Η ρύπανση του περιβάλλοντος (Μέρος 2ο)

Σήμερα στον κόσμο κυκλοφορούν περισσότερα από 1 δισεκατομμύριο αυτοκίνητα, τα οποία προσφέρουν ελευθερία μετακινήσεων σε διαφορετικές κατηγορίες επιβατών.

Εκτός από τα καυσαέρια που παράγουν οι μηχανές εσωτερική καύσης το αυτοκίνητο ξεκινάει από την κατασκευή του, δηλαδή από τα πλαστικά ,τα μεταλλικά και συνθετικά υλικά τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία του. Το θέμα είναι ότι η αυτοκινητοβιομηχανία θα μπορούσε να επιλέξει υλικά κατασκευής με περισσότερη σοφία, τα οποία θα μπορούσαν να ανακυκλωθούν ευκολότερα και πιο ολοκληρωμένα.

Οι βασικοί ρυπαντές που παράγει ένα αυτοκίνητο και για τους οποίους θα γράψουμε παρακάτω είναι το 1% - 2% και βρίσκονται στα καυσαέρια. Η καταλυτική τεχνολογία προσπάθησε να εκμηδενίσει αυτό το 1 με 2 %, αλλά δεν τα κατάφερε στον απόλυτο βαθμό. Γι’ αυτό η Καλιφόρνια εφάρμοσε σχέδιο με το οποίο στοχεύουν το 10% των αυτοκινήτων να έχει μηδενικά καυσαέρια, ξεκινώντας το εγχείρημα αυτό το 2004.

Παρατηρήθηκε επίσης ότι το CO είναι πολύ λιγότερο όταν το καύσιμο είναι το υγραέριο, επειδή εξασφαλίζεται καλύτερη ομοιογένεια στη σχέση Αέρα/Υγραερίου, σε σχέση με το λόγο Αέρα/Βενζίνης. Επίσης στο υγραέριο παρατηρείται μειωμένη ποσότητα HC.

Βασικοί ρυπαντές

Όπως αναφέραμε παραπάνω θα γράψουμε κάποια πράγματα για τους βασικούς ρυπαντές που παράγει το αυτοκίνητο. Επομένως έχουμε τους εξής:

•Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)

    1. Είναι ένας πρωτογενής ρυπαντής, ο οποίος παράγεται από ατελή καύση, λόγω έλλειψης οξυγόνου στον θάλαμο καύσης (Θ.Κ.)

    2. Αν το μίγμα είναι φτωχό δηλαδή αποτελείται από περισσότερο οξυγόνο και θεωρητικά δεν πρέπει να παράγεται CO. Στην πράξη όμως γίνεται το αντίθετο επειδή:

    A. Το CO γίνεται CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) λόγω οξείδωσης από το περίσσιο οξυγόνο.

    B. Είναι ανομοιογενής η διανομή του καυσίμου στο θάλαμο καύσης.

    C.Οι θερμοκρασίες των τοιχωμάτων των κυλίνδρων είναι χαμηλές, οπότε δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί καύση. Η θερμοκρασία της φλόγας ξαφνικά πέφτει και σβήνει μόλις φτάσει στα τοιχώματα. Οι περιοχές αυτές λέγονται «ζώνες ψύξης».

•Υδρογονάνθρακες (HC)

Οι υδρογονάνθρακες είναι ουσιαστικά άκαυστη βενζίνη η οποία εξέρχεται από την εξάτμιση χωρίς να παίρνει μέρος στην καύση. Οι HC δεν εκπέπονται ως καυσαέρια, αλλά εξέρχονται συχνά ως άκαυστοι. Οι υδρογονάνθρακες προέρχονται:

    1. Από το παλάντζο των βαλβίδων, δηλαδή τον χρόνο στον οποίο οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι ταυτόχρονα ανοιχτές και κάποια ποσότητα HC βγαίνει έξω από τον θάλαμο καύσης μέσω της βαλβίδας εξαγωγής.

    2. Κακή ανάφλεξη, δηλαδή κάποια ποσότητα άκαυστων αερίων μπορεί να παραμείνει στον θάλαμο καύσης μετά από κακή ανάφλεξη. Αυτό συμβαίνει γιατί δεν διοχετεύεται κατάλληλη ποσότητα οξυγόνου στους κυλίνδρους.

    3. Λανθασμένη αναλογία αέρα-καυσίμου, όταν το μίγμα γίνεται πλουσιότερο η ποσότητα των HC στα καυσαέρια αυξάνεται πάνω από το όριο. Αυτό προκαλείται λόγω ατελούς καύσης (λιγότερο οξυγόνο). Επίσης με φτωχό μίγμα πάνω από κάποιο όριο πάλι αυξάνονται οι HC.

•Οξείδια του αζώτου (ΝΟχ)

Αποτελούν χημική ένωση του αζώτου με το οξυγόνου μέσα στο μίγμα, όταν η θερμοκρασία μέσα στο θάλαμο καύσης ξεπεράσει τους 1800 0C. Για να γίνει αυτό πρέπει να υπάρχει υψηλή θερμοκρασία και μεγάλη συγκέντρωση οξυγόνου. Οπότε τα οξείδια του αζώτου σχηματίζονται κυρίως σε φτωχά μίγματα κατά τη διάρκεια πλήρους καύσης.

Οι παράγοντες που συντελούν στον σχηματισμό των NOx είναι:

    1. Η μέγιστη θερμοκρασία που δημιουργείται στο θάλαμο καύσης

    2. Η σχέση αέρα – καυσίμου

Για να μειωθούν τα οξείδια του αζώτου θα πρέπει:

    1. Να μην υπερβαίνει τους 1800 0C η θερμοκρασία μέσα στο θάλαμο καύσης.

    2. Μικρότερος χρόνος επίτευξης υψηλών θερμοκρασιών με ρύθμιση του χρονισμού ανάφλεξης.

    3. Μείωση ποσότητας του οξυγόνου ρυθμίζοντας τη σχέση αέρα – καυσίμου.

Η μικρότερη συγκέντρωση NOx παρατηρείται σε μια σχέση αέρα – καυσίμου 16:1 (16 μέρη αέρα προς 1 μέρος καυσίμου) δηλαδή σε φτωχό μίγμα. Ο λόγος είναι ότι η καύση είναι πιο αργή και εμποδίζει τη θερμοκρασία της φλόγας να ανέβει σε υψηλά επίπεδα.  

Αυτά συμβαίνουν με τη ρύπανση του περιβάλλοντος και τις σημαντικές επιπτώσεις της στον άνθρωπο. Τα αυτοκίνητα μπορούν να γίνουν πιο οικολογικά σε όλους τους τομείς τους, αρκεί μόνο να πάρουν οι αρμόδιοι την απόφαση. Ο κόσμος μας αλλάζει και όχιι προς το καλύτερο. Ας τον αλλάξουμε για το καλύτερο...