Ett perfekt förbränningsfordon skulle kunna stoppa in den exakta mängden bränsle och luft i förbränningskammaren och skulle inte returnera något mer än vatten och koldioxid. Det skulle inte finnas något oförbränt bränsle eller syre. Det skulle också vara vid rätt temperatur så att oxider (”hyperaktivt” syre som aktiveras av högre temperaturer) inte skulle kombineras med kväve och kol för att bilda kväveoxider (NOx) och kolmonoxid (CO). Den här perfekta bilen skulle inte behöva en utsläppskontrollanordning.
Tyvärr är vi inte där än. Under tiden har vi avgasrecirkulationssystem (EGR), sekundärluftinsprutning och katalysatorer.
EGR-system
EGR-system lägger in en liten mängd inert gas i förbränningskammaren för att vattna ner luft-bränsleblandningen och sänka temperaturen till nivåer där NOx inte bildas. Eftersom avgaser vanligtvis inte brinner, sänker detta förbränningstemperaturen och minskar NOx-utsläppen från motorn.
Till skillnad från äldre EGR-system fungerar moderna EGR-system konstant, inte bara under retardation eller stängda gaspådrag. Nyare fordon med variabel ventiltid på både avgas- och insugskamaxlar kan justera tidpunkten så att en liten mängd avgaser sugs tillbaka in i kammaren under insugningsslaget.
Sekundära luftinsprutningssystem
Sekundära luftinsprutningssystem pumpar utomhusluft in i avgasströmmen så att oförbränt bränsle kan förbrännas. Tidiga luftsystem har en remdriven luftpump. Nyare aspirerade luftsystem använder vakuumet som skapas av en avgaspuls för att dra in luft i röret. De senaste systemen använder en elmotor för att pumpa luft. Dessa system är kritiska för katalysatorns livslängd.
Elmotorsystem kan hittas på många nya fordon som GM LS-serien, Toyota V8s och California emission Ford 3.8 V6s och 2.0 fyrcylindrig. Dessa system är vanligtvis aktiva under de första 20 till 120 sekunderna av motorns drift genom att tvinga luft nedströms in i avgasgrenrören för att oxidera de kolväten och kolmonoxid som skapas genom att köra rik vid start. Systemet injicerar rätt mängd luft med hjälp av ingångar som kylvätsketemperatur, lufttemperatur och syresensorer.
Katalytisk omvandlare
Under idealiska förhållanden kan en trevägskatalysator minska någonstans mellan 50 % och 95 % av NOx-utsläppen och 99,9 % av det oförbrända bränslet. Det är sista anhalten för föroreningar, och om ett utsläppssystem uppströms äventyras kan det bara kompensera så mycket för ökningen av avgasutsläppen.
Diagnostik
För att korrekt diagnostisera ett fordon med höga utsläpp måste du se på det som en ingenjör som tittar på hela systemet, från luftintaget till avgasröret. När ett fordon är konstruerat måste det uppfylla en specificerad utsläppsnivå. För att göra detta kommer ett ingenjörsteam att balansera systemen och få dem att fungera i harmoni så att priset är överkomligt.
