uygun yanma koşullarının olduğunu gösterir. Mavi duman, yanmamış yakıt ve yağ karışımı olup genellikle motorun bakıma ihtiyacı olduğunu gösterir. Taşıtlardan kaynaklanan kirleticiler, genel ve özel kirleticiler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Egzoz gazları içinde bulunan karbondioksit (CO2), su buharı (H2O), hidrojen (H2) ve azot (N2) gazları kirletici olarak kabul edilmemektedir. Egzoz gazı içerisindeki karbonmonoksit (CO), partikül madde (is, toz, tanecik vs.) ve hidrokarbonlar genel kirleticiler olarak kabul edilmektedir. Benzinli taşıtlarda ise kurşun (Pb) bileşikleri önemli bir kirleticidir. Şekil 1.5:Taşıtların kirletici etkileri 1.6. Emisyonlarla İlgili Yasal Zorunluluklar Avrupa Birliği nde emisyon gereksinimleri hafif taşıtlar için 1970 li yıllar öncesinde, ağır taşıtlar için 1980 li yılların sonlarında doğmuştur. Birleşmiş Milletler ve bazı Avrupa ülkelerinin önderliğinde, AB son olarak benzinli araçlarda katalitik konvertörlerin kullanımını zorunlu hâle getirmiştir. 6

11 AB nin getirdiği standartlardan önce belirli bir emisyon kuralına uymadan üretilen motorlara Noneuro (Euro standartları öncesi) motor denilmektedir. Daha sonraları ise getirilen sınırlamalar sonucu yılları arasında Euro I, yılları arasında Euro II, 2000 yılında Euro III, 2005 yılında Euro IV standartlarına geçilmiştir yılında EuroV ve 2014 yılında da Euro VI sınırlamasına geçilmesi planlanmıştır (Tablo 1.2). Tablo 1.2: Motor emisyonların euro standartlarındaki değişimi Uluslararası Standartlar Dünyada emisyonlara yönelik ilk düzenlemeler 1968 yılında California da, ilk sınırlama ise 1972 yılında Avrupa Birliği ülkelerinde ECE R Regülasyonu ve EEC 72/220 Yönetmelik i ile başlamıştır. Şekil 1.6: Dünyadaki emisyon standartları Günümüzde; tüm gelişmiş ve gelişme yolundaki dünya ülkeleri, çeşitli standartlarla (EEC/ECE, EPA, JIS) egzoz emisyonlarına denetimler uygulamaktadır (Şekil 1.6.). Egzoz emisyon gereksinimleri şu an için dört grup bileşiği düzenlemektedir. Bunlar: Nitrojen oksitler (NOx) Hidrokarbonlar (HC) Karbon monoksit (CO) Partiküller (PM) Hafif ve ağır taşıtlardaki emisyon standartlarının yıllara göre sayısal değerleri Tablo 7

12 CO HC NOx HC+NOx PM Zaman Dizel Benzin Dizel Benzin Dizel Benzin Dizel Benzin Dizel Benzin Euro Euro Euro Euro Euro Euro ve Tablo 1.4 te gösterildiği gibidir. Tablo 1.3: Hafif taşıtlar için AB standartları CO HC NOx HC+NOx PM Zaman Dizel Benzi Dize Benzi Dizel Benzi Dizel Benzi Dizel Benzin Euro Euro Euro Euro Euro Euro Tablo 1.4: Ağır taşıtlar için AB standartları Ulusal Standartlar Hava kalitesini artırmak için ise sera ve egzoz gazlarının azaltılması önem arz ediyor. Ulaşım ve nakliye faaliyetlerindeki artış da sera ve egzoz gazlarının artığında önemli bir rol oynuyor. Birçok ülkenin bu tür emisyonları azaltmayı amaçlayan Kyoto Protokolü'nü onaylaması nedeniyle özellikle son yıllarda dünyada birçok firma ve bilim adamı hava kirliliğinin azaltılması için çalışmalar yapıyor. Bu noktada, hava kirliliğini önlemek amacıyla motorlu araçlara getirilen Euro emisyon standartlarına uygun yeni motor, egzoz sistemleri ve yakıtların kullanımı AB ülkelerinin ardından, 2009 yılından itibaren ülkemizde de zorunlu hâle gelmiştir. Hatta Euro-4 uyumu olmayan araçların 2012 yılından itibaren Avrupa Birliği sınırlarına giriş yapamayacakları söyleniyor. Böylece ülkemizde otomotiv sektörü için önümüzdeki yıldan itibaren yeni ve maliyetli bir süreç başlıyor yılında Resmî Gazete'de yayımlanan "Motorlu Araçların Motorlarından Çıkan Gazların Havayı Kirletmesine Karşı Alınacak Tedbirlerle ilgili Tip Onayı Yönetmeliğinde Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmelik e göre Euro-4 (E-4) standardı 1 Ocak 2008 tarihinden önce tip onayı almış araçlar için 1 Ocak 2009 tarihinden itibaren zorunlu olmuştur. Yani Avrupa Birliği (AB) mevzuatına uyum kapsamında, 1 Ocak 2009 itibariyle piyasaya "Euro-4" standardına uygun olmayan yeni tip motorlu taşıt trafiğe çıkamayacaktır. AB ülkelerinde ise 2009 itibariyle Euro-5 ve 2014 yılında da Euro-6 standardına geçilecektir. 1993: Otomotiv sanayi çevre deklerasyonu 1995: Otomobiller Euro 93 standardına artan yüzdelerle uygun hâle getirilmeye başlandı. 1996: AB Gümrük Birliği Anlaşması ile AB tip onayı mevzuatı çalışmaları başlatıldı. Üretilen taşıtların AB normlarına 5 yıl içinde uygun hâle getirileceği 8

13 bildirildi. 1996:Ticari araçlar emisisyon (ECE R24) uyum programı yayınlandı. 2001: Tüm dizel araçlarda Euro 1 seviyesi başladı. 2008: Yeni tip onayında Euro 4 seviyesi başladı. Mevcut araçlarda da başladı yıllarında Türkiye de de Euro 5 seviyesine geçilmiştir 1.7. Egzoz Emisyon Kontrolü Emisyon sınırlarına uyum için motorlar sürekli geliştirilmekte, günümüzde motorlarda son derece kompleks ve pahalı teknolojiler kullanılmaktadır. Gelecekteki Sıfır Emisyon hedefi için elektrik veya hidrojen gibi alternatif enerjiler kullanan Hibrid motorların geliştirme süreci başlamıştır Yakıtlar ve Yanma Tanımı Yanma, yakıtların oksijenle girdikleri kimyasal tepkimenin özel adıdır. Bu tepkime sırasında yakıt içindeki kimyasal enerji açığa çıkar. Açığa çıkan enerjinin büyük kısmı ısı (sıcak gazlar), geri kalan küçük bir kısmı ise elektromanyetik dalgalar (ışık), elektrik (çevreye saçılan serbest elektronlar ve iyonlar) ve mekanik enerji (ses) şeklinde çevreye yayılır. Tepkime sonucunda elektrik ve mekanik enerji şeklinde çok az enerji çıktığı için bunlar genellikle dikkate alınmaz. Aynı şekilde yanma işleminde ortaya çıkan ışık şeklindeki elektromanyetik enerjinin, toplam enerji içindeki payı da çok azdır. Yanma işlemi sırasında ortaya çıkan ışık, günümüzde ışığa duyarlı dirençler (light dependent resistor-ldr, fotosel) yardımıyla örneğin bir kazan içinde yanmanın devam edip etmediğini izlemeye yaramaktadır. Aydınlatmanın çam ağacından elde edilen çıra veya yakıt olarak değişik yağların kullanıldığı, fitilli lambalar döneminde de yanma olayında oluşan ışık önemli bir konu olmuştur. Bütün maddelerin yapısında kimyasal enerji vardır. Ancak yalnız, oksijenle girdikleri tepkime sonucu ısı ve ışık yayan maddelere yakıt denir. Doğada bulunan odun, kömür ve petrol doğal yakıtlardır. Bunlar dışında alkoller, sıvılaştırılmış petrol gazı (liquefied petroleum gas, LPG), sıvılaştırılmış doğal gaz (liquefied natural gas, LNG), sıkıştırılmış doğal gaz (compressed natural gas, CNG), şehir gazı, yüksek fırın gazı, kok gazı vs. gibi yapay olarak üretilen yakıtlar da vardır. Metanol ve etanol son yıllarda taşıtlarda yakıt olarak kullanımı gittikçe artan alkollerdir. Yine son yıllarda sera gazlarını azaltmak amacıyla enerji ormancılığı çalışmaları hız kazanmıştır. Fosil yakıtların azalmaya başlamasıyla mevcut biyokütle kaynakları da yakıt olarak eskiye göre hem evsel hem de endüstriyel alanda daha çok kullanılır olmuştur. Özellikleri Pratik yanma hesaplamalarında hava, yalnız azot (N2) ve oksijenden (O2) ibaretmiş gibi alınabilir. Bu durumda hava, hacimsel olarak %21 oksijen ve diğer gazlar da içine katılmış olarak %79 azot olarak kabul edilir. Yanmaya katılmayan diğer gazların azota dâhil edilmeleri 9

14 ciddi bir sorun yaratmamaktadır. Kütlesel oranlar ise %23.2 oksijen ve %76.8 azot şeklindedir. Kuru havanın bileşenleri aşağıdaki tablodaki gibidir (Tablo 1.5.); Bileşen% Hacimsel Oranı Azot Oksijen Karbondioksit Argon Neon Helyum Kripton Ksenon Tablo 1.5: Kuru havanın bileşenleri Şekil 1.7: Dünya atmosferinin tertibi Yanma işlemlerinde çok karşılaşılan bazı maddelerin simgeleri ve mol kütleleri Tablo 1.6 da verilmiştir. Pratik hesaplamalarda yuvarlatılmış mol kütlesi değerleri kullanılabilir. Madde Simgesi Mol kütlesi (kg/kmol) Yuvarlatılmış kütlesi(kg/kmol) Karbon C Hidrojen H Oksijen O Azot N Kükürt S Argon Ar Su H2O Hava (Karışım) Tablo 1.6: Bazı maddelerin mol kütleleri Gaz karışımındaki bileşenler kendileri de birer bileşik hâlinde olabilir. Bu durumda bileşiğin mol kütlesinden bahsetmek gerekir. Mol kütlesi yerine formül kütlesi deyimi de kullanılmaktadır. Örneğin karbondioksitin (CO2) formül kütlesi (mol kütlesi) (1 12) + (2 16) = 44 kg/kmol dür ( Mco2 =kg/kmol). mol 10

15 Yanma reaksiyonları Şekil 1.8 de benzinin yanması ve neticesinde oluşan gazlar görülmektedir. Şekil 1.8: Benzinin yanma reaksiyonu Benzinli ve Alternatif Yakıtlı Motorların Emisyonları Şekil 1.9: Yanma ürünü emisyonlar Şekil 1.9 da yanma sonucunda meydana gelen egzoz emisyonları görülmektedir. Bunlar karbon monoksit, karbon dioksit, hidrokarbon ve diğer gazlar (azot oksitler, su buharı)dır. Benzinli motorlarda bu emisyonlar yoğun olarak görülmektedir. Uzunca bir süreden beri hidrojenin motorlarda yakıt olarak kullanılma imkânları araştırılmaktadır. Günümüzde yakıt seçiminde ölçüt olarak alınan ulaştırma yakıtı olma özelliği, çok yönlü kullanıma uygunluk, kullanım verimi, çevresel uygunluk, emniyet ve maliyet açısından yapılan değerlendirmeler hidrojen lehine sonuç vermektedir.1970 lerde hidrojenin alternatif motor yakıtı olarak kullanılması yeniden gündeme gelmiştir. Egzoz emisyon değerlerinin düşük olması, petrole olan bağımlılığın azaltması hidrojenin uzun yıllar önceden tespit edilmiş olan avantajlarıdır. Benzin motoruna hidrojen takviyesi ile yanmamış hidrokarbon emisyonları azaltılarak ısıl verimi iyileştirilir. Hidrojen takviyesi yapılan Otto motorlarında küçük bir ön yanma odası mevcuttur. Yanma odası bujinin yerine yerleştirilmiştir. Bu ön yanma odası içinde hidrojen enjektörü ile buji vardır. Esas yakıt ise (benzin, metanol, propan vs.) emme portlarındaki enjektörlerden püskürtülerek silindirlere gönderilir. Hidrojen takviyesi ile esas yanma odası içinde yakılan hidrokarbon esaslı yakıtların çok fakir karışım oranlarında düzgün bir şekilde yakılması sağlanır. Böylece ısıl verim arttırılarak, azotoksit emisyonları önemli derecede azaltılır. Hidrojenin hava ile yanmasının sonucu da, yakıtta karbon bulunmaması nedeni ile yanma ürünleri arasında CO, CO2, HC ler mevcut olmayacak, sadece motorun yağlama yağının yanması nedeni ile oluşan HC ler egzoz gazları arasında bulunacaktır. Ayrıca yüksek yanma sıcaklıkları nedeniyle havanın kimyasal reaksiyonu sonucu azot oksitler oluşacaktır. Hidrojenin yanma ürünü su buharıdır ve sınırlı maksimum sıcaklıklardaki NOx emisyonları 11

16 ihmal edilebilir. Nitekim hidrojenle çalışan bir içten yanmalı motor, günümüz taşıt motorlarından çok daha az NOx emisyonuna neden olmaktadır. Karbon monoksit (CO) Yanma ürünleri arasında CO bulunmasının ana nedeni oksijen ile yakıtın buluşamamasıdır. CO (Karbon monoksit) motorun silindirlerindeki kötü yanma sonucunda, silindire alınan yakıtın bir kısmının, silindir içerisinde yanarken yetersiz oksijenden dolayı tam yanmaması ve yakıt molekülünün 2 yerine 1 oksijen ile birleşmesi ile ortaya çıkan zehirli gazdır. Karbon monoksitin oksijen taşıma kapasitesini azaltması sonucunda kandaki oksijen yetersizliği nedeniyle kan damarlarının çeperleri, beyin kalp gibi hassas organ ve dokularda fonksiyon bozuklukları meydana gelir. Karbon dioksit (CO2) Şekil 1.10: Karbon oksitler CO2 (Karbon dioksit) yanma sonucunda çıkan emisyonlar içerisinde en az zararı bulunan gazdır. Karbon dioksitler tabiatta bitkiler tarafından fotosentez edilerek oksijene dönüştürülmektedir (Şekil 1.10). Hidro karbon (HC) Yakıtın tam yanmaması ve benzinin (yakıt deposundan veya dolum sırasında) buharlaşması neticesinde ortaya çıkar. Motorun silindirlerindeki kötü yanma sonucunda silindire alınan yakıtın bir kısmının ateşleme zamanında yanmadan kalması ve egzozdan benzin buharı olarak atılmasıdır. Hidrokarbonlar, azot oksit ve güneş ışığı etkisi ile ozon meydana getirir. Diğer gazlar Tam yanmanın oluşmadığı durumlarda egzoz emisyon değerleri arasında diğer gazlarda görülmektedir. Bunlar ortaya çıkış sebeplerine göre aşağıdaki gibidir. Yanmamış hidrokarbonlar CnHm ( parafinler, olefinler, aromatik hidrokarbonlar ) Kısmen yanmış hidrokarbonlar CnHm.CHO ( aldehitler ) CnHm.CO ( ketonlar ) CnHm.COOH ( karbosiklik asitler ) CO ( karbonmonoksit ) 12

17 Ayrıca benzinli motorlarda yanma ürünü olarak Azot (N) ve su buharı (H2O) gibi maddelerde emisyon değerleri arasında yerlerini almaktadır. Azot yüksek sıcaklıklarda oksijenle birleşerek zararlı emisyon niteliği kazanmaktadır (Şekil 1.11). Şekil Yüksek ısılarda oluşan NOx ler Benzinli Motor Emisyon Kontrol Cihazları (O2,CO,HC,CO2) Egzoz gaz emisyon ölçüm cihazları egzoz gazında bulunan bileşimlerin ölçümünü kızılötesi (infraret) emme yöntemine göre yapar (Resim 1.1). Bu yöntem gazların kızılötesi ışınlarının nitelikleri bakımından yutulmasına dayanır. Egzoz gazında bulunan her madde, kızılötesi ışınlarına ilişkin belirli bir emilme sahasına sahiptir. Egzoz gazı test cihazı, birinin içinden egzoz gazı geçtiği, diğerinin bir nötr gaz ile doldurulduğu 2 odaya (analiz ve karşılaştırma odası) sahiptir. Her iki odaya kızılötesi ışınları tarafından etki edilir. Kızılötesi ışınları analiz odasının içinde zararlı maddeler kısmen egzoz gazının içine emilirken nötr gaza engel olmadan etki eder. Her odadan eşit olmayan miktarda ışın alıcıya erişir. Fark egzoz gazındaki zararlı madde hakkında tam bir ölçü değeri verir. Resim 1.1: Egzoz gaz emisyonları ölçüm cihazı 13

18 Görevi Egzoz gazları içerisindeki emisyon değerlerinin elde edilmesini sağlamaktır. Ekipmanların ve cihazın kullanılması Egzoz emisyon ölçüm cihazları farklı şekillerde olabilmektedir. Tüm bu şekil farklılıklarına rağmen aynı amaca hizmet etmektedir. Genel olarak tüm marka ve model cihazlarda bulunması gereken temel kısımları şöyle sayabiliriz: Ölçme (örnek alma) sondası Devir ölçme sensörü Yağ sıcaklığı ölçme sensörü Yoğunlaşma suyu ayırıcı filtre Hassas filtre Diyaframlı pompa Ölçme (analiz) odası Karşılaştırma odası Kızılötesi ışın alıcısı Kızılötesi Parabolik ışınlayıcı ayna Yükseltici Gösterge ve kumanda paneli vb. kısımlardan oluşmaktadır. Ölçme işlemine başlamadan evvel araç ölçüme hazırlanmalıdır. Motor ayarları kontrol edilmeli, Egzoz borularındaki kaçak ya da sızıntılar kontrol edilmeli, Motor ölçüm yapacağımız esnada çalışma sıcaklığında olmalıdır. Test öncesi araca cihaza bağlı bulunan devir ölçme sensörü, yağ sıcaklığı ölçme sensörü ve egzoz gazı emme sondası takılmalıdır (Resim 1.2). Resim 1.2: Cihaz araç bağlantıları 14

19 Tüm bu ön hazırlıklardan sonra egzoz gazı emisyonları ölçüm işlemine geçebiliriz. Cihaz kumanda panelinden aracın egzoz donanımı göz önünde bulundurularak uygun konum seçilir (Resim 1.3). Resim 1.3: Cihaz egzoz gazı emme sondası bağlantısı Açılan müşteri ve araç bilgisi ekranında müşteri ile ilgili bilgiler girilir ve sağ yandaki yakıt türü maskesinden, yakıt türü seçilir (Resim 1.4). Resim 1.4: Emisyon testi seçici ekran Çıkan ölçüme bakış penceresinde rölanti ve 2000 dev/dk.da CO değerleri ölçülerek elde edilen sonuç değerleri çıktısı alınarak emisyon ölçüm işlemi tamamlanır (Resim 1.5). Resim 1.5: Test öncesi araç bilgi giriş ekranı 15

20 Resim 1.6: Cihazdan araç değerlerinin ölçülmesi Cihazın periyodik bakımı Emisyon ölçümünü gerçekleştirme işlemine geçmeden evvel cihaz açıldıktan 1-15.sn kadar sonra ekranda her gün ilk açılmada yapılması gereken cihaz kaçak test ve kontrol işlemleri yapılır (Resim 1.7). Resim 1.7: Cihaz kaçak kontrol testi 16

21 Cihaz üzerinde bulunan filtrelerin sık sık kontrol edilerek temizlenmesi ve belirli aralıklarda değiştirilmesi gerekmektedir. Cihaz ölçme işlemlerinin yapılmadığı zamanlarda temiz ve güvenli bir oramda muhafaza edilmelidir. Cihazla ölçüm yaparken dikkat edilecek hususlar Egzoz emisyon analiz cihazında ölçüm yaparken dikkat etmemiz gereken hususlar şunlardır: Araç motoru çalışma sıcaklığında olmalıdır. Egzoz sisteminde kaçak ya da sızıntı olmamalıdır. Ölçüm yapacağımız aracın motor ayarları normal standardında olmalıdır. Cihaz ilk açıldığında kaçak testi yapılmalıdır. Devir sensörü, yağ sıcaklığı sensörü ve egzoz gazı emme sondası araca takılı duruma getirilmelidir. Emisyon değerlerinin yorumlanması Ölçüm sonrasında elde edilen emisyon değerleri benzinli araçlar için mevcut Euro 4 standartlarına göre HC, CO ve NOx değerleri karşılaştırılması yapılmalıdır. Euro 4 için değeri Tablo 1.2 den CO değeri maksimim 1.81, HC değeri ve NOx değeri olması gereken değerlere uygunluğu denetlenir. CO değeri istenilenden daha yüksek değerde ise tam bir yanma olmadığını yani yakıtın yeterince oksijen ile buluşamadığı söylenebilir. HC fazlalığı durumunda, yakıtın bir kısmının yanmadan egzozdan atıldığı ve zengin karışım durumu olduğundan yakıt tüketiminde de artış olduğundan hem çevre hem ekonomi açısından zararlı bir durum olduğu söylenebilir. NOx değeri fazla çıkması durumu ise yanma sıcaklığındaki aşırı yükselme durumunu bildirir. NOx artışını önleyici sistemlerden herhangi birinde arıza olması durumu muhtemeldir. Giderilmesi gerekir. Ülkemizde mevcut kanunda Euro 4 emisyon değerleri yasal zorunluluk durumundadır ve bu değerlerin aşılması durumunda araç muayenelerinden geçememekte ve cezai yaptırımları da bulunmaktadır. 2. DİZEL MOTORLARDA EGZOZ EMİSYON KONTROLÜ Toplu taşımacılıkta ve ağır yük taşıtlarında genellikle dizel motorları kullanılmaktadır. Bu sebeple dizel motorlarından kaynaklanan emisyonların azaltılması önem kazanmaktadır. Dizel motorlardaki kirleticilerin önemli olanları altı grupta toplanabilir. Bunlar; Karbon oksitler, Azot oksitler, Kükürtlü bileşenler, Hidrokarbonlar, Aldehitler, Partiküller'dir. 2.1.Dizel Motorların Emisyonları Yakıtın oksijenle birleşerek büyük miktarda enerji açığa çıkardığı kimyasal reaksiyona yanma denir. Yanma için gerekli oksijen genellikle havayla sağlanır. 17

22 Dizel motor yakıtı olarak kullanılan motorini genellikle C17H34 temsil eder. Yakıt ile havanın karışarak tam yanması sonucunda yanma ürünleri oluşur. Bunlar CO2, H2O ve N2 dir. Eğer yakıt çevrim sonucu tam olarak yanmamış ise bu bileşenlere ek olarak CO, HC, NOx, PM gibi ürünler de oluşur. Motorin-hava karışımının yanma denklemi; C17H ,5(O2 + 3,76 N2) PM, NOx, CO2, CO, CH4, H2O, N2 dir. Dizel motorlarda PM ve NOX emisyonlarının yüksek düzeyde, CO ve HC emisyonlarının ise daha az olduğu görülmektedir. Çünkü dizel motorlarda hava fazlalık katsayısı, benzinli motorlara göre daha yüksektir Karbon Oksitler Yanma ürünleri arasında CO bulunmasının ana nedeni oksijen ile havanın buluşamamasıdır (Şekil 2.1). Şekil 2.1: Karbon monoksitler Dizel motorlarında genellikle fakir karışım oranları ile çalışıldığından CO emisyonu düşük olmaktadır. Karbon monoksitin oksijen taşıma kapasitesini azaltması sonucunda kandaki oksijen yetersizliği nedeniyle kan damarlarının çeperleri, beyin kalp gibi hassas organ ve dokularda fonksiyon bozuklukları meydana gelir Azot Oksitler Genelde stokiyometrik orana yakın hava yakıt karışımlarında yanma sırasında NO oluşur. NO oluşumunu arttıran parametreler gaz sıcaklığı ve oksijen konsantrasyonudur. İçten yanmalı motorlarda yanma odasındaki sıcaklık 1800 K'nin üzerine çıktığında, havanın içerisindeki azot ve oksijen kimyasal olarak birleşerek azot oksit denilen, insan sağlığına ve çevreye zararlı bir gaz hâline dönüşür (Şekil 2.2). Şekil 2.2: 1800 K üzerinde oluşan NOx emisyonları 18

23 Kükürtlü Bileşikler Yanma sırasında oluşan SO3 motor soğukken yoğuşan su buharı ile birleşir ve süfürik aside (H2SO4) dönüşür. Motor yağına karışan sülfürik asit motordaki segmanlar, yataklar gibi motor aksamını aşındırır ve motor ömrünü kısaltır. Egzoz gazı emisyon standartları ile birlikte Avrupa da auto-oil programları ile dizel yakıt standardı (EN 590) altına alınarak geliştirilmektedir. Yakıttaki sülfür miktarı, PM emisyonları ve diğer olumsuz etkileri nedeniyle emisyon seviyeleri ile birlikte sürekli azaltılmaktadır. Aşağıdaki değerler bu azalışın yıllara göre durumunu vermektedir. EURO 1 / ppm (% 0.050) EURO ppm (% 0.035) EURO ppm (% 0.005) EURO ppm (% 0.001) Tablo 2.1: Yakıttaki sülfür miktarının yıllara göre durumu Hidrokarbonlar Hidrokarbonlar (HC) yakıtın tam yanmaması ve yakıtın (yakıt deposundan veya dolum sırasında) buharlaşması neticesinde ortaya çıkar. İnsan sağlığı ve çevre açısından zararları; Bazı hidrokarbonlar mukozada tahrişe yol açar, bazıları ise kansorejendir (katran zift gibi). Hidrokarbonlar, azot oksit ve güneş ışığı etkisi ile ozon meydana getirir Aldehitler Yakıt olarak kullanılan hidrokarbonların eksik yanması neticesinde emisyon olarak kısmen yanmış hidrokarbonlar yani aldehitler ortaya çıkar. C H.CHO ( aldehitler ) n m Partiküller Dizel egzoz kompozisyonu büyük ölçüde motor tipi ve kullanım şartları, yakıt, yağlama yağı ve emisyon kontrol sistemi kullanılıp kullanılmadığına bağlı olarak değişmektedir. Günümüzde başlıca zararlı dizel emisyonlarından olan PM ve NOx in azaltılması için çalışmalar yoğunlaşmıştır. Dizel egzoz partikülleri, toplanmış katı karbonlu malzeme, kül, uçucu organik ve kükürt bileşiklerinden oluşur. Tablo 2.2 ağır hizmet tipi dizel motorundan kaynaklanan partikül madde kompozisyonunu göstermektedir. 19

24 Tablo 2.2: Dizel partikül madde kompozisyonu Dizel partikül filtreleri(dpf) PM nin azaltılmasında teknik olarak en uygun çözümlerden biridir. Dizel partikül filtresi egzoz gazlarının sistem boyunca geçişine izin verirken katı ve sıvı partikül madde emisyonlarını biriktirmek için tasarlanıp egzoza yerleştirilmektedir. Genellikle bir yanma sonrası PM kontrol sistemi dizel egzozundaki PM veya isi tutabilen gözenekli metal veya seramik bir filtreden oluşur. Filtreden düşük bir basınç azalması ve yüksek is tutma kapasitesine sahip olması istenir. Günümüzde ticarileşmiş dizel partikül filtreleri silikon karpit, kordierit veya metalden yapılmaktadır (Resim 2.1 ve 2.2 ). Resim 2.1: Silikon karpit (solda) ve kordierit (sağda) DPF leri İyi ayarlı bir benzin motoruna göre dizel motorlu taşıtlar daha fazla duman ve koku veren madde yaymaktadır. Dizel motorlarında değişik işletme şartlarından kaynaklanan dört tip partikül emisyonlarına rastlanmaktadır. Resim 2.2: Sinterlenmiş metal DPF 20

25 Beyaz duman: Soğuk havalarda görünen genlikle su buharıdır. Bu kirletici değildir. Ancak soğuk ilk harekette veya çok düşük yüklerde görülen beyaz duman yük artınca kaybolmuyorsa yoğuşmuş yakıt buharıdır. Mavi duman: Tam yanmamış yakıt veya bilhassa aşınmış motorlarda yağ zerreciklerinin oluşturduğu dumandır. Siyah duman: İs-karbon parçacıklarının oluşturduğu dumandır. Tam yükte ve düşük hava/yakıt oranlarında ortaya çıkar. Diğer parçacıklar: Sülfatlar, yağlama yağı ve yakıt içindeki katkılardan gelen parçacıklardır. 2.2.Azot Oksitlerin Çevre ve İnsan Sağlığına Etkileri NOx'lerin çevre ve insan sağlığına etkisi NO, NO2, N2O2 ve benzeri bileşiklerin tümünü NOx olarak tanımlanmaktadır. Azot oksitler, kandaki hemoglobin ile birleşmektedir. Ciğerdeki nemle birleşerek nitrik asit oluşturur. Oluşan asit miktarının konsantrasyonunun azlığı nedeniyle etkisi de az olmaktadır. Ancak zamanla birikerek solunum yolu hastalıkları bulunan kişiler için tehlike oluşturmaktadır. Ayrıca NOx'ler aeresol ve fotokimyasal duman oluşumu ile ozon tabakasının tahribine yol açmaktadır. Azot oksitler içinde NO, kokusuz bir gazdır. Akciğerlerin çalışmasını bozar, mukoza zarını tahriş eder ve felç yapıcı etkisi vardır. Nitrik asit oluşumuna sebep olur. Çevre şartlarında kararsızdır ve oksijenle birleşerek NO2'ye dönüşür. MAK değeri 9 mg/m3' tür. NO2, keskin kokulu kırmızı kahverengi karışımı bir gazdır. Düşük yoğunlukta olması hâlinde bile akciğeri tahriş eder, dokulara ve mukoza zarına zarar verir. MAK değeri 9 mg/m3' tür. 2.3.Dizel Motorda Azot Oksit Azaltma Yöntemleri Dizel motorlarında NOx emisyonlarını kontrol etmede kullanılan çeşitli yöntemler Şekil 2.3.'te gösterilmiştir. Yakıtta, motorda ve egzoz gazlarında alınacak önlemler olarak toplanabilir. Püskürtme avansının değiştirilmesi, fakir ya da zengin yanma, sıkıştırma oranının değiştirilmesi, emme supabı özellikleri (silindir başına düşen supap sayısı, emme kanalı şekli ve uzunluğu, girdap oluşumu vb.) ve ön yanma odası gibi özellikler motordaki yanma işlemine etki eden önemli parametrelerdir. Nox Yakıt Alternatif yakıt Düşük azotlu yakıt Motor Yanma Süpürme havası Su püskürtülmesi Egzoz Gazı Şekil 2.3: NOx emisyonlarını kontrol etmede kullanılan çeşitli yöntemler 21

26 Dizel motorlarında NOx emisyonlarını azaltmada kullanılan yöntemlerin, etkileri Şekil 2.4' te gösterilmiştir. Sadece EGR uygulaması ile NOx emisyonlarında % 75'lik bir azalma elde edilebilmektedir. Tüm yöntemler ve katalitik konvertör kullanarak ise NOx emisyonlarında % 95'lik bir azalış sağlanabilmektedir. Şekil 2.4: Dizel motorlarında NOx emisyonlarını azaltmada kullanılan yöntemlerin etkileri 2.4.Araçta Egzoz Emisyonuna Etki Eden Faktörler Sıkıştırma Oranı Buji ile ateşlemeli motorlarda oluşan süreçleri en iyi anlatan model otto çevrimi olup verimin sıkıştırma oranıyla değiştiğini gösterir. 1 k-1 Burada kullanılan; k= Cp/Cv için kullanılan özgül ısı kapasitesi oranıdır. Bu ifade sıkıştırma oranı arttıkça termik verimin arttığını, yakıt tüketiminin azaldığını göstermektedir (Şekil 2.5). verim artmaktadır. Diğer bir ifadeyle fakir karışımlardaki gazların karakteristikleri, otto çevrimi için kabul edilen karakteristiklere çok yakındır. Bu sebeple maksimum verim stokiyometrik olarak fakir karışımlarda elde edilir. 22

27 Şekil 2.5: Değişik sıkıştırma oranları ve denge oranlarına bağlı olarak verimdeki değişimler Yapılan laboratuvar testlerine göre sıkıştırma oranındaki birim artış ile % 7.7'lik; oktan sayısında birim artış ile % l,3'lük bir yakıt ekonomisi sağlanmış olmaktadır. Yapılan diğer bir çalışmada da sıkıştırma oranı arttıkça motor gücünün arttığı ve özgül yakıt tüketiminin azaldığı belirlenmiştir (Şekil 2.6). Şekil 2.6: Kompresyon oranının yakıt ekonomisi üzerindeki etkisi 23

28 2.4.2.Hava /Yakıt Oranı Motorlarda en ekonomik çalışma fakir karışımla sağlanmaktadır. Maksimum güç alınması için ise zengin karışıma ihtiyaç vardır. Motorlarda ekonomik çalışmanın ölçümü, birim güç için birim zamanda harcanan yakıt miktarını veren, efektif yakıt sarfiyatıdır. Motorun değişik çalışma koşullarında hava/yakıt oranının iyi bir şekilde sağlanması, değişimin minimum düzeyde kalması gerekmektedir. Karışım oranı, hız değişimlerindeki ivmelenmelerden dolayı zengin karışıma doğru yönelir. Şekil 2.7'de hava/yakıt oranının, farklı hızlarda ve işletme durumlarındaki değişimleri görülmektedir. Tablo 2.3 te ise H/Y oranındaki değişmelerin motor gücü, yakıt sarfiyatı, egzoz emisyonları ve motorun çalışmasına etkisi verilmiştir. Şekil 2.7: Taşıtın hızına bağlı olarak hava yakıt oranı değişimi Hava yakıt Beygir saat Egzoz gazı oranı Karışımını Güç başına yakıt kompozisyon u Düşünceler (ağırlık) n Tarifi sarfiyatı (yaklaşık) Çok Fakir Fakir 15-15,5 Normal veya Doğru 11,5-13 Zengin 8-10 Çok Zengin En az normalden yaklaşık olarak %40 daha az Düşük Normalden %10 daha fazla Aşağıdaki zengince karışımınkinde n %4 daha az En yüksek gücü değerden verir. %25-30 daha fazla Normalden daha Çok yüksek az güç verir. 24 % 84,0 N2 % 8,0 CO2 % 8,0 O2 En az (min) % 84,5 N2 % 12,0 CO2 % 3,5 O2 En az % 86,8 N2 % 84,5 N2 % 10,5 CO2 % 5,0 CO Güç düşüktür. Karbüratörde öksürme ve alev tepmesi olur. Yanma yavaş ve çalışma düzensizdir. Sarfiyat bakımından en ekonomik karışım oranıdır. Fakat en yüksek güç için uygun değildir. En uygun orandır. Egzozdaki CO2 değerden %13,2 CO2 miktarı maksimumdur. %4 daha Pratik olarak hiç fazla O2 yok Yüksek güç için en uygun oran, En az (min) fakat yakıt sarfiyatı daha fazladır. Egzozda O2 yoktur. Yanma hızı (alevin yayılma hızı) en yüksektir. % 82,0 N2 % 6,0 CO2 % 13,0 CO Karbon isi de vardır Düşük sonuçlar. Düşük güç, yüksek yakıt sarfiyatı, çokça karbon isi, düşük yanma hızı Tablo 2.3: Hava/Yakıt oranındaki değişmelerin motor gücü, yakıt sarfiyatı, egzoz emisyonları ve motorun çalışmasına etkisi

29 2.4.3.Ateşleme Avansı Şekil 2.8' de bir motorda avans değiştirilerek yapılan deneyde güç ve yakıt sarfiyatının avansla nasıl değiştiği görülmektedir. Avans artınca yakıt ekonomisi iyileşmektedir. Ancak buradan avans istenildiği kadar artırılabilir anlamı çıkarılmamalıdır. Her motorun değişik çalışma koşullarında değişik miktarlarda avansa ihtiyacı vardır. Şekil 2.8: Avansın güç ve yakıt sarfiyatına etkisi Yakıt Kalitesi Benzinli motorlarda, yakıtın kalitesi, oktan oranıyla belirlenir ve yakıtın kendiliğinden yanmaya direncini ifade eder. Oktan oranı, motor üzerinde dikkatle yapılan test ve kontrollerle belirlenir. Bir motorda kendiliğinden yanma; sıkıştırma oranı, hava/yakıt oranı, ateşleme zamanı, gaz ayarı, motor hızı, hava giriş ısısı ve yanma odası dizaynı gibi birçok parametreye dayanır. Benzinde aranan performans özelliklerini şöyle sıralayabiliriz: Vuruntuya karşı dayanıklı olmalıdır. Uygun buharlaşma olmalıdır. Zamk ve vernik oluşturmamalıdır. Yakıt veya yanma ürünleri korozif olmamalıdır. Alevlenme tehlikesi olmamalıdır Motorlarda Alev Hızı Yanma olayının kısa sürede tamamlanması, bir diğer ifadeyle alev hızının yüksek olması motor performansı açısından çok önemlidir. Çift buji kullanılmasıyla hızlı ve etkili bir yanma gerçekleştirilmekte, yakıt ekonomisinde ve taşıt performansında iyileşme sağlanmaktadır. 25

30 2.4.6.Motor Sürtünmesi Motorlarda iç sürtünme, balansa, yatak yuvası dizaynına ve pistonlar dikkate alınarak düşürülmeye çalışılmaktadır. Sürtünme kuvvetindeki artma, lineer hız artımından fazla olacağından dolayı, yüksek hızlarda mekanik verim önemli ölçüde düşük olacaktır. Bunun için motor hızını sınırlamak zorunlu hâle gelmiştir. Son yıllarda önemli bir gelişmede pistonlardaki sürtünmenin azaltılmasıdır. Motorlarda aşırı sürtünme, piston ile silindir yüzeyi arasındaki yağ tabakasından kaynaklanmaktadır. Sürtünme yüzeyleri azaltılmış pistonların motorlarda kullanılmasıyla sürtünme kayıplarında % 10 azalma olduğu ve bu azalmanın, geniş ölçüdeki çalışma koşullarında, maksimum güçte % 2 artma ve yakıt tüketiminde % 3 azalma sağladığı belirlenmiştir. Piston sürtünmesini azaltan diğer bir gelişme de segman sayısının ve ağırlığının azaltılmasıdır. Standart pistonlarda kullanılan üst ve orta segmanların yerini almak için bir adet segman kullanılmaktadır. % 10'luk azaltılmış segman ağırlığı ve bir segmanın eksik olmasıyla sürtünme azaltılmaktadır. Motorlarda kullanılan düşük viskoziteli yağlar aracın yakıt ekonomisini iyileştirir. Araçlar üzerinde düşük viskoziteli yağın (15 W/40), referans olarak alınan yağ (20 W/50) ile karşılaştırılması sonucunda yakıt ekonomisinde sağlanan iyileşme ilk 1,6 km'de % 6, motorun ısınması ile % 9 oranındadır Motorlarda Kullanılan Yardımcı Sistemler Motorlarda kullanılan yardımcı sistemlerin (su pompası, havalandırma-soğutma kompresörü, alternatör) önceden belirlenemeyen çalışma çevrimleri vardır. Direkt hava soğutmalı veya su ile soğutulan motorlarda kullanılan preslenmiş çelik fanların verimi % 10 düzeyinde, püskürtülmüş plastikten itinalı olarak yapılmış fanlarda verim % 30 seviyesinde olabilmektedir. Su soğutmalı motorlarda, belirtilen hız ve yük durumlarında, gücün % 5'i fan tarafından harcanmaktadır. Alternatif olarak belirlenen hava sıcaklığı veya su sıcaklığına göre çalışan termodinamik bir fan kullanılmaktadır. Su pompasının ihtiyaç duyduğu maksimum güç gereksinimi, motor gücünün % 2'sinden azdır. Verimlilikte sağlanan gelişmenin büyük bölümü, plastik enjeksiyonla kalıba alınmış kanatçıklar sayesinde olmuştur. Alternatör üzerindeki yüklerin önemli bir bölümü ısıya dönüşmektedir. Tipik bir alternatörün en fazla çıkış gücü 600 watt ve maksimum verimi % 35,5 olmaktadır. Klima kompresörü ortalama olarak 10 kw'a kadar enerji harcamaktadır. Dolayısıyla % 5 ile % 10 arasında ek yakıt tüketilmektedir. 26

31 2.4.8.Yanma Odası Tasarımı Silindirlerde etkili bir yanmanın gerçekleşmesi yanma odasının tasarımıyla çok yakından ilgilidir. Etkili bir yanma oluşumunu sağlamak için ön alev tarafından kat edilen yol küçültülmelidir. Alevin kat ettiği mesafeyi küçültmek için yanma mümkün olduğunca hızlı olmalıdır. Bunun önemli iki etkisi vardır: Birincisi yüksek motor hızlarına müsaade eder ve böylece yüksek çıkış gücü elde edilir. İkinci olarak hızlı yanma, zincirleme reaksiyonların zamanını azaltarak kendiliğinden yanma ortadan kalkar. Egzoz supapları ve bujiler mümkün olduğunca birbirine yakın olmalıdır. Egzoz supabı çok sıcaktır, kendiliğinden ateşlemeye sebep olmadan ön alev egzoz supabını geçmek zorundadır. Çabuk yanmayı kolaylaştırmak için yeterli büyüklükte türbülans olmalıdır. Kendiliğinden ateşlemenin oluşabileceği zaman kısaltılmalıdır. Bununla birlikte aşırı türbülans, silindir cidarlarından aşırı ısı transferine sebep olur ve ısı kayıplarını artırır. Son gaz; alev cephesinin önünde kalan yanmamış karışımdır ki yanma odasının soğuk bölgesinde olmalıdır. Bu kendiliğinden ateşlemeyi engeller. Yanma odası, kısa ve oyuklardan arındırılmış olmalıdır. Yanma odasında, yanma mesafesi de kesinlikle kısa olmalıdır. Yanma odasında oyuk ve yarıklardan kaçınılmalıdır, çünkü alev soğutma etkisiyle söndürülür ve yanmamış H/Y karışımı bu çatlaklarda birikerek verimi düşürür ve yüksek hidrokarbon emisyonuna neden olur. Motorlarda kullanılan çok değişik yanma odası tasarımları vardır. Genellikle yanma odası tasarımında üç değişik yaklaşım vardır. Şekil 2.9 da farklı tasarım yaklaşımları görülmektedir. Bunlar; Ricardo'nun yüksek sıkıştırma oranlı yanma odası (HRCC), Nissan'ın NAPS-Z'si ve silindir kapağında 4 supabı olan yanma odasıdır. Silindir kapağında 4 supabı olan yanma odasının ana karakteristiği, supaplar tarafından sağlanan geniş akış alanına sahip olmasıdır. Bundan dolayı motor hızlarında çok yüksek bir hacimsel verim sağlanır. Bu da orta hızlar ve üzerinde hemen hemen sabit ve kararlı bir ortalama efektif basınç oluşturur. Nissan NAPS-Z yanma odası sistemi çift buji ve daha çok türbülans seviyesi sağlayan emme sistemine sahiptir. Yanma odası kenarında yanma başlarken türbülanslı akış ve çift bujiden dolayı hızlı bir yanma oluşur. Dört supap sistemde iki giriş supabından geçen akış birbirine karışarak bir türbülans oluşturur. Hızlı yanma, küçük yanma odası ve yüksek türbülansın sonucudur. Şekil 2.9: Üç farklı yanma odası tasarımı 27

32 Bu türbülans, belirtilen oktanlı yakıt kullanıldığında yüksek sıkıştırma oranına müsaade eder. Şekil 2.10 da değişik yanma odası sisteminin oktan sayısına bağımlı olarak özgül yakıt tüketimindeki değişimler ele alınmıştır. Motorlarda fakir karışım kullanıldığında HRCC'de yanma hızı en fazla, dört-supaplı sistemde ise en azdır, özgül yakıt tüketimindeki farklılıklar, değişik oktanlı yakıt gereksiniminin ışığında değerlendirilmektedir. Şekil 2.10: Özgül yakıt tüketimi ve oktan sayısı arasındaki ilişki Taşıt Tasarımı Taşıtın biçimsel tasarımı ve ağırlık kontrolü birbiriyle çok sıkı ilişkilidir. Taşıt ağırlığının azaltılması çalışmaları yakıt tüketimini azaltmada en önemli çalışmalardan biridir. Ancak taşıt ağırlığım azaltırken çok çeşitli sınırlamalarla karşılaşılmaktadır. İç tasarımda önemli olan bazı kriterler; yeterli ve ekonomik yolcu kabini ve bagaj hacmi, korozyon direncinin sağlanması, iyi hareket özellikleri, kullanım kolaylığı ve çarpışma dayanımıdır. Taşıtlarda diğer önemli bir tasarım çalışması da; motordan alınan gücün en kısa bir mesafeden ve etkili bir şekilde tekerleklere iletilmesinin sağlanmasıdır. Günümüzde en çok kullanılan sistemler transversal olarak yerleştirilmiş motor ve ön tekerleklerden çekişli taşıtlardır. Bu sistemler, taşıtın ağırlığında ve maliyetinde büyük azalmalar, yakıt ekonomisinde ve performansında ise önemli iyileşmeler sağlamaktadır Taşıt Aerodinamiği Taşıtın aerodinamik yapısı taşıt tasarımında önemli bir parametre olarak ele alınmaktadır. İyi bir aerodinamik tasarım yakıt tüketimini azaltmakla kalmayıp aynı zamanda, kirletici emisyonlarda, kararlılıkta, gürültü düzeyinde, hareket kabiliyeti ve taşıt iklimlendirmesini de olumlu yönde etkilemektedir. Aerodinamik kayıplar üç kısımda incelenebilir. Birincisi taşıtın sınır tabakasında küçük 28

33 miktarda oluşan, türbülans ile meydana gelen sürtünme kayıpları, bir diğeri taşıtın radyatör kısmından ve havalandırmasından giren sürtünme kayıpları, üçüncüsü ise sınır tabakanın yüzeyden ayrım noktasında oluşan, büyük ölçekli türbülansın sebep olduğu kayıplardır. Aerodinamik çalışmaların esasını, sınır tabakanın, taşıtın yüzeyinde türbülans meydana getirmeyecek bir şekilde ayrılmasını en aza indirmektir. Taşıtlarda yakıt ekonomisini kötüleştirmeyecek şekilde aksesuar kullanmak gerekmektedir. Aksesuarların kullanılmasıyla yakıt ekonomisi % 2 olarak kötüleşmektedir. 2.5.Motor Bakımının ve Ayarının Emisyona Etkisi Bir taşıtın daha az kirletici egzoz gazı üretecek ve daha az yakıt tüketecek şekilde tasarlanması ve üretilmesi yeterli olmamaktadır. Bu özelliklerin kullanım sırasında aracın tüm ömrü boyunca ilk hâlde veya buna yakın bir düzeyde korunması gerekmektedir. Her tip taşıt ve kullanım şartları için teknik bakım aralıkları ve kapsamı üretici firmalar tarafından belirtilmektedir. Taşıtın egzoz emisyonu ve yakıt tüketimini etkileyen kullanım, bakım ve ayar koşullarının yerine getirilmemesi, birçok parçanın ve donanımın da kötüleşmesine neden olmaktadır. Şekil 2.11 de Alman Otomobil Kulübü (ADAC) tarafından 1995 yılında yayınlanan ve 1 ila 6 yaş arası bir milyonun üzerinde taşıtın arıza dağılımları grafik hâlinde gösterilmiştir. Şekil 2.11: ADAC tarafından 1995 yılında 1 6 yaş arasında adet taşıtta karşılaşılan arızaların dağılımı Taşıtların orijinal teknik özelliklerinde çeşitli nedenlerle sonradan meydana gelen değişmelerin, taşıt egzoz emisyonuna ve yakıt tüketimine etkileri konusunda farklı ülkeler ve kuruluşlarda araştırmalar yapılmıştır. Böyle bir araştırmada sürücülerinin arızasız ve kullanılabilir dediği taşıtların da arızaları ve ayar bozuklukları incelenmiştir. Örneğin karbüratörlü benzin motoru ile donatılmış olan taşıtlar için bu arızalar ve ayar bozuklukları şöyle sıralanmaktadır: Yakıt/besleme sistemi: % Ateşleme sistemi: % Motorun kendisi: % Şasi, karoseri ve yürüyüş aksamı: %15 29

34 Arızaların sistemler içindeki dağılımı ise şöyledir: Ateşleme sistemindeki arızalar: Ateşleme bujilerinin kısmen veya tamamen bozulması %63 Ateşleme avansının bozulması %16 Kesici (platin) uçlar, kapalı kalma açısının bozulması %13 Yakıt-besleme sistemindeki arızalar: Boşta çalışmada CO emisyonunun sınırı aşması (aşırı zengin karışım) %70 Yük rejimlerinde karışımın aşırı zenginleşmesi %23 Karışımın fakirleşmesi %7-9 Şehir içi seyir çevrimleri kullanılarak yapılan deneylerde de, üretici firmanın önerdiği ayar sınırlarının dışına çıkılmasının egzoz kirletici gazlarının ve yakıt tüketiminin artışına neden olduğu saptanmıştır. Şekil 2.12: Değişik hava yakıt karışımlarında emisyonların değişimi 2.6.Motorlu Araçların Farkı Çalışma Şartlarının Emisyona Etkileri Motorlu araçlarda aracın farklı çalışma koşullarına göre egzoz gaz emisyonlarında da farklılıklar görülmektedir. Şekil 2.6 da haya yakıt karışımının zengin ya da fakir olması durumlarına göre CO, HC ve NOx emisyonları değişimleri görülmektedir. Şekil 2.13 te rölanti ve motor ısınırken çalışma koşulunda hava yakıt oranı zengin karışım ile sağlanmaktadır. Bu koşulda emisyon değerleri karbon monoksit ve hidrokarbon çıkışı şeklinde olmaktadır. Şekil 2.13: Rölanti ve motor ısınırken çalışma koşulunda egzoz emisyonları 30

35 Yüksek hızlar da ise 13:1 ila 18:1 arası hava yakıt karışımları arasında çalışma koşullarında zengin karışım durumlarında (13:1) CO, HC ve NOx çıkarken, fakir karışım durumunda ise NOx çıkışında artış gözlenmektedir (Şekil 2.14). Şekil 2.14: Yüksek hızlarda oluşan egzoz emisyonları 2.7. Motorlu Araçlardaki Emisyonlarının Düşürmek İçin Kullanılan Donanımlar Araçlardaki emisyonları düşürmek için araçlarda kullanılan en yaygın bilinen donanımlar aşağıdaki gibidir: Kapalı çevrim yakıt sistemi Egzoz gazı çevrimi (EGR) İkinci hava püskürtme sistemi (AIR) Yakıt buharlaşması kontrol sistemi (EVAP) Karter havalandırma sistemi Yavaşlamada yakıt kesme sistemi(motor freni esnasında) 2.8.Dizel Motor Emisyon Kontrol Cihazları (Duman Ölçer) Resim 2.3: Dizel emisyon kontrol cihazı Emisyon ölçüm sistemi benzinli sistemdekinden farkı değildir. Dizel araçlarda ölçüm yapan cihazlarda duman ölçme ünitesi bulunmaktadır. 31

36 Dizel araçlarda duman yoğunluğu kontrolün prensibi gazları analiz etmek değildir. Bir yoğunluk ölçme aleti ile hızlanma sırasında gözle görülen kirletici maddelerin seviyesinin ölçümünü yapmaktır. Gerçekten de dizel araçlar CO bakımından benzinli araçlara göre havayı daha az kirletir, ancak yakıtın yanmasından ileri gelen gözle görülür kirletici maddeler yayar. Prensip olarak yoğunluk ölçme aleti optik bir yöntem ile dumanı ölçer. Duman ışıklı bir tüp içinden geçer. Bir ucundan yayılan ışık diğer uçta bulunan bir fotosel tarafından algılanır. Görülen ışık oranı ne kadar düşükse odadaki mevcut duman yoğunluğu o kadar yüksektir Görevi Dizel motorlu araçlardaki egzoz emisyon değerlerinin ve duman koyuluk derecesinin ölçümünü gerçekleştiren cihazlardır. Bu cihazlar hem sadece dizel araçlar için hem de benzinli araçlar ile beraber olanlar için kullanılmaktadır Ekipmanların ve Cihazın Kullanılması Resim 2.4: Emisyon ölçüm cihazı ekipmanları Cihaz araca bağlanmadan evvel motorun çalışma sıcaklığında olmasına dikkat edilir. Test cihazı açılarak cihazın sızdırmazlık testi yapılarak cihazının yağ sıcaklığı ölçme sensörü ve duman ölçme sondası araca bağlanır. Cihaz üzerinde araç ve müşteri bilgi girişleri tamamlandıktan sonra egzoz gazı içerindeki CO, HC, NOx ve PM miktarları ölçülerek elde edilen değerlerin cihazın yazıcısından çıktısı alınarak test işlemi tamamlanır. Cihazlar son derece kolay kullanımı hedef alarak ölçüm esnasında her türlü bağlantı ve bilgi erişimini sağlayabilmek için ergonomik olarak tasarlanmıştır (Resim 2.5). Resim 2.5: Test cihazı ekipmanları 32

37 2.8.3.Cihazın Periyodik Bakımı Resim 2.6: Cihaz filtreleri Cihaz her gün ilk kullanımdan evvel sızdırmazlık testine tabi tutulmalıdır. Cihazlar ekranları açıldığında bu yönlendirmeyi kullanıcıya yaptırmaktadır ayrıca filtrelerinin belirli kullanım aralıklarında kontrol edilerek kirlenmiş filtrelerin yenisi ile değiştirilmesi gerekmektedir Cihazla Ölçüm Yaparken Dikkat Edilecek Hususlar Resim 2.7: Yağ sıcaklık sensörünün motora takılışı Egzoz emisyon analiz ve duman ölçümü yaparken dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır: Araç motoru çalışma sıcaklığında olmalıdır. Egzoz sisteminde kaçak ya da sızıntı olmamalıdır. Ölçüm yapacağımız aracın motor ayarları normal standardında olmalıdır. Cihaz ilk açıldığında kaçak testi yapılmalıdır. Yağ sıcaklığı sensörü ve egzoz gazı emme sondası araca takılı duruma getirilmelidir. 33

38 2.8.5.Emisyon Değerlerinin Yorumlanması Resim 2.8: Test değerlerinin ekran görüntüsü Test sonucu elde edilen CO, NOx ve PM değerleri Ülkemizin mevcut emisyon standardı olan Tablo 1.2 ve 1.3 deki Euro 4 değerleri ile karşılaştırması yapılır. Bu değerlere göre CO miktarı hafif taşıtlarda 0.63, ağır taşıtlarda 0.95, NOx miktarı hafif taşıtlarda ağır taşıtlarda 0.390, PM miktarı ise hafif taşıtlarda 0.040, ağır taşıtlarda değerlerinde olması gerekmektedir. Değerlerin farklı çıkması durumunda ise araç emisyon önleyici sistemlerinde ya da yakıt hava karışım miktarlarında bozukluk olduğu düşünülebilir. Aracın ilgili sistemleri gözden geçirilerek sebep ortadan kaldırılmalıdır. Çünkü emisyon değerlerinin istenilen standartlarda olması hem yasal açıdan hem insan ve çevre sağlığı açısından önem taşımaktadır. 34

39 EMİSYON AZALTICI SİSTEMLER 3. MOTORLU ARAÇLARDA EMİSYONLARI AZALTICI SİSTEMLER Günümüzde atık gaz miktarını ya da atık gaz bileşenlerini azaltmak için tek tek araç teknolojilerini geliştirmek yeterli olmamaktadır. Tam aksine araç bütün olarak ele alınmalı ve bütün araç bileşenleri birbirleri ile uyum içerisinde çalışmalıdır. Buna rağmen atık gazın azaltılması üç önemli faktörle öne çıkmaktadır: Atık gazın azaltılması için yakıt tüketiminin düşürülmesi Atık gazların temizlenmesi Fonksiyonların kontrolü Bu kavramların arkasında hangi önlemlerin olduğu motorlu araçların teknolojisi alanı öğretim programları içerisinde yer yer anlatılmıştır. Bir otomobilde kirletici gazların çıkış noktalarındaki oranlar Şekil 1.1 de verilmiştir. Şekil 1.1: Kirletici gazların çıkış noktalarındaki oranları Uygulanan sistemler ise şu şekilde sıralanabilir: Katalitik konvertör ve lamda sensörü (sondası) Karter havalandırma Yakıt buharı geri kazanım sistemi EGR sistemi Egzoz manifoldu Bağlantı flaşı Ön egzoz borusu Katalitik konvertör Egzoz Orta Susturucu kuyruk egzoz borusu borusu Şekil 1.2: Katalitik konvertörlü egzoz sistemi Atık gazların temizlenmesi günümüzde ayarlı katalizörlerle yapılmaktadır. Şekil de

40 katalitik konvertörlü bir egzoz sistemi görülmektedir. Katalitik temizliğin ayarlanması, lamda sondası ve motor kontrol ünitesi ile gerçekleştirilmektedir (Şekil 1.3). Atık gazdaki oksijen miktarı lamda sondası tarafından motor kontrol ünitesine bildirilir ve motor kontrol ünitesi yakıt-hava karışımını uygun oranda ayarlar. Lamda Katalizör Lamda sondasının elektronik kontrol ünitesine bağlantı noktası Şekil 1.3: Benzinli motorlu araçlarda kullanılan katalitik konvertör ve lamda sondalarının araç üzerindeki yerleri Dizel motorunda ise atık gazları, bir oksidasyon katalizörünün yardımı ile temizlenir. Bu katalizör tipinde lamda sondası kullanılmaz çünkü dizel motorlar yakıt-hava karışımında oksijen takviyesi ile işletildiğinden atık gazda bulunan yüksek oksijen oranı nedeni ile lamda sondası çalışmaz. Şekil 1.4: Dizel motorlu araçlarda kullanılan oksidasyon katalizörü Dolayısı ile dizel motorlarda katalizör işletiminde ayarlama yapılmamaktadır. Oksidasyon katalizörü atık gaz bileşenlerini sadece oksidasyon ile dönüştürebilmektedir. Atık gazlardaki azot oksitler sadece yanma odaları ve püskürtme tertibatlarının konstrüksiyonları ile düşürülebilir. 36

41 3.1.Katalitik Konvertörler Motorda yanan hava yakıt karışımı, karbondioksite (CO2), suya (H2O), karbonmonokside (CO), azot okside (NOX), ve hidrokarbona (HC) dönüşür. Bunlar içerisinde CO, NOX, HC doğa ve insan sağlığı için zararlı gazlardır. İşte bu zararlı gazları zararsız hâle dönüştürmek için katalitik konvertör (katalizör-katalist) kullanılır. 3.2.Tanımı ve Önemi Katalistler, kendisi değişime uğramaksızın bir kimyasal reaksiyonun hız ve oranını değiştiren elemandır. Termodinamik olarak mümkün olan herhangi bir reaksiyonun hızı, düşük oranda bileşenlerin sıcaklığına bağlıdır. Yüksek sıcaklıklar genelde hızlı reaksiyon oluşturmaktadır. Katalistler motor egzozunda oldukça yavaş ilerleyen reaksiyonları hızlandırarak emisyonların kontrol edilebilmesini sağlar. Katalitik sistemlerin otomobillerde ilk kullanımı 1975 yılında olmuştur. Daha önceki yıllarda otomobillerin karbüratör sistemlerinde hava-yakıt oranının düzenlenmesiyle zararlı emisyonları azaltma çalışmaları yönünde geliştirmeler yanında egzoz gazının resirkülasyonu denemeleri yapılmıştır. Bu tür geliştirmelerin yeterli olmadığı görüldükten sonra ilk olarak CO ve HC ların kontrol edildiği pellet tipi katalitik konvertörler kullanılmaya başlanmıştır li yıllara kadar kullanılan bu konvertörlerde pellet şeklinde hazırlanan ve aktif madde olarak platin ile palladyumun kullanıldığı alimüna veya seramik taşıyıcılı katalizörler kullanılmıştır. Bu konvertörler, egzoz susturucusu geometrisinde bölmeli bir yataktan oluşmaktadır. Egzoz gazlar, bu bölmeler arasına doldurulan katalizörler üzerinden sirküle ederek atmosfere atılmaktadır. Daha sonraları bu tip katalitik konvertörlerin değişik geometrilerde ve dolgu tiplerinde modelleri denenmiş ve kullanılmıştır. Katalizör Şekil 1.5: Katalizörün araç üzerindeki yeri Bugünkü motorlarda atık gaz temizlenmesi sadece ayarlı katalizörler ile yapılmaktadır. Katalitik temizliğin ayarlanması, lamda sondası ve motor kontrol ünitesi ile gerçekleştirilmektedir. 3.3.Görevleri Katalitik konvertörün kullanılmasının sebebi otomobilden çıkan zararlı gazları minimize etmek suretiyle insanı ve çevreyi korumaktır. 37

42 3.4.Yapısı ve Kısımları Bir katalizör sistemi üç tabakadan oluşmuştur. En altta katalizörün şeklini veren taşıyıcı matris, bunun üzerinde gözenekli ligi sağlayan ve özgül dış yüzeyi çok büyük olan (25 m²/g) ara tabakası ve en üstte mikron mertebesinde çok ince soy metal tabakası (platin, paladyum, rhodium vb.) bulunur. HC, CO ve NOx molekülleri taşıyıcı matrisin kanallarından geçerken ara tabaka gözeneklerinde tutulmakta ve soy metal tabakası yüzeyinde bilinen oksidasyon ve redüksiyonları ile dönüştürülerek arıtılmaktadır. Matris Ara tabaka Soy metal tabakası Şekil 1.6: Katalizörün iç yapısı Benzindeki kurşun, mekanik yoldan gözenekleri kapatarak kimyasal olarak soy metalle birleşerek katalizörün etkinliğini, konversiyon (dönüşüm) verimini azaltmaktadır. Bu nedenle katalizörlerde kurşunsuz benzin tercih edilmekte ve diğer yandan kurşuna dayanıklı katalizörler geliştirilmektedir. Egzoz akışı içine yerleştirilen katalistlerden bir tanesi oksidasyon katalistidir. Bu katalistle CO ve HC oksijenle reaksiyona sokularak CO ve H2O oluşturulmaktadır. Bu şekilde NOx emisyonu, EGR sistemi ile kontrol edilmekte ancak bu durum verim kaybına yol açmaktadır. Oksidasyon katalistlerinde rhodium (Rh), platin (Pt), paladyum (Pd) ve bunların karışımı olan bazı elementler kullanılır. Bazı sistemlerde kullanılan bir hava pompası ile zengin (yanmamış artıklar) egzoz içerisindeki bileşenlerin yanmasını tamamlamak için O2 sağlamaktadır (sekonder hava). Platin/rhodium katalistlerin zengin veya stokiyometrik karışımlarda çalışması durumunda, NOx i azaltıcı özelliğinden yararlanarak çiftli konverter sistemleri geliştirmiştir. Bu tip çift katalizörlü sistemlerde azot oksit katalizörü ve normal oksidasyon katalizörü bulunmaktadır. Katalitik konvertör kullanan bir otomobilin ilk çalışma anından itibaren gerçekleşen olaylar şöyle sıralanabilir: Katalizör, motorun ilk çalışmasından itibaren egzoz sıcaklığının yaklaşık 300 ºC civarında olduktan sonra etkin duruma geçer. Bu sıcaklıkta oldukça egzoterm olan oksidasyon reaksiyonlarının başlanması ve katalizörün ısı iletim kat sayısının oldukça düşük olması, adyabatik şartlarda çalışması nedeniyle sistem sıcaklığı kısa sürede ºC civarlarına erişir. Bu sıcaklıklara erişme süresi literatürde light-off olarak geçmektedir. Bu noktadan sonra CO, HC ve NOx gazlarının hemen hemen tamamı dönüşüme uğrayarak atılır. 38

43 Gövde Seramik taşıyıcı cı Katalizör tabakası Su tabakası Metal taşıyı Alüminyum oksit kaplama Şekil 1.7: Katalitik konvertörün çalışması Katalizör platin Lamda Sensörü Lamda sensörü, fakir veya zengin karışımlılarla ilgili olarak iki seviyeli gerilimli bir sinyal yardımıyla hava-yakıt karışımının yanma kontrolü hakkında bilgi verir. Üç yollu katalitik konvertörün düzgün çalışabilmesi için uygun bir karışım elde etmek ve emisyonları mümkün olduğunca azaltmak amacıyla püskürtülen yakıtla emilen hava arasındaki oran stokiyometri ile belirlenen orana eşit olmalıdır. Lamda katsayısı 1 olduğunda en uygun karışım elde edilir. Karışım fakir durumunda iken lamda >1 (ör. 1,100) ve karışım zengin durumunda iken lamda <1 olur (ör. 0,850). Egzoz gazlarıyla tepkimeye giren lamda sensörü, egzozdaki oksijenin yoğunluğuna bağlı olarak değişen bir elektrik sinyali gönderir. Karışım fakirse (λ >1) sensör düşük bir gerilim yollar, (U<200 mv) ve kontrol ünitesi yavaş yavaş yakıt miktarını arttırır. Karışım zenginse (λ <1) sensör yüksek bir gerilim yollar, (U>800 mv) ve kontrol ünitesi yavaş yavaş yakıt miktarını azaltır. Lamda sensörünün ECU tarafından kapalı çevrim ile denetlenmesi, lamda değerinin 1 e çok yakın bir değerde tutulmasını sağlar. Bazı sistemlerde aynı tipte iki lamda sondası vardır fakat birbirleriyle değiştirilemez. Birisi katalizörün girişinde diğeri ise katalizörün çıkışında bulunmaktadır. Katalizörün girişindeki halka kapalı çevirimi olarak adlandırılan (katalizör girişi sonda kapalı çevirimi) karışım kontrolünü belirlemektedir. Katalizör çıkışındaki ise katalizörün test edilmesinde kullanılmakta ve halka karışım kontrol parametrelerinin daha hassas bir şekilde ayarlanmasını kontrol etmektedir. Bu görünüşe göre ikinci halka karışım kontrolünün adaptasyonunun amacı hem üretimdeki kayıpları hem de sonda lamdalarından alınan yaşlanma ve kirlenme ile ilgili bilgi sapmalarını telafi etmektir. Bu kontrol halka kapalı çevirimi olarak adlandırılır (katalizör çıkışı sonda kapalı çevirimi). 39

44 Oksijen Sensörü Oksijen sensörü dizel motorlarda, katalitik konvertörden önce egzoz manifold boğazına yakın bir yere monte edilmiştir. Sensör egzoz gazındaki artık karışım oranını ölçer. Bu oran motora yanma için gönderilen yakıt-hava karışım oranına ait ölçü olarak oksijen payının oluşmasını mümkün kılar. Sensörün bu oksijen miktarına bağlı olarak gönderdiği sinyale göre ECU karışımın zengin veya fakir olduğuna karar verir. Böylece enjektörlerin açık kalma sürelerini ayarlar. 3.5.Çeşitleri Petekli Tip Katalitik Konvertör Şekil 1.8: Petekli tip katalitik konvertörün kesit görünüşü ve dönüşüm reaksiyonu Katalitik, birbirini izleyen kimyasal reaksiyon yoluyla oluşan gaz tabakasının bütün aktif yüzeylere doğru sürekli bir şekilde emilmesine gereksinim duyar. Katalitiğin etkili bir şekilde çalışması için aktif hâldeki soy metaller, egzoz geçiş yoluna tekabül eden çok geniş bir yüzeye yayılır. Akış yolunun yüzey alanını maksimum yapmak için akış yoluna metalik veya seramik çok kanallı geçiş yolları konulmuştur. Bu geçiş yolu veya kanal duvarları çok ince alüminyum trioksit ile kaplanmıştır ve bu alan gözeneklidir. Düzensiz yüzeye bu madde sürüldüğünde aktif yüzey alanını oldukça artırır. Ayrıca metal partiküllerinin ve ince buhar birikintilerinin soy metalle temasını engeller. Katalitiğin etkili bir şekilde çalışması için aktif hâldeki soy metaller, egzoz geçiş yoluna tekabül eden çok geniş bir yüzeye yayılır. Üç Yönlü Katalitik Konvertör Monolitik katalizörler diye de adlandırılan bu konvertörlere üç fonksiyonlu denmesinin nedeni aşağıda temel reaksiyonları verilen üç emisyon kaynağını katalitik olarak oksitleme ve indirgeme reaksiyonlarıyla gidermesidir. CO + ½ O CO2 HC + x O CO2 + H2O NOx + CO veya H N2 + CO2 veya H2O Günümüzde yaygın bir kullanım alanı bulan bu katalitik konvertörlerin diğer sistemlere göre 40

45 bazı üstünlükleri ve tercih nedenleri aşağıda sıralanmıştır: Katalizörde basınç düşüşünün oldukça az olduğundan motor performansını etkilememesi Ucuz olması Uzun ömürlü olması ( km) Teknik olarak katalitik konvertörün ömrü sonsuzdur ancak kullanım şartları bunu sınırlandırmaktadır. Montajının kolay olması Kirletici gazları %90-99 verimlilikle gidermesi Termal ve mekanik şoklara karşı dayanıklı olması Geniş dış yüzeye sahip olması Uniform akış sağlaması Radyal yönde düşük ısı akışına sahip olması (adyabatik) Üç yönlü katalitik konvertörün amacı hidrokarbon (HC), karbonmonoksit (CO) ve azot oksit (NOx) gibi istenmeyen kirli gazları kimyasal reaksiyonlar ile değiştirerek egzoz borusundan karbondioksit (CO2), azot (N2) ve su buharı (H2O) olarak dışarı atmaktadır. Bu olay, karbonmonoksit ve hidrokarbonların oksidasyonu ile gerçekleşir yani karbonmonoksit (CO) ve hidrokarbon (HC) molekülleri, karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) oluşturmak için tekrar düzenlenir. Hâlbuki nitrojen oksitler (NOx), karbonmonoksit (CO) ve nitrojene (N2) dönüştürülerek azaltılır. Yanmadan sonra egzoz sistemindeki kimyasal reaksiyonlar çok uzun zaman alır ve tamamlanmamış bir şekilde egzoz borusuna geçer. Bununla beraber kimyasal reaksiyon oranı, katalitik varsa hızlandırılabilir. Bu şekilde kimyasal reaksiyonun oranını yükseltmek için seçilen katalitik malzemesi egzoz gazları için en uygun olan soy metallerdir. Genel olarak ihtiyaçlara cevap veren soy metaller ise platin (Pt) ve radyumdur (Rh). Karbonmonoksidin (CO) ve hidrokarbonun (HC) oksidasyonu süresince platinin, stokiyometrik ve az zengin koşullar altında önemli bir aktivitesi vardır. Diğer taraftan radyum nitrojen oksitlerinin azaltılması süresince çok etkindir. Benzer havayakıt karışım oranlarındaki nitrojen oksitlerden (NOx )oksijen (O2) atomları tamamen ayrışabilir. Benzin-hava karışım oranının mukavemeti altında bu üç kirletici gazın birlikte aynı anda uzaklaştırılması sistemine üç yönlü katalitik denir. Şekil 1.9: Monolit tip katalitik konvertör 41

46 Üç yönlü katalitik konvertör susturucu önünde ve egzoz manifolduna oldukça yakın bir yerde olmalıdır. Üç yönlü katalitik konvertör normalde paslanmaz çelikten yapılmış silindirik veya oval bir dış yapıya sahiptir. Ön ve arka uçları konik veya yarı konik şekildedir. Bu yapı kirli ve temizlenmiş egzoz gazlarını taşıyan kısa boruları birleştirecek bir şekildedir. Silindirik veya oval şekildeki dış yüzeyin içinde yüzeyleri aktif materyal ile kimyasal tepkimeye girerek temizlenmiş bir katalitik yatak vardır. Bu yapının içinde de çok sayıda ve aralarında çok küçük geçiş boşlukları bulunan yapılar bulunmaktadır. Bu yapılar kolonlu (monolit, monolith) veya matris nüve şeklindedir. Katalitik yatak üç değişik yapıda olabilmektedir: Seramik Bilyeli Tip Katalitik Konvertör Bu tip katalitik konvertörler her biri birbiri üzerinde duran küresel bilye tabakalarından oluşur. Bilyeler, yüksek sıcaklıklara dayanaklı magnezyum alüminyum silikat seramiklerden yapılır. Egzoz gazlarına maruz kalan geniş yüzeyler ve geçiş yolları, aktif hâldeki katalitik madde ile kaplanmış bilyelerin küresel temas yüzeyleriyle çevrelenmiştir. Bilye yüzeyindeki katalitikler aşırı ısınma neticesinde kullanılmaz hâle gelir ve bu yüzden yaklaşık olarak 3 mm çapındaki bu gözenekli alüminyum bilyelere m derine kadar aktif metal (soy metal) olarak platin (Pt) ve radyum (Rd) emdirilir. Bu seramik bilyeler, 1000 o C nin üzerindeki sıcaklıklara kadar maruz bırakıldıklarında bile iyi bir darbe ve absorbsiyon direncine sahip olur. Bilyeler konvertör muhafazasının iç tarafında bir kapta bulunur. Bu kabın bir yüzü reaksiyona girmemiş egzoz gazına maruz kalırken diğer yüzü temizlenmiş egzoz gazına maruz kalır. Bu şekilde yerleştirilen bilyeler yol şartlarında meydana gelen şok darbelerinden zarar gören dış kaplamaya karşın daha az zarar görmektedir. Bu paketler çok yüksek sıcaklıklarda bile kararlılığını koruyan magnezyum alüminyum silikat seramik malzemesinden yapılır. Delikli iç kap Çelik muhafaza Geçiş pasajları Esnek taşıyıcı Aktif katalitik materyal Şekil 1.10: Seramik bilyeli tip katalitik konvertör 42

47 Seramik Petek Tip Katalitik Konvertör Delikli iç Çelik Seramik Çelik Şekil 1.11: Seramik petek tip (monolith) katalitik konvertörün iç yapısı Konvertör matrisi, egzoz gazlarının içinden geçtiği birbirine paralel binlerce petek kanaldan oluşan bir yapıdadır. Bu kanallar metre derinliğe kadar alüminyum kaplamayla kaplanmıştır. Bu kaplama katalitik kanalların yüzey alan etkinliğini 700 kat kadar artırır. Daha sonra bu kaplamaya platin (Pt) ve radyum (Rd) emdirilir. Peteklerin kanallarının 1 mm 2 sinde hemen hemen 0,15-0,30 mm kalınlığına kadar gözenekli yüzeyler vardır. Burada her 1cm 2 de arası kanal bulunmaktadır. 1g kaplama maddesi m 2 lik bir alanı kapatabilir ve bu miktar tek kıvrımlı petek maddesini %5-%15 i kadardır. Seramik petek yapıları kırılgandır ve bu yüzden gövdenin iç kısmına tel ağ asılmıştır. Bu sayede ısının petek üzerindeki genleşme ve büzülmesi engellenir. Metalik Petek Tip Katalitik Konvertör Aktif katalitik Petek yüzeyi kalınlığı 0,04 mm ve 0,05 mm arasında değişen oluklu ya da üst üste binmiş ince çelik folyolardan oluşur. Bu folyo rulo ya da S şeklinde olabilir. Genellikle iki ayrı petek yüzeyi vardır ve aralarında ise küçük bir boşluk bırakılmıştır. Bu boşluk ikinci yüzeyde taze bir laminer akış oluşumu ve egzoz gazlarının içerden kolayca akışını sağlar. Böylece kirleticiler konvertör yardımıyla kolayca zararsız hâle getirilir. Spiral ya da S şeklindeki metalik yüzey termal genleşmenin sebep olduğu tansiyon dağıtımını daha iyi sağlar ve böylece konvertörün metalik dengesini ve ömrü artırılmış olur. Düz ve kanallı folyo arasında yüksek sıcaklığa maruz kalan temas bölgesinde katı bir lehimleme de gereklidir. Çelik S şeklind e ki rulo folyo Paralel çerçev Koni ucu Flanş folyola Oluklu folyo Akti f Düz Birinci ve ikinci Hava boşluğ Şekil 1.12: Metalik petekli (monolith) katalitik konvertörün iç yapısı 43

48 Katalitik Konvertörün Çalışma Özellikleri Bir içten yanmalı motorundan çıkan egzoz gazlarının sıcaklığı rölantide ºC ye tam yükte ise 900 ºC ye kadar ulaşabilmektedir. Ortalama çalışma sıcaklığı ºC dir. Yüksek bir çevrim performansına sahip olabilmesi için katalitik konvertörlerin ºC ısı bandında çalışması gerekmektedir. Çıkan egzoz gazlarının sıcaklığı ºC ye kadar çıkarsa soy metaller sinterleşmeye yol açar. Bu da önemli bir ölçüde termal yaşlanmayı hızlandırır. İdeal motor sıcaklığında çalışan bir konvertör kabaca km ye ( mile) kadar yüksek çevrim performansıyla çalışır. Motorda geri ateşleme veya tekleme olursa ki bunun sebebi kısmi hız ve yük durumunda çok fakir bir karışımın yanmasıdır ve bu olay egzoz gazlarının sıcaklığını C ye kadar çıkarırsa katalitik malzemeler erimeye yüz tutar ve konvertörün içindeki bal peteği şeklindeki pasajların katalitik aktivitelerini tamamen bozulmasına yol açar. Katalitiğin sönme sıcaklığı (light off) olarak bilinen %50 verimle çalıştığı sıcaklık bazen üreticiler tarafından bir şartname olarak bile kullanılmaktadır. Kararlı bir şekilde 300 ºC nin üzerindeki koşullarda çalışan yeni bir konvertörün verimi, karbonmonoksit (CO) değeri için %98-%99 arasında, hidrokarbon (HC) için ise %95 in üzerindedir. Fakat C nin altındaki sıcaklıklar için katalitik pratik olarak verimsizdir. Aşırı sıcak egzoz gazlarının aktif materyalleri bozması sonucu katalitikler verimlerini kaybeder. Bu bozulma konvertörün aktif alanlarının dolmasına, zehirlenmesine ve soy metallerin yüksek sıcaklıkta uzun süre kalması sonucu soy metallerin sinterlenmesine neden olur. Bu durum verimli aktif alanların azalmasına ve konvertörün gazlar pasajlardan geçerken tüm gazları dönüştürecek yeterli zamanı bulamamasına neden olur. Benzin katılan fosfor ve kurşunun aktif alanlarla uzun süren teması, bu alanların dolmasına sebep olur ve egzoz gazların bu alanlar ile kimyasal etkileşimini engeller. Bu duruma katalitik aktif maddenin zehirlenmesi denir. Küçük miktarlardaki kirli kurşunsuz benzin de katalitik konvertörü uzun periyotlarda zehirleyebilir. Katalitiğin hızlı ısınma ve sönme (light-off) sıcaklığına ulaşması için düşük bir termal atalete sahip olması gerekir. Bu durumda aktif maddeler verimli hâle daha çabuk gelir. Bu süre normalde bir dakika olmalıdır fakat istenen değer 30 saniyeye kadar düşmektir. Bu durum genelde konvertörü manifoldun yakın bir yerine yerleştirmekle olur. Böylelikle sönme sıcaklığına ulaşmak için geçen süre azalır. Konvertör manifolda çok yakın olursa egzoz gazlarının ısısının güvenli çalışma sıcaklığının üstüne çıkmasına ve ağır metallerin birikimine neden olur ve konvertörün ömrü kısalır. Konvertörün çevrim veriminin yüksek değerlere ulaşabilmesi için motor stokiyometrik havayakıt oranında çalışmalıdır. Motor yüklerinin artması sonucu nitrojenoksit miktarı da artar. Bu durum genelde hava/yakıt karışımı fakir olduğu durumlarda oluşur. Bu emisyonların en aza indirilmesi için karışımın hep zengin olmasını önemi büyüktür. 44

49 3.6.Kontrolleri Şekil 1.13: Katalitik konvertör arıza uyarı ışığı Katalitik konvertörün kontrollerini diagnostik cihazla, egzoz emisyon ölçüm cihazıyla fiziki kontrolle ve yol testi ile yapmak mümkündür. Ayrıca günümüzde motorlu araçların çoğunda arızalı konvertörün uyarı ışığı veya motor arıza lambası gösterge panelinde devamlı olarak yanarak sinyal verir. 3.7.Arızaları ve Belirtileri Sık rastlanan katalitik konvertör arızalarından biri kurşun zehirlenmesidir. Katalitik dönüştürücü kurşunlu benzinden zehirlenir yani katalitik konvertörlü bir araca kurşunlu benzin konduğu zaman konvertörün yüzeyi kurşun kaplanır ve zararlı gazların daha az zararsız gazlara dönüşmesi için yürümesi gereken tepkimeler yürümez, konvertör de görevini yapamaz. Şekil 1.14: Yüksek sıcaklıktan dolayı seramik monolit erimiş katalitik konvertör Bir diğer arıza, konvertörün içindeki monolitinin erimesidir. Bu erimenin sebebi, katalitik konvertör içine yanmamış yakıt kaçması sonucunda yakıtın konvertör içinde egzoz gazının sıcaklığı ile tutuşması ve bu yanma sonucunda açığa çıkan yüksek sıcaklıktır. Bu egzoz sisteminin ya da katalitik konvertörün hatası değildir. Birçok sebebi olabilmesine karşın sebeplerin tümü motor kaynaklıdır. Ancak bu hatanın ya da arızanın etkisi katalitik konvertörde görülmesinden dolayı birçok tüketici bu hatanın konvertör kaynaklı olduğunu zannetmektedir. Lamda sondasının da arızalı olması böyle bir erimeye sebebiyet verebilir. Sensörün arızasından dolayı motor sürekli olarak zengin karışımla çalışıyorsa egzoz gazında olması

50 gerekenden daha fazla CO olur. CO gazının katalitik dönüştürücüde C02 gazına dönüştürülmesi esnasında ısı açığa çıkar. Normalden daha fazla CO demek, normalden daha fazla ısı demektir ki bu da monolitin erimesidir. 3.8.Değiştirilmesi İçeriden yıpranmış ya da kırılmış bir katalitik konvertörünün değiştirilmesi iki şekilde gerçekleşir: Kaynak yapılacak bir evrensel katalitik konvertör monte edilerek Konvertörü tamamen değiştirerek İlk çözüm konvertörün doğrusal olması yani katalitik gövde öncesinde ve sonrasında yeni parçayı kesmek ve kaynak yapmak için yeterince uzun düz bir kısım varsa uygulanabilir (a). Şekil 1.15: Farklı tipteki katalitik konvertörler Bu koşul, EURO 2 yönetmeliklerine uygunluğun olduğu yalnızca 2000 yılından önce üretilen modellerde karşılanabilir. Yeni modeller üzerinde daha sert yönetmeliklere (EURO 3-4-5) uyma ihtiyacı birden fazla konvertör için daha kompleks konfigürasyonlara yol açmıştır: Konvertörler kompleks şekillere sahiptir ve egzoz manifolduna genellikle kaynak yapılabilir (b). Bu durumda kaynak yapılabilir bir konvertörün montajı zor ve çoğu zaman da mümkün olmaz. O zaman tek çözüm tüm konvertörün orijinal model ile değiştirilmesidir ki bu da yüksek fiyatlar ya da mevcut bulunamayan rakip bir modelin tercih edilmesi ile sonuçlanır. Buna ek olarak dökme demirli ya da kaynak yapılış manifoldlar ile yeni nesil konvertörlerin üretimi, alandaki en çok donanımlı endüstri için bile zor ve maliyetlidir. 4.KARTER HAVALANDIRMA SİSTEMİ 4.1.Görevleri İçten yanmalı motorlarda, yanma odası ve krank karteri arasındaki basınç farkları nedeniyle piston segmanları ve silindir çalışma yüzeyleri arasında kayıp kompresyon gazları olarak adlandırılan gazlar, yanmış veya yanmamış olarak kartere iner. Yağ içeren bu gazlar motor yağının özelliğini bozar ve çevreye zarar verir. Karter havalandırma sistemi bu gazları tekrar emme bölgesine geri gönderir.

51 Karter havalandırma sistemi, gazlarda bulunan yağ buharlarını havadan ayırır. Krank karterindeki bir kanal üzerinden bu yağ buharları yağ karterine geri gönderilir. Şekil 2.1: Karter havalandırma sistemi 4.2. Yapısal Özellikleri Bütün benzinli motorlarda karter havalandırma sistemi kullanılır. Sistem yağ separatörü, diyafram valfi, plastik hortum ve havalandırma için hava filtresine bağlı çek valfli bir hortumdan oluşur ( Şekil 2.2). Hava filtresinden gelen temiz hava girişi Diyafram valfi Yağ separatörü Plastik hortum Şekil 2.2: Karter havalandırma sistemi yapısı

52 4.3.Çalışması Diyafram valfi, karterin sabit basınç seviyesinde kalmasını ve havalandırmasını sağlar. Bir diyaframla iki odadan oluşur. Odanın biri açık havaya diğeri ise emme manifolduna bağlıdır. Emme manifoldunun basıncı düşünce diyafram yay kuvvetine karşı gaz girişine doğru itilir. Bu durumda katerden daha az gaz emilir. Emme manifoldunun basıncı örneğin tam yükte artınca yay, diyaframı geri iterek giriş daha çok açılır ve katerden daha çok gaz emilimi sağlanır Çeşitleri Karter havalandırma düzeni iki şekilde çalışmaktadır. Giriş Borulu Karter Havalandırma Sistemi Otomobil hareket hâlinde iken karterin altından geçen hava akımı, ağzı eğik kesilmiş çıkış borunun ağzında kısmi bir vakum oluşturur. Bu vakum nedeni ile karterde basınç düşüklüğü olur ve giriş borusundan temiz hava kartere dolar. Böylece otomobili hareket ettiği müddetçe giriş borusundan giren hava, çıkış borusundan çıkarken karterdeki zararlı buharları dışarı atar. Giriş borusu ucuna konulan hava süzgecinin görevi, havanın içinde bulunan toz ve kirlerin kartere girmesini önlemektir. Bu süzgeçlerin bazıları yağ banyolu olarak yapılmaktadır. Giriş borulu sistemin en büyük sakıncası, taşıt durduğu zaman veya yavaş hareket ettiği hâllerde yeterli hava akımı olamayacağı için havalandırma tam olamaz ve zararlı maddelerin tümü atılamadığı için yağın özelliği çabuk bozulur. Günümüz motorlarında egzoz emisyon normları sebebiyle bu sistemin yerine kapalı sistem havalandırma sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Kapalı Tip Havalandırma Sistemi (PVC) Kapalı karter havalandırma sisteminin diğer bir adı da pozitif karter havalandırma sistemidir. Kısaca PCV (Positive Crankcase Ventilation) karter havalandırma sistemi olarak da söylenir. Şekil 2.3: PCV valfinin konumları

53 Kapalı karter havalandırma sisteminin özelliği, karterdeki kaçak gazları, manifold vakumu ile emilerek motorda bir kez daha yanma işlemine sokmaktır. Böylece hem yanmamış yakıt kullanılarak yakıt tasarrufu sağlanır hem de çevre kirlenmesi önlenmiş olur. Karterdeki kaçak gazlar, genellikle supap kapağı üzerinden bir hortum ile ya hava filtresinin bulunduğu kısma ya emme manifolduna yada her iki yere de bağlanarak motora alınır. Kaçak gazların, doğrudan emme manifolduna giriş yapan motorlarda manifold vakumunun aşırı etkilenmesini önlemek için sisteme bir tane PCV supabı ilave edilmiştir. Bu supap manifod vakumuna bağlı olarak çalışır. Motor rölantide çalışırken, manifold vakumu yüksektir. PCV supabı yüksek vakumun etkisiyle supap yayının itme kuvvetini yenerek yuvasına oturur. Karterdeki kaçak gazların manifolda girişi PCV supabının ortasındaki küçük çaplı delikten olur. Böylece hem manifold vakumu etkilenmez hem de karterdeki kaçak gazlar temizlenmiş olur. 4.5.Kontrolleri PCV valfi emme manifoldu içine gönderilen kaçak gaz miktarını motor yükünün durumuna göre doğru orantılı olarak kontrol eder. Bu durum, kaçak gaz miktarının emme manifoldundaki vakum gücü ile ters orantılı olarak kontrol edilmelidir. PCV sisteminin doğru şekilde çalışmaması durumunda hava-yakıt karışımı doğru olarak ayarlanmaz. Bu durum motorun verimsiz çalışmasına neden olur. Ayrıca karter iç basıncının yükselmesi nedeniyle yanan motor yağı miktarı artar. Bu nedenle PCV valfinin, havalandırma hortumları ve bağlantılarının periyodik olarak kontrol edilmesi gerekir. 4.6.Arızaları ve belirtileri Karter havalandırma sisteminin arızalanması veya sistemin tıkanması karterde yağ basıncının yükselmesine sebep olur. Bunun neticesinde karterden yağ kaçakları olur. 5.EGZOZ GAZLARI RESİRKÜLASYON (EGR) SİSTEMİ 5.1.EGR Sisteminin Kullanılma Nedenleri Şekil 3.1: Egzoz yoluyla atılan gazlar

54 Zehirsiz egzoz gazı bileşenleri N2 Azot O2 Oksijen H2O Su CO2 Karbon dioksit Zehirli egzoz gazı bileşenleri CO Karbon monoksit NOx Azot oksit SO2 Kükürt dioksit HC Hidro karbon PM Kurum parçaları Azot yanmayan, renksiz ve kokusuz bir gazdır. Soluduğumuz havanın temel bileşenleri olup (%78 azot, %21 oksijen, %1 diğer gazlar) emme havası ile silindire girer ve yanmaya katılmaz. Emilen azotun büyük bir kısmı atık gazlarla birlikte dışarı atılır ancak yüksek sıcaklık ve basınçta, oksijen(o2) ile birleşerek azot oksitleri (NOX) meydana getirir. Azot oksitler yüksek basınç, yüksek sıcaklık ve yanma sırasında fazla oksijen gelmesi ile oluşur. Bazı azot oksitler sağlığa zararlıdır. Yakıt tüketiminin düşürülmesine yönelik önlemler atık gazdaki azot oksit konsantrasyonlarının artmasına sebep olmuştur. Egzoz gazı geri çevrimi (EGR), egzoz gazının bir kısmını tekrar silindirlere vererek yanma sonucunda oluşan ısıyı düşürmeyi, bu şekilde çevre açısından zararlı azot oksit gazlarını (NOx) kontrol altında tutmayı hedefleyen sistemdir. Günümüz benzinli ve dizel motorlarında yaygın şekilde kullanılmaktadır. Azot oksitlerin oluşmasını önlemek için egzoz gazları bir boru ile egzoz manifoldundan geçirilerek emme kanalına yönlendirilir. Bu taze hava ve egzoz gazı karışımı, kapalı çevrim yakıt sistemine göre modül tarafından bir miktar yakıt ile karıştırılır. Bu durumda ise (egzoz gazındaki su buharı dâhil) yanma sıcaklığını düşürür ve üç yollu katalitik konvertörde dönüşüme uğrayacak egzoz emisyonlarındaki azot oksit miktarında %30 azalma sağlamış olur EGR Sisteminin Görevleri EGR sistemi motora giren taze havanın düşük miktarda yanmış egzoz gazı ile karışmasını sağlayarak motorun yanma odasında yanma sıcaklığını ve fazla oksijen miktarını azaltır. EGR, nitrojen oksitlerin meydana geldiği yüksek yanma ısılarını düşürerek NOx emisyonunun azaltılması görevini üstlenmiştir. Modern motorlarda EGR hem motorun emme gücünü azaltmak için hem de atık gazın belirli sürüş durumlarında yanmaya olan pozitif etkisini kullanmak için tasarlanmıştır. 5.3.EGR Sistemini Oluşturan Parçalar EGR sistemi farklı firmaların yaklaşımına göre bazı farklılıklar gösterse de genellikle iki valf ve bir EGR soğutucudan oluşur. EGR Selenoid Valfi

55 EGR selenoid valfine ECU tarafından elektronik olarak kumanda edilmektedir ve EGR valfine uygun bir vakum iletmektedir. Vakum sayesinde EGR valfi açılır ve atık gaz emme manifolduna iletilir. Bu işlem egzoz gazının bir miktarının özel bir supap yardımıyla motora emilen havanın içerisine verilmesi suretiyle yapılmaktadır. Supap, emme manifolduna yapılan bağlantıyla kontrol edilmekte olup egzoz gazı dolaşımı emme manifoldundaki vakumla orantılıdır. Düzgün bir rölanti ve maksimum güç için EGR rölantide ve tam yük durumunda devre dışı bırakılmakta, motor soğukken de kapalı tutularak ısınmayı etkilemesi önlenmektedir. Daha sonra üretilen sistemlerde uygulanan elektronik kontrol ile NOx emisyonları daha iyi kontrol edilerek hassas bir çalışma sağlanmaktadır. Sistemde yakıt ekonomisini etkilemeden egzoz gazının %15 i dolaştırılabilmektedir (Daha fazlası verildiğinde oksijen azlığı nedeniyle yanma bozulmaktadır.). EGR Valfi EGR valfi, elektropnömatik bir valftir. Motor bölmesinde bulunur ve egzoz gazı devridaim işlemine kumanda etmek için kullanılır. EGR valfi ayrıca ayrıntılı olarak ileride incelenecektir. Araç üzerindeki yeri Resim 3.1 de görülmektedir. Resim 3.1: EGR valfinin motor üzerindeki yeri EGR Soğutucusu Egzoz gazı geri dönüşümü (EGR) için bir soğutucu vardır. Emme manifoldu klape gövdesi ile egzoz manifoldu arasında yer alır. Geri dönen egzoz gazı manifolda girmeden önce soğutularak içerisine karıştığı havayı ısıtması ve volümetrik verimi düşürmesi önlenir. EGR soğutucusu soğutma suyu devresine bağlıdır. Soğutma yüzeyini büyütmek için metal gövde petek biçimindeki kanallarla donatılmıştır. Geri dönen egzoz gazı kanalların içinden geçer ve bu esnada ısısını soğutma suyuna aktarır. Egzoz gazının soğutulması sayesinde yanma sıcaklığı daha da düşer ve nitrojen oksitlerde de ilave bir düşüş sağlanır.

56 Soğutma suyu Soğutma suyu devre bağlantısı Emme manifolduna giden egzoz gazı Soğutucu dilimler Egzoz manifoldundan gelen egzoz gazı Şekil 3.2: EGR soğutucusunun kesiti EGR Sisteminin Kullandığı Elemanlar Su sıcaklık sensörü: Bu sensörün algılama parçası motor soğutma suyu ile irtibatlı bir şekilde olmak üzere termostat gövdesinin yakınına yerleştirilmiştir. Sensöre ait algılayıcı eleman, NTC (negatif sıcaklık kat sayılı) termistör, korucu pirinç bir gövde içerisine yerleştirilmiştir. Sıcaklık artışı ile direnci azalan bir elemandır. Motorun sıcaklık derecesine göre değişen bir direnç gösterir. Motor devir ve ÜÖN sensörü: ÜÖN yi ve motor devrini izlemek üzere düzenlenmiş ve endüktif tipte bir sensördür. Krank mili arka balans ağırlığına dişli kasnağı tespit edilmiştir. Dişli kasnağının üzerinde bulunan dişler tarafından manyetik alanda değişiklik yapılması ile sensörde sinyal meydana gelir. Hava debisi sensörü: Dizel motorlarda hava debisi sensöründen gelen bilgiler EGR sistemi tarafından geri gönderilen egzoz gazının miktarını kontrol etmek için de kullanılır. EGR çalışırken silindirlere çekilen havanın bir kısmı egzoz gazıdır ve motora giren taze havanın miktarı geri gönderilen egzoz gazı miktarı kadar azaltılır. MAP, bu daha az miktardaki taze havayı tespit eder ve ECU yakıtı buna göre ayarlar. İlave olarak ECU, Avrupa Araç Arıza Teşhisi (EOBD) için MAP sinyalini EGR nin çalıştığının teyidi olarak da kullanır.

57 Şekil 3.3: EGR elektrovanasının parametreleri Gaz pedalı konum sensörü: Gaz kelebeği (motorun durumuna bağlı olarak) yaklaşık 50 veya 60 açıldığı zaman hareketli kontak ucu ile güç kontak ucu temas eder ve tam yük durumu tespit edilmiş olur. EGR elektrovanası konum sensörü: EGR valfi içinde yer alan sensör, valfin herhangi bir andaki konumunu belirler ve güç aktarma kontrol modülüne valfin konumunu bildirir. Böylece EGR valfinin konumunu algılayan ECU valfin ne kadar açık olacağına karar verir. Şekil 3.4: EGR devre şeması EGR sıcaklık sensörü: EGR valfi içerisinde bulunan sensör, EGR gazının ve EGR sistemindeki arızaları gözlemek ve teşhis etmek için kullanılır. EGR sıcaklık sensörü bir termistörden meydana gelmiştir ve çalışması su sıcaklık sensörü ile emme havası sıcaklık sensörlerine çok benzer. Sensörün gönderdiği sinyaller diagnostik sisteminde kullanılır. EGR teknik değerleri, EGR sensöründe sabit bir sıcaklık oluşturacak şekilde tespit edilmiştir. EGR sistemi devrede iken EGR gazının sıcaklığı belli bir seviyenin altında olduğu, bu sensör tarafından tespit edildiği zaman motor ECU su bu EGR sisteminin arızalı çalıştığına karar verir (EGR valfi düzgün çalışmaz.) ve gösterge panelinde bulunan motor kontrol ışığını yakarak sürücüyü uyarır. Aynı şekilde EGR sıcaklığı çok yüksek ise EGR valfi sürekli olarak açık demektir ve yine sürücüyü uyarır.

58 Kelebek mili 5.4.EGR Sisteminin Çalışması EGR nin çalışması için gereken genel koşullar şunlardır: Motor sıcak olmalıdır. Motor orta bir devirde çalışıyor olmalıdır. Gaz pedalı konumu orta bir motor yüküne uygun olmalıdır. Gaz EGR EGR EGR soğutucu Şekil 3.5: EGR sisteminin çalışması Elektronik beyin çeşitli parametrelere bağlı olarak istenilen sirkülasyon oranını saptar. EGR elektrovanası konum sensörü, EGR elektrovanasının gerçek konumunu iletir. 5.5.Çeşitleri Elektrikli EGR Sistemi Elektrikli atık gaz geri iletiminde sadece bir tek valf bulunur (atık gaz geri iletim valfi). Bu valfe doğrudan motor kontrol ünitesi tarafından kumanda edilir ve atık gaz geri iletim aralığını elektromanyetik olarak ayarlar. Entegreli atık gaz geri letim potansiyometresi, motor kontrol ünitesine gerçek geçiş aralığını bildirir. Havalandırma Atık gaz geri iletim potansiyometresiyle birlikte atık gaz geri iletim valfi Motor kontrol ünitesi Katalizör Şekil 3.6: Elektrikli EGR sisteminin çalışması

59 Egzoz gazı, silindir kapağındaki 4. silindirde bir bağlantı borusu yardımıyla alınır. Motor kontrol ünitesi haritalar çerçevesinde elektromotoru yönetir ve bir gaz kelebeğini işletir. Gaz kelebeğinin pozisyonuna göre belirli bir miktarda egzoz emme manifolduna geçer ve emilen temiz hava ile karıştırılır. Muhafaza kapağındaki egzoz gazı devridaim potansiyometresi gaz kelebeğinin konumunu belirler. Böylece egzoz gazı devridaim supabının konumunu tespit etmek mümkün olur. Resim 3.2 de EGR sisteminin iç yapısını görebilirsiniz. Su Soğutmalı EGR Sistemi Resim 3.2: EGR sisteminin iç yapısı Doğrudan doğruya motor soğutma suyu devresine bağlıdır. Egzoz manifoldundan çıkan gazların emme manifolduna gelmeden önce soğutulması gerekir. Soğutucu sayesinde NOx ile kurum parçacıklarının oluşumu azalmaktadır. 5.6.Kontrolleri EGR sistemi arızası genellikle arıza uyarı ışığı ile uyarı verir. Ayrıca araç uygun sürüş şartlarına kullanılarak sistem arızası tespit edilir. Diagnostik test cihazı ile de EGR arızası tespit edilebilir. 5.7.Arızaları ve Belirtileri EGR sistem arızası genel olarak sistemin tıkanması olarak belirir. Zamanla egzoz gazları EGR valfinin ve sistem elemanlarının egzoz gazları tarafından birikintiler oluşarak kalın tabakalara hâlinde tıkanmasına sebep olur. Ayrıca oluşabilecek diğer muhtemel arızalar ise sistem özelliklerine göre sensörlerin arızalanması, sistem elemanlarının mekanik ve elektriksel arızları olarak sıralanabilir. Sistemin tıkanması sırasında emme sisteminde tıkanıklıklara da yol açabilir. Zamanla gaz kelebeğinin kirlenmesine ve işlevini tam manası ile yerine getirememesine sebep olur. Bu tür bir arıza olduğunda araç motoru çekişten düşer, yakıt tüketimi artar ve EGR arıza ışığı yanarak uyarı verir.

60 Sistemde sadece tıkanıklık oluşmuş ise özel temizleyicilerle EGR sistemi sökülerek temizlenmelidir. Temizlikle giderilemeyecek kadar fazla sitem zarar görmüş ise elemanların değiştirilmesi gerekir. 5.8.EGR Valfi (EGR Elektrovanası) Emme manifoldunun üzerine monte edilmiş bulunan EGR elektrovalfi (vites kutusu tarafı) motor kontrol ünitesinden verilen kumanda bazında emme manifolduna gönderilen egzoz gazı geçişini kontrol etme görevini yapmaktadır. Egzoz gazındaki azot oksitlerinin bulunma nedeni yanma sıcaklığının yüksekliğidir. EGR (egzoz gazlarının yeniden çevrimi) elektro vanası, çevrimsel oranlı bir kare dalga (RCO) ile yönetilir. Zaten yanmış olan egzoz gazlarını tekrar emme devresine göndererek yanmaya katılan oksijen miktarı azaltılır. Böylelikle yanma sıcaklığı düşer. EGR (egzoz gazlarının yeniden çevrimi) elektrovanası aşağıdaki şekillerde olabilir: Bir selenoid ile hareket ettirilen bir supap Bir elektrik motoru ile hareket ettirilen bir klape EGR elektrovalf gövdesi İç valf Conta Şekil 3.7: EGR valfinin çalışması EGR Valfinin Kullanılma Nedenleri Egzoz gazı devridaimi, motor kontrol ünitesindeki (ECU) bir tabloya göre kontrol edilir. Bunun için motor kontrol ünitesi EGR valfini kullanır. EGR valfine kumanda etmek için kullanılan kontrol basıncı sinyalin durumuna bağlı olarak belirlenir. Bu şekilde devridaim hâlindeki egzoz gazı miktarı belirlenir (Şekil 3.8). Şekil 3.8: EGR sisteminin çalışması

61 5.8.2.EGR Valfinin Görevleri EGR valfi, elektropnömatik bir valftir. Motor bölmesinde bulunur ve egzoz gazı devridaim işlemine kumanda etmek için kullanılır. Egzoz gazı geri dönüşüm sistemi kullanılarak egzoz gazındaki azot oksitler azaltılır. Egzoz gazının bir kısmı emilen havaya karıştırılır. Böylece yanma odasındaki yanma reaksiyon hızı azalır ve yanma sıcaklığı düşer. Düşük yanma sıcaklığı, nitrojen oksit emisyonunun azaltılmasını sağlamaktadır. Motor tam yükte çalışırken egzoz gazı devirdaimi gerçekleştirilmez, çünkü iyi bir güç kazancı için yanma odasında fazla miktarda oksijen bulunması gerekir EGR Valfinin Çalışması EGR valfi, servo fren pompasının sağladığı vakum ve ayar solenoidi tarafından ya da motor kontrol ünitesi tarafından kumanda edilir. EGR valfine aşağıda açıklanan şekilde kumanda edilir: Elektronik kontrol ünitesinden sinyalin alınmasını takiben ayar solenoidi, (1) kanalında bir vakum oluşturursa (2) diyaframı ve diyaframa bağlı olan (3) kapatıcı diski yukarı doğru hareket ederek kesit alanı (1) kanalındaki vakuma bağlı olan gaz geçiş deliğini açar. Böylece uygun miktardaki yanmış gazların emme manifolduna gönderilmesine izin verilir. Solenoide akım verilmez ise (1) kanalını atmosfer ile temas hâline getirir, (3) kapatıcı diski kapanır, yanmış gazların sirkülasyonu önlenir. 1-Vakum kanalı 2-Diyafram 3- Kapatıcı disk Şekil 3.9: Vakum kumandalı EGR valfinin çalışması Kontrolleri Kademeli motorun elektrikli izleyicisi kısa devre ve devamlılık arızaları açısından sürekli kontrol edilmelidir. Bir arıza tespit edildiğinde egzoz gazı çevrim izleyicisi devre dışı bırakılmakta ve ancak motor yeniden çalıştırıldığında devreye girmektedir. EGR oranı izlenirken EGR valfi belirli koşullar altında açılıp kapanmakta ve MAP algılayıcısı tarafından gönderilen sinyal kontrol edilmektedir. EGR valfi belirli koşullar altında bir saniye süre ile açık, bir saniye süre ile kapalı

62 kalmaktadır. Bu test toplam 10 kez yapılmaktadır. Ayrıca EGR valfinin açılıp kapanması sırasında emme manifoldunda oluşan basınç değişkenliklerine bağlı olarak ortalama basınç hesaplanmaktadır. Test sırasında aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir: Motor normal çalışma sıcaklığında olmalıdır. Gaz pedalına üçte bir oranında basılmak sureti ile araç yaklaşık 25 saniye 1400 ile 2500 d/d motor devrinde 47 km/s ile 56 km/s hızları arasında kullanılmalıdır. Motor soğuk ve barometrik basınç düşük olduğunda ya da bu durumlarda herhangi biri tek başına gerçekleştiğinde EGR çalışma testi etkinleştirilmemektedir Arızaları ve Belirtileri EGR valfinin başlıca arızası tıkanmasıdır. Bunun yanında sensörünün veya elemanlarının elektriksel veya mekanik arızaları olabilir. Araç motorunun çekişten düşmesi ve yakıt tüketiminin artması olarak kendisini belli eder. Ayrıca arıza tespit cihazı ile de EGR valfi arızası tespit edilebilir. 6.DİZEL YAKIT ENJEKSİYON SİSTEMLERİNDEKİ TEKNOLOJİK GELİŞMELER 6.1. Karbon Kanister Valfi (Elektronik Kontrollü Yakıt Buharı Geri Kazanımı) Resim 4.1: Karbon kanister elektrovanası Aktif karbon filtresinden Emme manifoldunda Görevleri Karbon kanister elektrovanasının (selenoid/manyetik valf) görevi, emisyon kontrol sisteminin bir parçası olarak yakıt deposundaki yakıt buharının atmosfere kaçmasını önlemektir. Bu nedenle aktif karbon filtresi tarafından çekilip emme manifolduna yöneltilen yakıt buharı miktarını, kontrol ünitesi (ECU) aracılığı ile kontrol altına almak amaçlanmıştır. Yakıt buharlarının, karışımı aşırı şekilde zenginleştirmesini önlemek için besleme olmadığında karbon kanister elektrovanası kapalı kalmaktadır. ECU karbon kanister elektrovanasına aşağıdaki şekilde kumanda eder: İlk çalıştırma esnasında karbon kanister elektrovanası yakıt buharlarının karışımının aşırı şekilde zenginleştirmesini önlemek için kapalı kalır. Bu durum motor sıcaklığı önceden

63 belirlenmiş bir eşik derecesine (65 C civarı) erişinceye kadar kalır. Motor ısındığında ECU karbon kanister elektrovanasına sinyalin boş/dolu oranına göre açılmayı düzenleyen bir kare dalga sinyal yollar. Şekil 4.1: Karbon kanister elektrovanasına ECU tarafından kumanda edilmesi Bu şekilde ECU karışım konsantrasyonunda önemli değişiklikler oluşmasını önlemek üzere gönderilen yakıt buharının miktarını kontrol altına alır Yapısal Özellikleri Karbon Kanister Şekil 4.2: Karbon kanister elektrovanasının yapısı Karbon kanister elektrovanası, taşıt üzerinde emme manifolduna yakın bir yerde bulunur. Yakıt deposunda oluşan yakıt buharını, aktif karbon filtresi üzerinden geçirerek atmosfere atılmadan emme manifolduna ulaştırılmasını sağlayan ve ECU ile kumanda edilen bir elektrovanadır. Yakıt deposundaki benzin buharlaşıp basıncı yükseldiğinde çok amaçlı valf açılarak yakıt buharının aktif karbon filtresine dolması sağlanır. Aktif karbon filtrenin içerisindeki karbon, yakıt (benzin) buharını emerek atmosfere kaçmasını engellemiş olur. Sistemde bulunan karbon kanister elektrovanası, motorun çalışma durumuna göre ECU kontrolünde açılarak veya kapalı tutularak yakıt buharının emme manifolduna giden yoluna kumanda eder. Yanması için motora ulaştırılan yakıt buharı, yakıt/hava karışımı oranında kısa süreli bir değişime neden olmaktadır. Karışım oranındaki bu değişim lamda sondası ayarlaması yoluyla düzenlenir.

64 Şekil 4.3: Yakıt sistemi içerisinde karbon kanister valfinin ve aktif karbon filtresinin yeri Aynı şekilde aşırı sıçramalar (dalgalanmalar) ve sıcaklık artışı yakıtı buharlaştırarak yakıt deposundaki basıncı yükseltir. Yakıt deposu basıncı belirli bir değeri (Genellikle 0,3 bar civarındadır.) aşınca iki yönlü havalandırma valfi yay tansiyonunu yenip valfi iterek deponun havalanmasını sağlar. Araçlarda yolculuk esnasında ve özellikle motor soğukken ilk çalışma esnasında yakıt deposu yakıt tüketiminden dolayı yavaş yavaş boşalır. Bu da yakıt tank hacminin azalmasına neden olur. Benzer şekilde yolculuk sonunda havanın soğuması veya geceleri sıcaklığın düşmesi nedeniyle yakıtın sıcaklığı düşer. Yakıttaki sıcaklık düşmesi de yakıtın hacmini azaltır. Yakıt tankında basıncın düşmesi tankın içerisinde bir vakumun oluşmasına neden olur. Vakum alınmazsa yakıt tankının içeri doğru büzülmesine (çökelmesine) neden olur. Bunun sürekli ve şiddetli olması yakıt deposuna zarar verir. Vakumu önlemek için iki yönlü havalandırma valfinde (çok amaçlı valf) içeri doğru açılan lastik bir valf vardır. Bu valf depodaki basınç 0,1 bar ın altına düştüğünde havanın içeri girmesine müsaade eder. Motor rölantide çalışken veya dururken, kesici valfin diyaframına vakum etki etmeyeceğinden kanisterden yakıt buharı emme manifolduna giremez ve yakıt tankından buharlaşan yakıt geniş havalandırma borusundan en yüksek noktaya kadar yükselir. Bu esnada soğuk ve geniş olan dolgu boğazının yüzeyinin etkisiyle yakıt buharının bir kısmı yoğunlaşarak tekrar depoya akar, geri kalanlar ise buharlaşma basıncının etkisiyle yakıt buhar hattı yolu ile kanistere gider. Kanisterde bulunan aktif karbonlar aynen bir sünger gibi yakıt buharını emer. Aktif karbon filtresi Şekil 4.4: Yakıt buharı geri kazanım sistemi

65 Aktif karbon filtre, yakıt deposunda buharlaşan yakıt buharlarının depolanmasını ve yakıt deposunda vakum oluştuğu zaman da çok amaçlı valf üzerinden deponun havalanmasını sağlar. Yakıt deposunda bulunan yakıtın üzerindeki hava basıncı ve çevre ısısına bağlı olarak çeşitli miktarlarda yakıt buharı oluşmaktadır. Aktif karbon filtre sistemi sayesinde çevreye zararlı etkisi olan bu HC (hidrokarbon) emisyonlarının atmosfere atılması engellenir Çalışması Şekil 4.5: Aktif karbon filtresinin yapısı Depo içerisindeki yakıt buharları, deponun en yüksek noktasından çok amaçlı valf üzerinden miktarı azaltılmış olarak aktif karbon filtresine ulaşır. Aktif karbon filtresinde gazlar (yakıt buharları) karbon parçacıkları tarafından bir sünger gibi emilerek depolanır. Motor, belirli bir sıcaklığa (yaklaşık 65 0 C) ulaştıktan sonra ve lamda düzeltmesi aktif hâldeyken ECU tarafından karbon kanister elektrovanasına kumanda edilerek aktif karbon filtre içerisinde depolanan yakıt buharları yanma işlemi için emme manifolduna gönderilir. Sistemdeki selenoid valfler (supaplar) sayesinde ve emme manifoldunda vakum varken yakıt buharlarının depodan emilmesi engellenerek öncelikle aktif karbon filtresinin çabucak boşaltılması sağlanır. Aksi durumlarda (valflerde arıza olması veya elektrik akımının kesik olması gibi) aktif karbon filtresi kapalı kalır ve boşaltılamaz. 6.2.Kurum (Partikül) Tutucu (DPF sistemi) Partikül filtreli motorlardaki gelişmeler bir yandan günümüzdeki kirlilik önleme standartlarına uyumu artırırken bir yandan da motor performanslarının artırılmasına olanak sağlamıştır. Partiküller, ani hızlanma sırasında egzozdan çıktığı görülebilen duman veya partiküllerdir. Partiküller, hava/yakıt karışımının zengin olduğu aşamalardaki yanma sırasında oluşur. Partiküller, çevresindeki çeşitli katı veya sıvı artığa taşıyıcılık yapan bir karbon çekirdekten oluşur. Bir partikülün ortalama büyüklüğü 0,1 mikrometre civarındadır. Dizel partikül filtresi sistemi veya kısaca DPF sistemi olarak adlandırılan sistem, motor egzoz gazındaki zararlı kurum partiküllerini filtreler. DPF sistemi sürüş esnasında

66 kendiliğinden devreye giren otomatik temizleme fonksiyonuna sahiptir. Filtre, filtrelenen kurum partiküllerinin yüksek sıcaklıkta yakılması sonucu temizlenir. Bu işlem belirli sürüş koşullarında otomatik olarak çalışmaya başlar ve 25 dakikaya kadar sürebilir. Bu sürede yakıt tüketiminde artış meydana gelebilir. Ortaya çıkan koku ve duman oluşumu normaldir. Belirli sürüş koşullarında, örneğin kısa mesafeli sürüşlerde, sistem otomatik olarak temizlenmez Görevi Partikül filtresi, karbon partiküllerini ve dizel motorlarda egzoz gazlarındaki motor yağı küllerini yakalayan mekanik bir filtredir. Euro 4 ve 5 normlarını karşılamakta olup karbon partiküllerinin yaklaşık maksimum % 90'ını azaltmaktadır Yapısı ve Çalışması Partikül filtresi, egzoz hattı üzerinde katalizörden sonra yer alır. Partikül filtresinin yapısı, partiküllerin yüzeylerde ve tıkalı kanalların dip taraflarında tutulmalarını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu aşamaya yüklenme aşaması adı verilir. Şekil 4.6: DPF sisteminin yapısı Partikül filtresi, değerli metaller emdirilmiş bir seramik bloktan oluşur. Seramik bloku, klasik bir katalizörün blokuna benzer. Bununla birlikte partikül filtresinde her iki kanaldan biri tıkalıdır. Kanal arasındaki malzeme geçirgendir ve egzoz gazlarının geçmesine izin verir. DPF sisteminin çalışması özel stratejiler ile motor enjeksiyon ünitesi tarafından kontrol edilmektedir. DPF sistemi partikül yakalama ve toplama fonksiyonundan başka iki adet egzoz gazı sıcaklık sensörü ve bir adette değişken basınç sensöründen oluşmaktadır. Değişken basınç sensörü özel boruları ile filtrenin giriş ve çıkışındaki egzoz gaz basıncını algılayıp üniteye partikülün dereceli olarak toplanmasını bildirmektedir. Partikülün toplama işlemi ve filtrenin içerisindeki egzoz gaz basıncının yükselmesi motor yüküne, aracın ağırlığına, motorun silindir hacmine ve gücüne göre değişmektedir. Bu nedenle filtrenin egzoz gazlarındaki sıcaklığı arttırılarak (yaklaşık 600 C) yakılması için kullanılan ve çoklu enjeksiyon kullanan bir prosedüre göre düzenlenmesi ve partikülün aralıklarla çıkartılması gerekli görülmüştür. Filtrenin yeniden düzenlenmesi prosedürü şunlara müdahale eden enjeksiyon ünitesi tarafından yapılmaktadır: Yakıt dozajına (aynı motor çevirimi içerisinde beher silindir için beş adede kadar enjeksiyon) ve hava kontrolüne (EGR ve yüksek besleme basıncı). Filtrenin yeniden düzenlenmesi birkaç dakika içerisinde ve motorun normal çalışması içerisinde dağıttığı torkun devamlılığı etkilenmeden oluşmaktadır.

67 Şekil 4.7: Partikül filtresi Partiküllerin filtre içinde birikmesi egzoz gazının çıkışını engelleyen bir direncin oluşmasına yol açar. Basınç farkı kaptörü, partikül filtresi girişi ile çıkışı arasındaki basınç farkını ölçer. Şekil 4.8: Partikül filtresi basınç farkı sensörü Filtre boşken basınç farkı çok düşüktür. Filtre doluysa basınç farkı daha büyük olur. Enjeksiyon elektronik beyni sürekli olarak filtrenin içindeki kütleyi kontrol eder. Yakıtın geç yanması, yüksek miktarda yanmamış hidrokarbonun (HC) oluşmasına neden olur. Bu yanmamış hidrokarbonlar oksidasyon katalizöründe reaksiyona girer. Bu olay da yüksek miktarda ısının açığa çıkmasıyla sonuçlanır. Şekil 4.9: Partikül filtresinde yenileme (rejenerasyon) Egzoz gazının sıcaklığı 570 o C yi aştığında partiküller, gazlarda kalan oksijenin içinde yanar. Yenileme (rejenerasyon) sırasında EGR devreden çıkarılır ve elektronik beyin yüksek motor yükü durumunun oluşması için elektrik alıcılarını çalıştırır.

68 6.2.3.Arızası, Bakımı ve Kontrolleri Kontrol lambası sarı renkte yanar veya yanıp söner. Kontrol lambası yanarsa ön ısıtma sistemi devreye girmiş demektir. Ön ısıtma sistemi sadece düşük dış hava şartlarında devreye girer. Kontrol lambası yanıp sönerse (dizel partikül filtreli araçlarda): Filtrenin temizlenmesi gerektiğinde ve son sürüş şartlarının otomatik temizleme için müsait olmamış olması durumunda kontrol lambası yanar. Partikül filtresi dolu sürmeye devam ediniz. Resim 4.2: Partikül filtresinin temizlenmesi Bu durum oluştuğunda dizel partikül filtresinin dolmuş olduğu anlaşılır. Bu durumda aşağıdaki gibi hareket edilmelidir: Temizleme işlemi prosedürünü başlatabilmek için motor sıcakken 2 dakika 80 km/sn.nin üzerinde bir hızla ilerleyiniz. Gösterge tablosundaki partikül filtresi mesajı veya ikaz ışığı sönene kadar 80 Km/Sn. ortalama hızla ilerlemeye devam ediniz. Prosedürün başarıyla sonuçlanması için aracın motoru durdurulmadan rölantide uzun süre çalıştırılması ya da uzun süreli sürülmesi gerekir. Temizleme işleminin süresi araca ve sürüş şartlarına bağlıdır ancak maksimum 20 dakika sürer. Sürüş sırasında temizleme işleminin başarısız olması durumunda (ikaz ışığı sönmüyor veya servis ikaz ışığı yanıyorsa) diagnostik cihazla partikül filtresinin temizlenmesi komutu kullanarak partikül filtresinin temizleme işlemi yapılır. Şekil 4.10: Partikül filtresinin temizlenmesi 1 2

69 Bu yollarla partikül filtresi arızası giderilemiyorsa filtre sökülerek basınçlı temizlik yapılmalıdır. Resim 4.3: Partikül filtresinin sökülmesi ve temizlenmesi 6.3.Alev Söndürücü Hava filtreleri işletim sırasında sadece toz, kurum, ısı, soğukluk ve farklı kimyasallara maruz kalmamaktadır. Hava filtreleri bundan başka alev alma tehlikesine de maruz kalmaktadır. Bu tehlike bazı araç sürücülerinin yanan sigara izmaritini sürüş sırasında açık pencereden atması sonucunda meydana gelmektedir. 500 C sıcaklığındaki kor arkadaki aracın emme sistemine ulaşırsa orada hava filtresi alev alabilir ve motor bölmesi yanabilir. Bunun için bilinen bir örnek 1999 yılında bir kamyonun yandığı Mont-Blanc tünelindeki facia olarak gösterilebilir. Bu facianın kanıtlanmış nedeni yanan bir sigara izmaritinin atılmasıdır. Motor bölmesi yangınlarının çoğu içten içe yanmalardır. Bu tür bir yangında genelde hava yolunun plastik parçaları erimektedir. Araç ertesi sabah çalışmazsa motor kaputu açıldıktan sonra gerçekleşen yangın anlaşılmaktadır. Motor bölmesi yangınlarını önlemek için otomobil üreticileri yapısal tedbirler aldı. Bu tedbirler arasında hava emiş deliğinin önündeki ızgara veya hava emiş kanalının ilgili biçimde konumlandırılması yer almaktadır. Bir diğer yangın önleme imkânı, hava filtresi elemanlarının alev geciktirici özelliklerle donatılmasıdır. Bunu da otomobil üreticileri ve kâğıt imalatçıları ile sıkı iş birliği içerisinde geliştirmiştir. Gelecek araç jenerasyonları için otomobil üreticilerinin şartnamelerinde alev geciktirici özelliklere sahip bu tür filtreler zorunlu olarak öngörülmüştür Görevi Alev söndürücünün görevi, araçlarda motor bölmesindeki olması muhtemel yangınları önlemektir. Resim 4.4: Alev geciktirici filtre

70 6.3.2.Yapısı ve Çalışması Yangın geciktirme temelini, selüloz filtre kâğıdının emprenye edildiği özel bir reçine oluşturmaktadır. Reçine oranı, yangın geciktirme donanımlı filtre aracında %25 ve %30 arasındadır (normal filtre kâğıdında sadece %15-%20). Bu şekilde donatılan kağıt alev alabilir fakat hızlı bir şekilde tekrar söner. Etkisi üç yangın söndürme tedbirine dayanmaktadır: Serbest bırakılan azot (N2), söndürücü gaz olarak alevi söndürür. Serbest bırakılan su, sıcaklığı yanma noktası altındaki bir değere getirir. Serbest bırakılan asitler selüloz liflerini oksitler. Böylece bu lifler artık yanmaz. Resim 4.5: Alev geciktirici filtrenin özelliği Arızası, Bakımı ve Kontrolleri Zamanla hava filtresinde olduğu gibi alev söndürücü filtrede de kirlilik ve tıkanıklık olur. Bu durum da aracın fazla yakıt harcamasına sebep olur. Her periyodik bakımda alev söndürücü filtre kontrol edilmeli ve değiştirilmelidir. 7.ADBLUE Bilindiği üzere sürekli artan araç sayısı ve çevre kirliliği, egzoz emisyon standartlarının her yeni normda salınan zararlı gaz oranlarına ciddi manada kısıtlamalar getirmesine yol açmıştır. En son yayınlanan AB emisyon normu Euro 6 dır. Benzinli motorlarda katalitik konvertör kullanımı çoğu motor için yeterli olurken, dizel motorlarda yüksek miktarda açığa çıkan NOx ve dizel partiküller sebebiyle dizel motorlarda birden fazla sistem kullanılarak emisyon standartları sağlanmaktadır. Dizel motorlarda yanma sonrası açığa çıkan zararlı gaz ve maddeler aşağıdaki gibidir: Karbonmonoksit (CO) Yanmamış hidrokarbonlar (HC) Nitrojen Oksit (NOx) Dizel partiküller

71 Bu kirletici maddeler 3 aşamada ortadan kaldırılır: 1.) CO ve HC => oksidasyon katalitik konvertörü 2.) NOx => Adblue sıvısı + SCR katalitik konvertörü 3.) Dizel partiküller => Dizel Partikül Filtresi (DPF) Aşağıda Peugeot dizel motoru ve egzoz emisyon kontrol sistemini görebilirsiniz. (BlueHDi sistemi: Adblue,SCR ve DPF sistemlerini ifade etmektedir.) Dizel motorlarda çevreye en fazla zarar veren ve ek tedbirler alınmasını gerektiren NOx ve dizel partiküllerdir. Çalışma Mantığı: BlueHDi sistemi temel olarak Adblue (%32.5 oranında üre ve %67.5 oranında deiyonize su) olarak adlandırılan dizel sıvısının SCR öncesi egzoz gazına püskürtülmesi ve egzoz sıcaklığıyla amonyağa dönüşen Adblue nın NOx gazıyla SCR katalitik konvertöründe reaksiyona girmesiyle, NOx gazının N2 ve H2O zararsız gazlarına dönüştürülmesi prensibine dayanmaktadır. Aşağıda Adblue sıvısının SCR öncesi egzoz sistemine püskürtülmesi görülmektedir:

72 En son aşamada ise dizel yakıttan kaynaklanan dizel partiküller DPF (Peugeot FAP olarak adlandırılıyor) filtresinde 99,9% oranında tutulur. DPF (FAP) ve dizel partiküller aşağıda gösterilmektedir: KAYNAKÇA STAUDT Wilfried, Motorlu Taşıt Tekniği, MEB Yayınları, İkinci Baskı, DENTON Tom, Automobile Electrical and Electronic Systems, İkinci Baskı, ALTIPARMAK Duran, Motorlu Taşıtlar Tekniği, Ajans Türk Gazetecilik ve Matbaacılık A.Ş/ Ankara, BORAT Oğuz, BALCI Mustafa, SÜRMEN Ali, Hava Kirlenmesi ve Kontrol Tekniği, Teknik Eğitim Vakfı Yayınları-3/ Ankara, Obitetgazi.edu.tr ( / 12.00)