Partikül Tamiri

Dizel yakıtın yanmasında farklı türde atıklar oluşur. Motor soğukken egzost gazı bileşenlerinden doğrudan tespit edilenler ise beyaz veya mavi duman olarak damlacık şeklinde kısmen oksitlenmiş ya da hiç oksitlenmemiş hidrokarbonlar ve özgün dokulara sahip aldehitlerdir. Dizel motorlarda gaz halde atılan zararlı maddelerin yanında toz haldeki katı maddeler de egzost gazı ile dışarı atılır, bu katı maddelere “partikül” denir, bunlar sağlığa ve çevreye zararlı maddeler sınıfına girerler.

Partikül terimi, sürtünme, bölünme, erozyon, yoğuşma ve tam yanmama sonucu oluşan katı veya sıvı tüm küçük parçacıklar için kullanılır. Bu prosesler farklı şekil, büyüklük ve yapıda partiküller oluştururlar. İs partikülleri bir dizel motorun yanma prosesi esnasında meydana gelir. İs partikülleri mikroskobik boyutta küçük karbon küreleridir ve çapları yaklaşık 0,05 μm’dir. Çekirdeklerinde saf karbondan oluşurlar. Bu çekirdekte değişik hidrokarbon bileşikleri, metal oksitler ve kükürt birikir. Partiküller boyut itibariyle gazların içinde dolaşacak ve organizmaya zarar verecek kadar küçükse, havadaki zararlı madde özelliğinde olurlar.

Bazı hidrokarbon bileşikleri sağlığa zararlı olarak kategorize edilir. İs partikülünün tam olarak hangi bileşenlerden oluştuğu; motor teknolojisine, kullanım şartlarına ve yakıta bağlıdır.

Dizel motorlarda partikülleri azaltmaya yönelik önlemler, modern çevre normlarına uyum sağlamak açısından büyük önem taşır. Egzost emisyonlarının düşürülmesi hem hava kalitesini artırır hem de motorun daha verimli çalışmasını sağlar. Bu nedenle özellikle EURO emisyon normlarının devreye girmesiyle birlikte araç üreticileri yanma kalitesini artıran, yakıt-hava karışımını optimize eden ve egzoz sonrasında zararlı maddeleri filtreleyen pek çok farklı teknoloji geliştirmiştir.

Motorun içindeki önlemler, emisyonların kaynağında azaltılmasını amaçlar. Yanmada etkin bir iyileştirme yapılması zararlı maddelerin hiç oluşmamasını sağlar. En uygun hava akış şartları için emme ve egzost kanallarının tasarımı, pompa-enjektör teknolojisi ile yüksek püskürtme basınçları ve yanma odasının tasarımı bu kapsamda değerlendirilir. Daha iyi atomize edilmiş yakıt püskürtmesi daha homojen bir karışım sağlar, bu da dizelin daha temiz ve daha verimli yanmasını mümkün kılar. Ayrıca piston geometrisinin optimize edilmesi de yanma sırasında oluşan türbülansı doğru şekilde yönlendirerek kurum oluşumunu azaltır.

Motorun dışındaki önlemler ise egzoz sonrası oluşan kurum partiküllerinin havaya karışmasını engellemek amacıyla geliştirilmiştir. Bu noktada dizel partikül filtreleri (DPF), modern dizel araçların vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. DPF sistemleri, egzost gazı içerisindeki kurum partiküllerini tutar ve daha sonra rejenerasyon adı verilen işlemle bu biriken kurumları yüksek sıcaklıkta yakarak filtreyi temizler. Rejenerasyon işlemi pasif veya aktif olabilir; pasif rejenerasyonda egzoz sıcaklığı kendiliğinden yeterli seviyeye ulaşır, aktif rejenerasyonda ise motor yönetim sistemi belirli ayarlamalar yaparak sıcaklığı yükseltir.

Katkılı sistem, motora uzak bölgede konumlandırılmış partikül filtresi olan araçlarda kullanılır. Egzost gazının filtreye ulaşana kadar sıcaklığını kaybetmesi nedeniyle partikül yakma sıcaklığına erişmek zor olabilir; bu yüzden sistem, yanmayı kolaylaştıran özel katkılar kullanır. Katkısız sistem ise motora yakın yerleştirilmiş partikül filtrelerinde uygulanır. Filtrenin sıcak ortamda bulunması, katkıya gerek kalmadan kurumların uygun sıcaklıkta yakılmasını sağlar. Günümüzde birçok yeni nesil dizel araç, katkısız filtre teknolojisini tercih etmektedir.

Dizel Partikül Filtresinin yapısı da oldukça özeldir. Silisyum karbür malzemeden üretilmiş petek formundaki seramik gövde, yüksek ısıya dayanıklıdır ve partikülleri tutma konusunda son derece etkilidir. Kanalların yarısının girişte, diğer yarısının çıkışta kapalı olması, gazın gözenekli duvarlardan geçerek partiküllerin tutulmasını sağlar. Silisyum karbürün yüksek ısı dayanımı, termal şok direnci ve filtreleme kabiliyeti bu malzemeyi ideal kılar. Filtre, düzenli rejenerasyon sayesinde uzun süre verimli bir şekilde çalışır; ancak doğru yakıt kullanımı, motor bakımının aksatılmaması ve uygun sürüş koşulları filtre ömrü için büyük önem taşır.

Modern dizel teknolojilerinde DPF sisteminin rolü sadece emisyon azaltmakla sınırlı değildir; aynı zamanda motor performansını korur, turbonun kurum nedeniyle zarar görmesini önler ve motorun ideal çalışma değerlerini korumasına yardımcı olur. Günümüzde birçok ülkede DPF’siz kullanım yasaktır ve filtre iptali ağır cezalarla sonuçlanabilir. Çünkü partiküller özellikle çocuklar, yaşlılar ve solunum hassasiyeti olan bireyler için ciddi sağlık riskleri oluşturur.