Тази публикация в блога разглежда проблема със замърсяването на въздуха от дизеловите превозни средства и ограниченията и потенциала на технологията за последваща обработка за справянето с него.
Сеул винаги е вълнуващо място. Когато вземете KTX от гара Пусан, пътувате два часа и половина и слезете на гара Сеул, често се стряскате. Особено първото нещо, което хваща окото ви, когато пристигнете на гара Сеул, е мъгливото, мрачно небе. Само три часа по-рано небето в Пусан беше ясно и прозрачно, но в Сеул често е придобивало сивкав оттенък. Това замърсяване на въздуха произтича от много по-голямото население и брой превозни средства в Сеул в сравнение с Пусан. Въпреки че жителите на Сеул, които се сблъскват с това сиво небе ежедневно, донякъде са свикнали с него, това не е единствен проблем на Сеул. Влошаващото се качество на въздуха и смогът отдавна са установени като сериозни екологични проблеми, пред които са изправени големите градове по света.
Всъщност проблемът със замърсяването на въздуха, причинено от автомобилните изгорели газове, е предмет на обществен дебат от началото на 20-ти век. Например, автомобилен музей в Аляска излага защитни средства, носени от дамите в началото на 1900 г., за да предпазят дрехите или кожата си от замърсяване с изгорели газове, което показва, че замърсяването на въздуха е било признато за проблем още от самото начало на автомобилната ера. Проблемът със замърсяването на въздуха, причинено от автомобилите, става все по-сериозен с течение на времето, което кара много страни, включително Съединените щати и Европа, да затегнат регулациите относно емисиите от превозните средства в днешно време.
По-специално, опасенията относно замърсяването на въздуха се засилват поради нарастващото търсене на дизелови двигатели, които отделят повече замърсители от бензиновите двигатели. Въпреки че дизеловите двигатели се отличават с висока горивна ефективност, те идват с компромиса да отделят повече замърсители. Следователно, разработват се различни устройства и технологии за последваща обработка за намаляване на замърсителите от дизеловите двигатели и тяхното значение се признава все повече.
Разликата между дизеловите и бензиновите двигатели започва с физическите свойства на горивото. Сравнително по-леките компоненти от петрола се класифицират като бензин, докато по-тежките компоненти се превръщат в дизел. Разликата в теглото между тези горива води до разлика в точките им на кипене (температурата, при която се изпаряват), което от своя страна определя как се впръскват в двигателя. Бензинът се смесва предварително с въздух, преди да влезе в двигателя, където горенето протича в равномерно смесено състояние. Това позволява на бензина да постигне относително пълно изгаряне. Обратно, дизеловото гориво, с по-високата си точка на кипене, влиза в двигателя отделно от въздуха. Горивото се впръсква и изгаря, след като въздухът се вкарва под високо налягане. Тази разлика кара дизеловите двигатели да отделят горивни частици, които не са реагирали напълно с кислорода. Тези частици са вредните прахови частици (PM), които са един от основните замърсители на въздуха, отделяни от дизеловите превозни средства.
Друг замърсител, генериран от дизеловите двигатели, са азотните оксиди (NOx). Тъй като дизеловите двигатели работят при високи температури и налягания, стабилните азотни молекули в атмосферата се комбинират с кислорода, за да образуват азотни оксиди. Азотните оксиди предизвикват химични реакции в атмосферата, водещи до образуването на озон и фин прах. Това може да причини респираторни и сърдечно-съдови заболявания в дългосрочен план. В същото време вещества като азотните оксиди, съдържащи се в отработените газове на превозните средства, обикновено са невидими и следователно лесно се пренебрегват. Когато обаче замърсяването се натрупа, то може да причини смог в атмосферата и да доведе до дългосрочни екологични проблеми.
Разработени са различни устройства за последваща обработка, за да се намалят проблемите със замърсяването на въздуха от дизеловите превозни средства. Представително устройство е филтърът за твърди частици (DPF), който улавя твърдите частици в отработените газове чрез филтър, намалявайки милионите частици, отделяни от двигателя, до само хиляди. DPF работи, като улавя твърдите частици вътре в своя затворен филтър, когато отработените газове навлизат, позволявайки на излизане само на чисти отработени газове. За да се поддържа функцията на този филтър, периодично трябва да се извършва процес на „регенерация“. Това включва повишаване на вътрешната температура, за да се изгорят натрупаните твърди частици. Въпреки че такива устройства могат ефективно да намалят твърдите частици, пренебрегването на поддръжката на филтъра може да доведе до запушването му, което потенциално може да доведе до увеличаване на емисиите на замърсители. Следователно, щателното управление е от съществено значение.
Друго устройство за последваща обработка е системата за рециркулация на отработените газове (EGR). EGR рециркулира част от отработените газове обратно в горивната камера на двигателя, за да понижи температурите на горене, като по този начин потиска образуването на азотни оксиди (NOx). Въпреки че EGR намалява емисиите на NOx, той има недостатъка, че потенциално може да повлияе на ефективността на двигателя. Освен това, системата за селективна каталитична редукция (SCR) е разработена за химическо неутрализиране на азотните оксиди. SCR повишава ефективността на пречистване на отработените газове чрез инжектиране на материал, съдържащ редуциращ агент, който разлага азотните оксиди в отработените газове на вода и азот. Тази технология е особено широко използвана от европейски автомобилни производители като Mercedes-Benz и BMW.
Наличието на тези устройства за последваща обработка обаче не решава всички проблеми. Автомобилните системи за последваща обработка функционират правилно само над определена температура. Те може да не работят ефективно по време на кратки пътувания или многократно шофиране с ниска скорост в градски райони. Например, повечето замърсители се отделят интензивно в рамките на около 10 минути след стартиране на двигателя, период, когато системите за последваща обработка често не могат да функционират ефективно. Освен това, някои устройства за последваща обработка имат проблеми, като например увеличаване на разхода на гориво или потенциално причиняване на генериране на други замърсители, което означава, че много предизвикателства остават нерешени.
С нарастването на опасенията относно замърсяването на въздуха, регулациите относно емисиите от автомобилните отработени газове се затягат в световен мащаб, което води до активно технологично развитие за намаляване на замърсителите. Подобряването на технологиите, за да се гарантира, че системите за последваща обработка на дизеловите двигатели поддържат постоянна ефективност и стабилност при различни условия на шофиране, ще остане критично предизвикателство. За да предаде по-добра околна среда на следващото поколение, автомобилната индустрия изисква разработването на подобрени устройства за намаляване на емисиите и иновативни технологии. Това постепенно ще допринесе за осигуряването на по-чист въздух в ежедневието ни.
