TAŞIT KAYNAKLI KİRLETİCİLERİN AZALTILMA YÖNTEMLERİ

Transkript

1 TAŞIT KAYNAKLI KİRLETİCİLERİN AZALTILMA YÖNTEMLERİ Berna ALKAYA - Yrd. Doç. Dr. A. Murat YILDIRIM Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, BALIKESİR ÖZET Bu çalışmada, öncelikle buji ateşlemeli ve dizel motorlu taşıtların oluşturduğu kirlilik çeşitleri tanımlanmış, bu kirliliğin canlı varlıklara olan etkilerine değinilmiştir. Motorlu taşıtlardan kaynaklanan her türlü kirliliğin giderilmesi amacıyla bilinen yöntemler ayrı ayrı açıklanarak özellikleri belirtilmiştir. Özellikle buji ateşlemeli motorlardan kaynaklanan hava kirliliğinin katalizörler, dizel motorlardan kaynaklanan kirliliğin ise partikül tutucu filtreler ile giderilme yöntemleri incelenmiştir. Bu bağlamda, katalizörlerin ye partikül tutucu filtrelerin yapısı üzerinde durulmuştur. Anahtar Kelimeler: içten yanmalı motorlar, emisyonlar, konvertörler METHODS FOR REDUCTION OF AIR POLLUTION FROM MOTOR-VEHICLES ABSTRACT in this vvork, the types of pollution that vehicles having spark ignition and diesel engines have been firstly defined and the effects of this pollution on living creatures have been made contact. Present ways of preventing every kind of air pollution caused by motor-vehicles have been separately explained and their specialities have been told. Especially the ways of preventing the pollution caused by spark ignition engines by catalytic converters and the pollution caused by diesel-engines by partide holder filters have been examined. in this scope the structure of catalytic converters and partide holder filters have been discussed. Keywords: Internal combustion engines, emissions, converters GIRIŞ Çevre kirliliğinin en önemli parametrelerinden biri, canlıların içinde yaşadığı ortamı oluşturan ve yaşamın en temel ihtiyacını karşılayan havanın kirliliğidir. Hava kirliliğinin en enemli kaynağı evsel ve endüstriyel yakma sistemleri ile taşıt araçlarıdır. Günümüzde büyük yerleşim merkezlerinde oluşan hava kirliliğinin en önemli kaynağını sayıları giderek artmakta olan taşıtlar oluşturmaktadır. Yol trafiği nedeniyle oluşan kirleticilerin miktarı, yanma esasları dışında, yol şartlarına ve bireysel sürüş alışkanlıklarına bağlıdır. Bu çalışmada, taşıt emisyon oluşum mekanizmaları ile emisyon giderme yöntemleri üzerinde durulmuştur. TAŞIT KAYNAKLI KİRLETİCİ MEKANİZMALARI Benzin ve dizel motorlarda kullanılan hidrokarbon (HC) kökenli yakıtların, ideal koşullarda hava ile tam yanması sonucu oluşan ürünler arasında karbondioksit (CO2), su buharı (H2O) ve azot bileşikleri ) bulunmaktadır. Ancak uygulamada ideal koşulların sağlanamaması nedeniyle tam yanma gerçekleşememekte ve kirletici bileşenler oluşmaktadır. Motorlu taşıtlardan kaynaklanan toplam kirleticilerin % 75'ini oluşturan egzoz gazlarının bileşiminde; parafinler, olefinler ve aromatikler gibi yanmamış hidrokarbonlar, aldehitler, ketonlar, karboksilik asitler gibi kısmen yanmış hidrokarbonlar, CO,, SCb, kurşun bileşikleri ve partikül maddeler bulunmaktadır. Benzinli motorlarda karbonmonoksit (CO) ve yanmadan kalan hidrokarbonlar (HC), dizel motorlarda ise azot oksitler ( ) ve partikül maddeler (PM) en önemli yeri tutmaktadır. Emisyon oluşumunda en önemli faktörlerden biri motorlann işletme şartlandır. Motorun kendi iç sürtünmelerini yenecek şekilde minimum devir sayısında çalıştığı rölanti durumunda (devir sayısı d/d), HFK (Hava Fazlalık Katsayısı) <1 şartlan mevcuttur. Bu şartlarda eksik yanma, soğuk cidarlar ve düşük basıncın oluşturduğu düşük yanma hızlanndan dolayı, HC ve CO değerleri yüksektir. Normal seyir şartlannda yol alan bir taşıtın gaz pedalından ayak çekilince, gaz kelebeği emme kanalını kapatacaktır. Şehir içi eğimli yollarda aşağı doğru yol a- lındığında, virajlarda yapılan yavaşlama ile silindir içinde motor hızına bağlı bir vakum meydana gelir. Silindire gönderilen havanın azalması ile oluşan fakir karışım, buji çaktığında alev cephesi oluşturamaz. Dolayısı ile egzoza yanmamış HC gönderir. Aynca eksik yanma nedeniyle CO emisyonları da bu aşamada oldukça yüksektir. İvmelerime aşamasında ayak, gaz pedalında durmakta ve içeriye yakıt/hava kanşımı girmektedir. Devir sayısının artması ve zengin kanşım özellikleri nedeniyle artan basınç ve sıcaklık etkisiyle 'ler yoğundur. Normal seyir halinde iken (90 km/h sabit hızda) HFK>1 olduğunda HC ve CO'ler daha az, 'lef daha yoğundur (1). Yanma Prosesi ve Egsoz Gazlarından Kaynaklanan Kirlilik Motora giren yakıtın önemli bir kısmı, normal alev yayılım prosesi esnasında yanar. Yanma prosesi sonrası yakıt, çok sayıda emisyon kaynak mekanizması nedeniyle yanmadan kalır, diğer bir kısmı ise silindir içinde okside olur. Silindir içinde okside olmayan yanmamış HC'lar silindiri terk eder. Silindir içinde kalan HC'lann bir kısmı atık yanmamış gazlar ile birlikte, daha sonraki Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı: 34 15

2 çevrimde yakıt+hava ile karışırlar ve bir sonraki çevrimdeki yanma olayına ve HC emisyon prosesine katılırlar. Silindirden dışarı çıkan yanmamış HC'lann bir kısmı i- se egzoz port'unda ve manifold'ta okside olurlar. Egzoz manifoldu çıkışında ölçülen emisyonlar genellikle motor dışı(na çıkan) emisyonlar olarak adlandırılır. Motor dışı emisyonlar daha sonra, eğer kullanılıyorsa katalitik konvertöre girer. Motor dışı HC'lann % 90 veya daha fazlasını tutan katalitik konvertör, toplam emisyon kontrol sistemi içinde en önemli yeri tutar. Geleneksel bir benzinli motorun silindiri içindeki kirleticilerin oluşum mekanizması Şekil l'de görülmektedir. Yüksek sıcaklıkta yanmış gazların arkasındaki NO yapısını oluşturan kimyasal reaksiyonların tümü, kimyasal dengeye ulaşmamış azot ve oksijen atomları ile moleküllerini ihtiva eder. Yanmış gaz sıcaklığı yükseldikçe oluşumunun hızı artar. Genişleme zamanında yanmış gazlar soğurken, NO içeren reaksiyonlar donar ve 'ler, egzoz denge şartlarında silindirden atılır. Yanma prosesi esnasında aynca CO'ler oluşur. Bu oluşumda hava fazlalık katsayısı çok önemlidir. Zengin yakıt/hava karışımlarında, yakıt içindeki tüm karbonun yanmasında havanın içindeki O2 yetersiz kalabilir. Daha sonra genişleme zamanında, yanmış gaz sıcaklıkları düşerken CO oksidasyon prosesi de sona erer (2). Dizel motorları, çalışma koşullarına bağlı olarak siyah, gri-beyaz ve mavi olmak üzere üç renkte duman yayarlar.siyah duman, tam yanmamış yakıt zerrelerinin o- luşturduğu aerosoldür ve yanma odasına gereğinden fazla yakıt verildiğini gösterir. Gri-beyaz duman tam yanma artığı maddelerin oluşturduğu nemli aerosol olup, uygun yanma koşullarının varlığını gösterir. Mavi duman ise yanmamış yakıt ve yağ karışımı olup, genellikle motorun bakıma ihtiyacı olduğunu gösterir. Yakıt Kompozisyonu Nedeniyle Kaynaklanan Kirlilik Taşıt motorlannda, sıkıştırma oranının arttırılması ile ısıl verimde ve dolayısı ile motorun maksimum gücünde artış sağlamak mümkündür. Ancak benzin motorlannda sıkıştırma oranı, vuruntu olayı ile smırlandınlmıştır. Bu nedenle daha yüksek sıkıştırma oranına sahip motorlarda kullanılmak üzere yüksek oktan sayılı yakıtlara ihtiyaç vardır. Benzinin oktan sayısının arttırılması, benzini oluşturan HC türlerine ilişkin yapımn düzenlenmesi ile sağlanabilmektedir. Örneğin, benzin içindeki a- romatik bileşenlerin arttınlması oktan sayısını arttıracaktır. Yüksek oktan sayılı, vuruntuya dayanıklı benzin eldesinde kullanılan yöntemlerden biri de yakıt içine kurşun tetraetil ilavesidir. 16 Kurşunlu benzinin motorda yanması sonucu oluşan 0,1 ile 10 mikrometre boyutlarındaki katı partiküllerin, çalışma koşullanna göre % kadan egzozdan atılmakta, bir kısmı da yanma odasında, egzoz sisteminde, susturucuda, yağlama yağmda ve yağ filtresinde birikmektedir. Taşıt hızı, ivmelenmesi ve egzoz gaz sıcaklığı, egzoz gazlan içindeki kurşun yüzdesini etkileyen en ö- nemli parametrelerdir. Sonuçta trafiğin yoğun olduğu bölgelerde taşıtlar tarafmdan üretilen kurşun bileşenleri konsantrasyonu önemli mertebelere ulaşarak insan sağlığı bakımından tehlike sınırlanın aşabilmektedir (5). Ağır bir metal olan kurşun bileşikleri sindirim ve solunum yoluyla insan vücuduna girerek, sinir sistemi, kas dokusu ve kan dolaşımı üzerinde önemli hasarlara neden olmakta, hemoglobin üretimini azaltmakta ve beyin gelişimini etkileyerek zeka bozukluklarına neden olmaktadn. Karbonmonoksit (CO) kokusuz, renksiz bir gaz o- lup esas olarak yakıtlann tam olmayan yanmalan sonucu oluşmaktadır. Hemoglobine olan yüksek afinitesi nedeniyle oksijenin dokulara taşınmasını engellemekte ve yüksek konsantrasyonlarda akut zehirlenmelere ve ö- lümlere yol açmaktadn. Azot oksitler, ozonun öncüsü o- lup, oksidan hava kirliliğinin esas bileşenidir. Bronşlarda birikerek, akciğer rahatsızlıklarına, astıma, aerosol ve fotokimyasal duman oluşumu ile ozon tabasakısının tahribine yol açar. Hidrokarbonlar, özellikle solunum sistemi ve göz bozukluklanna ve oluşturduklan polisiklik a- romatik bileşiklerle başta kan kanseri olmak üzere diğer kanser türlerine yol açarlar. Bu parametreler dışında; asbest kirliliği, sera gazı kirliliği, gürültü kirliliği ve aracın kullanımından ya da hurdaya çıkmasından dolayı oluşan kirlilik gibi faktörler burada incelenmemiştir. İnsan sağlığını tehdit eden bu nedenlerden dolayı, kirlilik önleyici mekanizma ve yöntemler çok önem kazanmıştır. KİRLİLİK AZALTICI ÖNLEMLER Katalitik Konvertörler Önceleri, egzoz emisyonlarını azaltmak üzere kullanılan hava enjeksiyonu ve artyakıcılar yüksek sıcaklıklara gereksinim gösterdiğinden, günümüzde katalitik konvertör uygulamalan önem kazanmıştır. HC, CO ve molekülleri, katalizörden geçerken ara tabaka gözeneklerinde tutulmakta ve soy metal tabakası yüzeyinde bilinen yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleriyle C0 2, H 2 0 ve N 2 şeklinde arıtılmaktadır. En önemli HC kaynak mekanizmalan; yanma odası içinde bulunan boşluklann yakıt-hava kanşımı ile dolması, yakıtın yağ tabakalan içinde absorbsiyonu ve desorbsiyonu, kalıntılann yağ filmi etkisi göstermesi, silin- Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı: 34

3 kalıntılar HC absorbe ediyor SIKIŞTIRMA yanmış gazlar soğuduğunda önce NO sonra CO soğur GENİŞLEME yüksek sıcaklıkta yanmış gazlar içinde NO oluşumu HC boşluklardan dışarı doğruakar ve bir kısmı yamar boşluklarda yanmadan kalan yakıt ALEV kalıntılar HC salıyor YANMA EGSOZ yüksek sıcaklıkta ve zengin yakıtta CO oluşumu Şekil 1. Benzinli Bir Motorda Emisyon Oluşum Mekanizmaları (3) dir içinde sıvı yakıt kalması ve supab yatak boşluklarındaki sızıntılardır. Bir motorun normal yanma prosesinde, motor silindiri içine gönderilen yakıtın % 9'u yanmadan kalır ve bu miktar silindir dışına % 1,8-2,0 oramnda motordışı HC emisyonları olarak çıkar. Bununla birlikte, a- tık gazlar ve kompresyon kaybı nedeniyle yanmayan miktarın net % 7 olduğu söylenebilir. Bu mekanizmalardan; boşluklar % 38, yağ tabakaları ve kalıntılar % 16, a- levin sönümü % 5, silindir içindeki sıvı yakıt % 20, egzoz supab yataklarından olan sızıntı % 7 oranında, motor-dışı toplam HC emisyonuna etki eder. Normal yanma prosesi bitiminde oluşan oksidasyon miktarı, duvar ve yanmış göz sıcaklıkları ile değişmektedir. Benzinli motorlar, düzenli ve güvenilir bir çalışmayı garanti edecek şekilde normal olarak, stokiometriye yakın veya bir miktar yakıtça zengin şartlarda çalışırlar. HC emisyonu, yakıt-hava miktarının stokiometrik oranını aşıp zenginleştirmekle hızlı bir şekilde artar. Yanma kalitesinin düşmesi ile, yani fakir karışıma karşılık gelen yakıt-hava miktarında da HC emisyonu artar. Bunun nedeni eksik yanma veya motorun çalışması esnasında tutuşmanın oluşamamasıdır. Dizel motorlarda yakıt silindir içine enjekte edildikten bir süre sonra yanmaya başlar, çevrimin kritik a- şamalannın çoğunda yakıt dağılımı uniform değildir. Kirletici oluşum prosesleri genellikle, yakıt dağılımına ve dağılımın karışım zamam ile nasıl değiştiğine bağlıdır. Şekil 2'de, karışım öncesi ve kontrollü karışım esnasında NO, yanmamış HC ve is'in alev etkisi ile oluşumu ve yakıt parçacıklarının nasıl ayrıldığı görülmektedir. yüksek sıcaklıkta yanmış göz bölgeleri içinde oluşmasına rağmen sıcaklık ve yakıt/hava oranı dağılımı yanmış gazlar içinde uniform değildir ve reaksiyon hızı çok yüksektir. Yanma ortamında tam yanma koşullan o- luşamadığından kirletici emisyonlar oluşmaktadır. Yakıtça zengin karışımlarda yeterli oksijen sağlanamadığı için yakıtın tümü yanmaz ve HC miktarında artış görülür. Karışımın çok fakirleşmesi durumunda ise motor cidanndaki ısı kayıpları nedeniyle oluşan ve alev sönüm bölgesi olarak adlandırılan ince tabakada yanma tamanlanamadığı için HC emisyonlarında artış görülür. Egzoz gazlarında CO emisyonu, yanma için gerekli oksijenin yanma odasının tümünde veya bölgesel olarak yetersiz olmasından kaynaklanır. Özellikle çok silindirli motorlarda, yakıtın tüm silindirlere eşit dağılmaması sonucu bazı silindirlerde zengin karışım oluşurken bazı silindirlerde fakir karışım oluşmaktadır. Sıcaklığın düşmesiyle birlikte ortamda yeterli oksijen olması halinde, CO oksijenle birleşerek CÛ2'e dönüşmektedir. Ancak reaksiyon hızlarının düşük olması nedeni ile fakir karışımlı motorlarda bile dönüşüm işlemi tam olarak gerçekleşemez. CO oluşumu, HFK'nın bir fonksiyonu o- HC bölgesi yanmış gaz: NO başlangıçta hızlı yanma zengin karışım HC bölgesi yanmış gaz: NO beyaz/sarı alev: is oksidasyonu yakıtça zengin bölgede is oluşumu yakıt buharı çıkışı KARIŞIM KONTROLLÜ ÖN KARIŞIMLI Şekil 2. Karışım Öncesi ve Kontrollü Karışım Yanma Fazında Dizel Bir Motorda Emisyon Oluşum Mekanizmaları (3). Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı: 34 17

4 Ekoloji çevre dergisi B. ALKAYA - A. M. YILDIRIM Yükseltgenme 2CO ^2C0 2 HC ^C0 2 + H 2 0 katalitik kaplama ile seramik yekpare sütun Oksijen ölçer indirgenme 2N0 + 2C0 2-2C0 2 * N 2 NO + CH -*C0 2 + H N 2 seramik sütunun esnek koruyucu dolgusu paslanmaz çelik koruyucu Şekil 3. Binek Arabalar İçin Bir Katalitik Konvertör Dizaynı (1). larak değişmektedir. Dizel motorlar ise HFK>1 olacak şekilde tasarımlandığından CO emisyonları daha düşük olmaktadır (3). Azot oksitler ise yanma sırasında ulaşılan yüksek sıcaklıklarda, havanın içindeki azotun, oksijen ile birleşmesi sonucu oluşur. 'lerin oluşumunu etkileyen parametreler; yanma odasındaki sıcaklık ve hava/yakıt oranıdır. Sıcaklıktaki artış ile ortamda yeterli oksijenin bulunması halinde miktarı artar. içinde genellikle NO miktarı daha fazla olup, egzoz sistemi içinde bir kısmı C>2 ile birleşerek NCVe dönüşmektedir. Benzinli motorlar ile dizel motorlarını emisyon kontrolü yönünden karşılaştırdığımızda; dizel motorlarının CO ve HC emisyonlannm benzinlilere göre daha az, emisyonlarının ise yüksek düzeyde olduğu görülür. Çünkü dizel motorlarda HFK, benzinli motorlara göre daha yüksektir. Benzinli motorlarda, aşırı zengin karışımlar dışında PM emisyonu daha azdır. Buna karşın dizel motorlarda PM emisyonları benzinli motorlara göre 20 kat daha fazladır. Dizel motorlarında oluşan katı karbon tanecikleri HFK'ya bağlı olarak yanmanın tamamlanması için yeterli zaman bulamadığı durumlarda is e- misyonuna neden olmaktadır. Burada dizel yakıtların bakiye yakıt özelliğinde olması etken bir faktördür. Bu partiküller, esas olarak yoğunlaşmış HC, kurum ve inorganik maddelerden oluşmaktadır. Benzindeki kurşun, mekanik yoldan gözenekleri kapatarak, kimyasal yoldan soy metallerle birleşerek katalizörü zehirlemekte, böylece katalizör etkinliğini ve dönüşüm verimini azaltmaktadır. Bu nedenle kurşunsuz benzin kullanılmalıdır. Günümüzde indirgenme katalizörü yerine üç fonksiyonlu katalizör, küresel parçacıklı katalizör yerine ise seramik katalizör tercih edilmektedir. Bu sistemin ana parçası olan katalitik konvertör egzoz borusu üzerine yerleştirilir. Şekil 3'te katalitik konvertör dizaynı gösterilmiştir. Üzeri yüzey alanı arttırmak için yıkayıcı ceket ile kaplanmış olan seramik yekpare sütun, taşıyıcıdır. Bu yıkama ceketinin üzerinde platin ve radyum ile kaplı aktif tabaka bulunur. Üç yönlü kavramı C0 2 'nin ve HC'lann yükseltgenmesini ve azot oksitin indirgenmesini içeren üç ayn reaksiyon tipini tanımlamaktadır. Stokiometrik oranı l'e eşit tutabilmek için egzoz borusuna motordan hemen sonra bir oksejen ölçücüsü yerleştirilmiştir. Bu ölçücünün sinyalleri yakıt/hava o- ranını kontrol eden elektronik motor yöneticisine iletilir. Üç fonksiyonlu kapalı devre egzoz gazı arıtma sisteminde, motorlarda yakıt kontrolünün gelişmesine, HFK aralığına, gaz debisi, sıcaklık ve bu şartlarda kalış süresine bağlı olarak en iyi verim sağlanmaktadır. Üç fonksiyonlu terimi CO, HC ve 'in aynı katalizörde giderilebilmesi sonucu ortaya çıkmıştır. Sistemde, CO ve NO, C0 2 ve N 2 'u oluşturmak üzere reaksiyona girerken HC ve NO, aynı gazlan ve suyu oluşturmaktadır. Üç fonksiyonlu sistemin diğerlerine göre avantajı, iyi yakıt ekonomisini ve taşıt performansını sağlamasıdır. Sistemde hava-pompası ve aspiratöre gerek duyulmamaktadır. Maliyeti azaltmak için palladyum kullanımı üzerine çalışmalar sürmektedir. Modern üç fonksiyonlu katalizörler de, en altta monolith olarak bilinen ve katalizörün şeklini veren taşıyıcı matris bulunur. Normal olarak silindir biçimli monolith, yüksek sıcaklığa karşı dirençli ve kolay şekil verilebildiği için magnezyum alüminyum silikat karışımından yapılır. Bu monolith uzunlamasına bir çok kare veya bal peteği şekilli kanallar içerir. Bunun üzerinde yüzey alanını arttıran alüminyum oksitten oluşan ara tabaka ve katalitik aktif madde olarak platin, palladyum, rodyum gibi soy metallerin ve hızlandırıcıların kullanıldığı mikron mertebe kalınlıktaki aktif üst tabaka vardır. Pt ve Pd, CH ve CO'in yükseltgenmesini, Rh ise 'in indirgenmesini hızlandırır. Bu metallerin katalizörlerdeki miktarı yaklaşık olarak 1-3 gramdır. Sadece bu aktif tabaka katalitik etki gösterir, metal veya monolith taşıyıcı malzemedir. Hızlandırıcılar ise aktif tabakadaki soy metallerin katalitik etkisini arttırmakta kullanılır. Katalizör, taşıtın çalışması sırasında mekanik geril- 18 Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı: 34

5 Low Flow Medium Flow High Flow Şekil 4. Konvertör İç Kesitinde Akış iplikçiklerinin Gösterimi (6). melere uğrar ve egzoz gazı seramik yüzeyden etkilenerek sıkıştırılır. Bu nedenle aktif madde ile kaplanmış seramik matriks, genleşme malzemesi ve paslanmaz çelikten bir gövde içine yerleştirilir. Burada hem genleşmelere karşı korunur hem de muhafazası sağlanır. Genleşme materyali, reçine ve seramik liflerden yapılarak yaklaşık o 350 C sıcaklıkta genişleyebilmesi için dizayn edilir. Bu materyal, paslanmaz çelik gövde ve katalizör arasında gaz ve su sızmalarını önleyici madde görevini görür ve katalizörü mekanik etkilere karşı korur. Katalizörlerin gövdesi genellikle küçük, paslanmaz çelikten yapılmış ve egzoz susturucusu şeklinde olup normal egzoz sistemlerine kolayca monte edilebilir. Wendland ve Matthes (6), yaptıkları çalışmalarda şeffaf bir modelin kesitinden, lazer ışığı geçirmek suretiyle, akış partiküllerini gözlediler. Akışın, birinci görme yüzeyi üzerine, sabit çaplı bir jet gibi çarptığını ve iç yapısının difüzyon duvarlarında birbirinden ayrıldığını tespit ettiler. Anlık fotoğraflardan aldıkları hız profilleri Şekil 4'te görülmektedir. Görme yüzeyleri arasına gönderdikleri ikincil havanın tüm akış şartlarında asal eksen boyunca üniform olarak dağıldığını ancak giriş borusunun çok kavisli olduğu durumlarda, konvertörün içinden geçen gaz hızının artışında ve konvertörün uzun süre kullanılmış olması durumunda üniform yapının bozulduğunu gözlediler. Pfalzgraf ve arkadaşları (7), konvertör içinde ilerleyen gaz kütlesi yavaş hareket ettiğinde, HC ve CO emisyonlarının konvertör alanına ve hücre yoğunluğuna şiddetle bağlı olduğunu tespit ettiler. Eski ve yeni konvertörlerde ayrı ayn yaptıkları deneylerde eski olanlarda standartlara yakın değerler, yeni olanlarda ise standartların çok altında emisyon değerleri gözlediler. Bressler ve arkadaşları (8) kapalı tip bir katalitik konvertörün içindeki gaz akışının zamana ve kesite bağlı olarak CFD yöntemiyle incelediler. Motor tam yükte çalıştığında, ilerleyen gazın bekleme süresi çok azaldığından konvertör veriminin düştüğünü, yan yükte ise gazın bekleme süresi daha fazla olduğundan verimde bir miktar artış olduğunu belirlerler. Partikül Tutucu Filtreler Dizel taşıt egzozlarından kaynaklanan partikül e- misyonlannı azaltmak için çeşitli ticari motorin katkı maddeleri önerilse de gerçekte en etkili önlem, tam yanmayı sağlayacak olan yanma odasının ve enjektörün bakımıdır. Şekil 5'te, dizel taşıtlarda kullanılan, seramik tek parçalı ve tel örgü biçimindeki partikül tutucu filtre görülmektedir. Bu sistem üzerine, toplanan partikülleri yakarak filtreyi temizleyen rejenerasyon elemanları da eklenmektedir. Bu sistem içinde bulunan madeni kutu, aktif kömürle doldurulmuştur. Araç durduğunda karbüratör soğur ve şamandıra kabından çıkan benzin buharı madeni kutu içinden geçer ve aktif kömürde, adsorbe olur. Aym zamanda, yakıt tankının benzin buharı ile yüklenmiş havası da bir özel emisyon kontrol borusu yardımı ile ma- Partikül Yüklü Egzoz Temiz Egzoz Şekil 5. Partikül Tutucu Filtre Yapısı (4). Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı : 34 19

6 Ekoloji çevre dergisi Tablo 1. Türkiye'de Yıllara Göre Üretilen, ihraç ithal Edilen Araç Sayıları ARAÇ TİPLERİ Otomobil Çekici Kamyon Kamyonet Otobüs Minibüs Midibüs Traktör Genel Toplam ihracat ithalat Kapasite Kullanımı % % %77 % %46 %46 % deni kutu içine taşınır. Ana yakıt borusuna paralel olan yakıt geri çevrim borusu, yakıt tankına yakıt pompası i- le bağlanmıştır. Böylece, aşırı benzinin bir kısmı yakıt tankına yakıt pompası vasıtasıyla geri pompalanır. Bu aktivite yakıt pompası içinde genişlemeye sebep olan bazı buharları da ortadan kaldırır. Böylece yakıt pompası soğumaya ve buhar kitlenmesine karşı korunur. Karter havalandırma atıkları, pozitif karter havalandırma sistemi ile değerlendirilmektedir (4). SONUÇ B. ALKAYA - A. M. YILDIRIM Motorlu taşıtlardan, düşük emisyon değerlerinde yüksek performans eldesi için, motor silindiri içindeki karışımın ve yanma prosesinin optimal koşullarda meydana gelmesi gereklidir. Egzoz emisyonlarının istenen değerlere çekilebilmesi için katalitik konvertör kullanımı bu aşamada önemli bir yer tutmaktadır. Gelecekte, tamamen kurşunsuz benzin kullanımına geçilmesi, dizel partikül tutucuların uygulamaya konması, katalizör kullanımının zorunlu hale getirilmesi ve LPG gibi alternatif yakıt ve elektrik enerjisinin taşıtlarda kullanımı gibi önlemler hava kirliliğinin azaltılması çalışmalarında çok ö- nemli bir yer tutmaktadır. Yerel yönetimler ise trafiği düzenleyecek altyapı yatırımlarını tamamlamalı, araçların kontrolünde daha etkin davranmalıdır. KAYNAKLAR 1. Yıldırım A. M., Motorlu Taşıtlardan Oluşan Hava Kirliliği ve Giderme Yöntemleri, Mühendis ve Makina, s. 447, Nisan Yıldırım A. M., Buji Ateşlemeli Motorlarda HC Oluşumuna Neden Olan Mekanizmaların Tanıtımı ve Etkili Parametrelerin İncelenmesi, Yanma ve Hava Kirliliği Kontrolü 3. Ulusal Semp., ODTÜ, Heywood J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill Book Comp., Kaytakoğlu, S., Var F. ve Öcal E., Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Kirlilik ve Giderilme Yöntemleri, Yanma ve Hava Kirliliği Kontrolü 3. Ulusal Semp., ODTÜ, Soruşbay C, Otomobillerde Kurşunsuz Benzin Kullanımı, Bilim ve Teknik Dergisi, s. 192, Wendland D.W., Visualization of Automotive Catalytic Converter Internal Flows, SAE paper No: , Pfaizgrof B., Rieger M., Ottowitz G., Closecoupled Catalytic Converters for Copliance with LEV/ULED and EG 111 Legislation-Influence of Support Meterial, Celi Density and Mass on Emission Results. SDE paper No: , Bressler H., Rammoser D., Nevmaier H., and Terres F., Experimental and Predictive Investigation of a Close Coupled Catalyst Convertor with Pulsating Flow, SDE paper No: Tüm Otomotiv Sanayii Genel ve İstatistik Bilgiler Bülteni, Ocak-Şubat-Mart 2000, Sayı: 34