Een perfect voertuig met interne verbrandingsmotor zou in staat zijn om de exacte hoeveelheid brandstof en lucht in de verbrandingskamer te brengen en zou niets meer dan water en koolstofdioxide teruggeven. Er zou geen onverbrande brandstof of zuurstof zijn. Het zou ook op de juiste temperatuur zijn, zodat oxiden ("hyperactieve" zuurstof ingeschakeld door hogere temperaturen) niet zouden combineren met stikstof en koolstof om stikstofoxiden (NOx) en koolmonoxide (CO) te vormen. Deze perfecte auto zou geen emissiecontrolesysteem nodig hebben.
Helaas zijn we er nog niet. Ondertussen hebben we uitlaatgasrecirculatiesystemen (EGR), secundaire luchtinjectie en katalysatoren.
EGR-systemen
EGR-systemen brengen een kleine hoeveelheid inert gas in de verbrandingskamer om het lucht-brandstofmengsel te verdunnen en de temperaturen te verlagen tot niveaus waar geen NOx wordt gevormd. Aangezien uitlaatgassen normaal gesproken niet verbranden, verlaagt dit de verbrandingstemperatuur en vermindert de NOx-emissie van de motor.
In tegenstelling tot oudere EGR-systemen werken moderne EGR-systemen constant, niet alleen tijdens vertragingen of gesloten gashendels. Nieuwere voertuigen met variabele kleptiming op zowel uitlaat- als inlaatnokkenassen kunnen de timing aanpassen zodat een kleine hoeveelheid uitlaatgas tijdens de inlaatslag terug in de kamer wordt gezogen.
Secundaire luchtinjectiesystemen
Secundaire luchtinjectiesystemen pompen buitenlucht in de uitlaatstroom zodat onverbrande brandstof kan worden verbrand. Vroege luchtsystemen hebben een riemaangedreven luchtpomp. Nieuwere aangezogen luchtsystemen gebruiken het vacuüm dat wordt gecreëerd door een uitlaatpuls om lucht in de pijp te trekken. De nieuwste systemen gebruiken een elektromotor om lucht te pompen. Deze systemen zijn cruciaal voor de levensduur van de katalysator.
Elektrische motorsystemen zijn te vinden op veel nieuwe voertuigen, zoals de GM LS-serie, Toyota V8's en de Californische emissie Ford 3.8 V6's en 2.0 viercilinders. Deze systemen zijn typisch actief tijdens de eerste 20 tot 120 seconden van de werking van de motor door lucht stroomafwaarts in de uitlaatspruitstukken te persen om de koolwaterstoffen en koolmonoxide te oxideren die ontstaan door rijk te worden bij het opstarten. Het systeem injecteert de juiste hoeveelheid lucht met behulp van inputs zoals koelvloeistoftemperatuur, luchttemperatuur en zuurstofsensoren.
Katalysator
Onder ideale omstandigheden kan een driewegkatalysator ergens tussen 50% en 95% van de NOx-emissies en 99,9% van de onverbrande brandstof verminderen. Het is de laatste stop voor verontreinigende stoffen, en als een emissiesysteem stroomopwaarts in gevaar komt, kan het de toename van de uitlaatemissies slechts in beperkte mate compenseren.
Diagnose
Om een goede diagnose te stellen van een voertuig met een hoge emissie, moet u ernaar kijken als een ingenieur die naar het hele systeem kijkt, van de luchtinlaat tot de uitlaatpijp. Wanneer een voertuig is ontworpen, moet het voldoen aan een bepaald emissieniveau. Om dit te doen, zal een technisch team de systemen in evenwicht brengen en ze in harmonie laten werken, zodat de prijs betaalbaar is.
