Комплексни се технологиите за почисти издувни гасови
» Моторите со внатрешно согорување за погон користат бензин или дизел гориво кое се меша со воздухот и согорува во цилиндрите. Горивото е составено од јагленоводороди (HC) кои се спој на јагленород (C) и водород (H), додека воздухот во основа се состои од кислород (O₂) и азот (N₂). При согорувањето на горивото примарно се создаваат водена пареа (H₂O) и јаглен диоксид (CO₂), но ова е само неостварлив идеал бидејќи покрај нив во издувот се појавуваат и три несакани соединенија – несогорените јагленоводороди (HC), јаглен моноксидот (CO) и азотните оксиди (NOx). Исто така во помали количини можат да се појават и алдехиди, јаглеродни киселини и сулфурни оксиди. Порано во издувот се наоѓаше и оловото заради додавањето на оловен тетраетил и тетраметил во бензинот бидејќи го спречуваа детонантното согорување. Оловните соединенија се отровни и се таложат во почвата во подрачјата покрај сообраќајниците, заради што со прописите за заштита на околината тие се исфрлени од бензинот.
Јаглен диоксидот е неотровен гас без мирис и боја чие присуство во издувот не може да се избегне. Проблемот со него е во тоа што собирајќи се во горните слоеви на атмосферата предизвикува ефект на стаклена бавча кој е причина за глобално затоплување. Јаглен моноксидот е исто така без мирис и боја, но доста е отровен бидејќи се врзува со хемоглобинот во крвта со што ја намалува можноста за пренос на кислород. Јагленоводородите неповолно делуваат на нервниот систем, а некои меѓу нив како што е бензенот имаат и канцерогени својства. Бидејќи во воздухот што моторот го всисува се наоѓа голем дел азот, тој реагира со кислородот создавајќи азотни оксиди – над 650° C азот моноксид, а на пониски температури азот диоксид, кои се многу штетни. Покрај наведеното, издувните гасови содржат и цврсти честички како што се пепелта и саѓето, кои ги има повеќе кај дизел моторите.
На составот на издувните гасови може да се влијае на два начина – со подобрување на процесот на согорување и со третирање на издувните гасови. Процесот на согорување кој најмногу влијае на составот на издувните гасови зависи од конструкцијата на комората за согорување, квалитетот на гориво и други фактори. Кај бензинските мотори доста е важно и точно одржувањето на соодносот на гориво и воздух. За да се намали температурата во цилиндрите а со тоа и количината азотни оксиди во издувот понекогаш се користи и делумна рециркулација на издувните гасови. На нив откако ќе излезат од цилиндрите може да се додаде и одредена количина воздух за несогорените јагленоводороди да можат да согорат. Бидејќи оксидацијата на тие соединенија е можна само при високи температури, воздухот се доведува непосредно зад издувните вентили.
За пречистување на штетните состојки кај бензинските мотори служи катализаторот, кој се има појавено во автомобилите во ’70-тите години. Тој е направен од посебни материјали преку кои струјат издувните гасови. Во зависност од начинот на делување може да биде оксидациски и редукциски – со првиот вид се врши оксидација на јагленород моноксидот односно несогорените јагленоводороди а вториот е задолжен за азотните оксиди. Катализаторот се состои од активен (каталитички) слој и носач на активниот слој. Каталитичкиот слој е од благородни метали – платина, родиум или паладиум кои се нанесуваат во доста мали количини, додека носачот на активниот слој најчесто се изработува од керамика. Катализаторот има саќест облик со голем број канали (повеќе од 100 на cm²) низ кои струјат издувните гасови. Бидејќи за дополнителна оксидација е потребен кислород, непосредно пред катализаторот се доведува воздух. Дополнителната оксидација предизвикува ослободување на топлина и зголемување на температурата во катализаторот, особено кога смесата е богата, заради што катализаторите мораат топлински добро да се изолираат.
Денешните катализатори се со тројно делување, што значи дека ги елиминираат сите три главни негативни состојки во издувните гасови – јаглен моноксидот, несогорените јагленоводороди и азотните оксиди. Катализаторите се доста чувствителни на нечистотија и посебно на оловото во бензинот кое се таложи на активниот слој и го прави катализаторот неупотреблив, заради што моторите на возилата кои имаат катализатор мора да користат само безоловен бензин. Катализаторите со тројно делување се чувствителни и на односот на бензин и воздух заради што моторот мора да работи со приближно стехиометриска смеса, за да можат истовремено да вршат и редукција на азотните оксиди и оксидација на јаглен моноксидот.
За редукција на азотните оксиди, посебно кај дизел моторите за чиј процес на согорување е потребно повеќе воздух, се користи и EGR техниката со која дел од издувните гасови се враќаат во цилиндрите. Со тоа се намалува количината слободни молекули на кислород и азот кои во услови на висока температура и под притисок се спојуваат, со што настануваат непосакуваните азотни оксиди. Повратните гасови можат да сочинат и до 30 отсто од волуменот, но сепак зголемувањето на нивната количина доведува до понеквалитетно согорување што резултира со повеќе цврсти честички. Азотните оксиди се намалуваат и со SCR катализатори кои се дел од издувниот систем и користат AdBlue адитив, кој е раствор на уреа во вода. Вбризган во издувните гасови под дејство на топлината тој се разградува на амонијак, кој пак хемиски реагира со азотните оксиди разложувајќи ги на азот и водена пареа. AdBlue адитивот се чува во посебен резервоар и неговата потрошувачка обично е од 2 до 6 отсто од потрошувачката на дизел гориво.
