يطلق على خروج غازات العادم من ماسورة العادم اسم انبعاثات العادم. ويتم الاهتمام بشكل خاص بمدى توافر مكونات محددة بعينها في غازات العادم، مثل أول أكسيد الكربون والرصاص وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وعناصر أخرى. ولكي لا ترتفع ملوثات الهواء الناجمة عن محركات الاحتراق الداخلي إلى حد غير محتمل، قامت معظم الدول المتقدمة صناعياً بسن قوانين تحد من هذه الانبعاثات. ومن ذلك ما حدث أولاً في ولاية كاليفورنيا في عام 1966 ثم في بقية الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1968 ودول المجموعة الأوروبية في عام 1971.
ضبط الانبعاث - emission control
غاز العادم - exhaust gas
غازات العادم هي المكوّنات الغازية لخليط الهواء والوقود الناتجة عن عملية الاحتراق في المحرك. وتشكل المكونات غير الضارة ما نسبته حوالي 96-98 % من إجمالي غازات العادم (مثل ثاني أكسيد الكربون CO2، والماء H2O ، والنيتروجين N2)، وبسبب الاحتراق غير المكتمل يخرج ما نسبته حوالي 2-4 % من المكونات الضارة. وهي تتكون من:
1) هيدروكربونات (CH) غير محترقة أو محترقة جزئياً وأول أكسيد الكربون (CO)
2) بعض المنتجات الجانبية لعملية الاحتراق مثل
- أكاسيد النيتروجين (NO ،NOx)
- أكاسيد الرصاص وأكاسيد الكبريت وهالوجينات الرصاص
- الأوزون والسناج، الخ.
في محركات أوتّو (محركات البنزين) تكون نسبة أول أكسيد الكربون مرتفعة جداً في حالتي اللاحمل و الحمل الكامل لأن المحرك في حالتي التشغيل هاتين يعمل بخليط غني نسبة الهواء. وفقاً للمادة 47 من اللائحة الألمانية للمرور وترخيص المركبات يجب أن يراعى عند تصنيع المركبات الحرص على عدم تجاوز الحد الذي لا يمكن تجنبه من نسبة تلوث الهواء عن طريق غازات العادم وذلك بحسب ما وصل إليه التطور التقني المعني في هذه الصناعة.
ينبغي ألا تتجاوز النسبة الحجمية لانبعاثات أول أكسيد الكربون CO نسبة 3.5 + 1 % من غازات العادم. وبشكل عام يكون الاحتراق في محرّكات الديزل أكثر اكتمالا منه في محرك البنزين. إن درجة اكتمال الاحتراق، وما يتبعه من نسب مكونات العادم والقدرة واستهلاك الوقود، كل ذلك يعتمد على عدة عوامل من بينها خليط الوقود والهواء، ودرجة تجانس الخليط، ودرجة حرارة الاحتراق. إلا أنه عندما تكون نسبة أول أكسيد الكربون CO والهيدروكربونات CH قليلة، فإن نسبة أول أكسيد النيتروجين NO تكون كبيرة جداً (انظر الشكل). ويلاحظ أنه في نطاق العزم الأقصى تتكون نسب أعلى من CO وCH. ويوضح الشكل كذلك أنه من غير الممكن تقليل نسب CO وNO وCH إلى الحد الأدنى من خلال تعديل نسبة الخليط. ففي ظل نقص الهواء (""خليط غني"") وبسبب عدم اكتمال الاحتراق تتكون نسب عالية من CO وCH. أما في حالة زيادة الهواء (""خليط فقير"") تكون نسب CO وCH عند الحد الأدنى، غير أن نسبة NO تكون عند حدها الأقصى. ويكون تركيز نسبتي كل من CH وNO في العادم أقل من تركيز نسبة CO، لذلك تعطى قيمتا تركيزهما بوحدة ppm (أجزاء في المليون) مثلاً أو بوحدة سم3/م3.
فحص غازات العادم - exhaust gas emission test
طبقاً لاختبار أوروبا المُزمع تطبيقه قريباً في أوروبا الغربية، فإنه لا يجوز في حالة المركبات واجبة الترخيص تبعاً لاختبار اللجنة الاقتصادية الأوروبية (ECE) النمط I، أن تتخطى هذه المركبات القيم الحدية لمكوّنات المواد الضارة في العادم، تلك المنصوص عليها في بيان العرض العام للمواصفات القياسية.
وقد تمت إضافة كل من النمط II و III في هذا الاختبار حتى يتم استيفاء اللوائح اللازمة للترخيص على النحو الأكمل.
1.) ينص اختبار النمط I التابع للجنة الاقتصادية الأوروبية ECE -R 15/04:
أنه يلزم على جميع المركبات التي تصدر لها ترخيصات جديدة أن تسير وفقاً لهذه المعايير، وذلك اعتباراً من الأول من اكتوبر لعام 1986،
وقد قام الكثيرون من مُصنّعي السيارت بتطبيق هذه المعايير اليوم بالفعل.
2.) اختبار النمط II : انبعاثات أول أكسيد الكربون،:
يجب ألا تتخطى هذه الانبعاثات نسبة 3.5 من إجمالي نسبة أول أكسيد الكربون المنبعث من غاز العادم في حالة اللاحمل.
3.) اختبار النمط الخاص بعلبة المرافق: يجب ألا تتخطى المكونات الهيدروكربونية المنبعثة من علبة المرافق التي لا يمتصها المحرك مرة آخرى نسبة 0.15 % من كمية الوقود التي يستهلكها المحرك
تحليل غازات العادم - exhaust gas analysis
" تتم معرفة نسب مكوّنات العادم بطرق عدة، مثل الاستدلال بكمية الحرارة المنبعثة، والاستدلال بالموصلية الحرارية، والأشعة تحت الحمراء .. الخ.
وفقاً للملحق الثالث عشر من اللائحة الألمانية للمرور وترخيص المركبات يُجرى فحص العادم للمركبات الجديدة على منصات اختبار للقدرة. في هذا الفحص لا بد أن يمر المحرك بأربع دورات متتالية من التحميل تتم بموجب برنامج تحميل سابق التحديد. ويتم جمع كمية العادم الكلية في أكياس ثم تقييمها. انظر: (الاختبار الأوروبي). ويجب عدم تجاوز قيم حدية معينة. فحص العادم، اختبار العادم
"
اختبار العادم - exhaust gas emission test
هنا يتم تحديد محتوى أول أكسيد الكربون (CO) في غاز العادم. اللائحة الرسمية الخاصة بتجهيزات قياس COالواردة في الملحق الخامس من اللائحة الألمانية للمرور وترخيص المركبات لا تحققها سوى أجهزة قياس CO التي تعمل بطريقة الأشعة تحت الحمراء.
يجب استعمال أجهزة الأشعة تحت الحمراء في رابطة الرقابة التقنية الألمانية TـV وفي هيئات المرور وفي الورش التي لديها تصريح رسمي بإجراء الفحص البيني.
منذ الأول من يناير/كانون الثاني عام 1983 أصبح لزاماً على كل المنشآت، التي تجري أعمال إصلاح السيارات، أن تستخدم أجهزة معيَّرة لقياس أول أكسيد الكربون بالعادم.
في حالة السيارات التي تخضع لفحص خاص للعادم ASU بدءًا من أول إبريل/نيسان 1985 (وفقاً للمادة 47 A و 47 B من اللائحة الألمانية للمرور وترخيص المركبات)، يجب ألا تتجاوز النسبة الحجمية لأول أكسيد الكربون في غاز العادم القيمة 3.5 + 1 %.
وإذا ما وضع المُصنّع قيماً مستهدفةً أكثر تشدداً لأحد أنواع السيارات، فينبغي حينئذ استخدام تلك القيم."
جهاز تحليل غازات العادم - exhaust gas analyzer
يستخدم هذا الجهاز لتحليل مكوّنات غاز العادم المنبعث من محركات الاحتراق الداخلي. ويسمح تحديد مكونات غازات العادم - الذي يتم بواسطة هذا الجهاز – باستنتاج الكيفية التي تمت بها عملية الاحتراق. وغالباً ما تستخدم اليوم أجهزة التحليل هذه في المجالات العلمية والبحثية.
جهاز فحص غازات العادم - exhaust gas tester
جهاز يقوم بشفط جزء من غازات عوادم السيارة عن طريق حسّاس غاز العادم، حيث تظهر قيم غاز العادم على شاشة عرض. وتُستخدم هذه الأجهزة للتشخيص في السيارات ذات محرك البنزين أو محرك ديزل، وكذلك لفحص انبعاثات العادم المنصوص عليها في بعض الدول. كما تستخدم في السيارات ذات محرك البنزين خلايا لقياس نسبة المواد الضارة، مثل أول أكسيد الكربون، والمُركّبات الهيدروكربونية (الهيدروكربونات)، وأكاسيد النيتروجين (أكاسيد نيتروجينية)، ومُكوّنات غاز العادم، كثاني أكسيد الكربون والأكسجين. ومن واقع نسب مُكوّنات العادم، تحسب نسب مُكوّنات الخليط وتعرض عن طريق حسّاس لامدا. أمّا في السيارات ذات محرك ديزل فتُقاس نسبة تَعَكُّرغاز العادم (نسب الجسيمات الضارة) في خلية قياس مُعينة.
علبة العادم - [silencer [UK] / muffler [US
تتمثل وظيفتها في تمديد وتبريد غازات العادم الصادرة عن المحرك. يعمل خافض الصوت المُركّب في علبة العادم على تقليل ضجيج خروج غازات العادم، وتقوم ماسورة العادم بتمرير الغازات من علبة العادم إلى الخارج من موضع مناسب بالنسبة لسائق السيارة والسيارة وحركة المرور.
منظومة العادم -exhaust system
منظومة يُقصد بها جميع الأجزاء الناقلة لغاز العادم في السيارة، وتتكوّن من: مُجمّع العادم، وماسورة سروالية، ومواسير العادم، وعلب العادم، وعناصر ربط، وموانع تسرب، وقامطات، وعناصر تعليق، ومُحوّل حفزي، وفلتر جسيمات السناج. تُستخدم في أغلب الأحيان ألواح الصُلب والألومنيوم والصلب غير قابل للصدأ في تصنيع منظومة العادم.
منظومة شفط العادم - exhaust extraction system
منظومة يتم بواسطتها شفط غازات العادم من المركبة ذات المحرك في الحيوز المُغلقة، وتصريفها إلى الخارج، حيث يقوم موتور المروحة الشفاطة بتوليد ضغط خوائي على جانب السحب، يظهر أثره من خلال شفط غازات العادم مُباشرةً عند طرف منظومة العادم عبر مجموعة من الخراطيم المرنة والأنابيب الصلبة. وعلى جانب الضغط لموتور المروحة يتم نقل غازات العادم عبر الأنابيب الصلبة وتصريفها إلى الخارج.
لمبة التحذير من وجود خلل بالعادم (لمبة الخلل الوظيفي MIL)
[exhaust warning lamp (MIL) [UK] / exhaust warning light (MIL) [US
أكاسيد نيتروجين (NOx)
(nitrogen oxide (NOx
هو المصطلح العام الذي يشمل مُركبات النيتروجين والأكسجين (N20، NO، NO2 حتى N2O5). يُعد أكسيد النيتروجين (NO) الذي ينشأ عند درجات حرارة الاحتراق العالية هاماً بالنسبة لغازات العادم. أصبح أكسجين الهواء في عصرنا الحالي يتحول بشكل سريع إلى غاز أكسيد النيتروجين (NO2) الضار. وتبلغ نسبة أكسيد النيتروجين NO في العوادم الصادرة عن محركات أوتّو حوالي 90%. تعتبر أكاسيد النيتروجين NO و NO2 من مسممات الدم، وتؤدي في حالة تركيزها لدرجة معينة إلى حدوث حرقان بالعيون وتهيجات وأضرار أخرى بالجهاز التنفسي. وينتج حامض النيتريك عند اتحاد أكسيد النيتروجين مع الماء. تبلغ نسبة أكاسيد النيتروجين (NOx) في الجو الناتجة عن حركة المرور وحدها حوالي 55%.
التحكم في درجة حرارة سائل التبريد - coolant temperature control
مُهمة هذا التحكم هي الوصول إلى درجة حرارة التشغيل بأسرع ما يمكن، والحفاظ على استقرارها في جميع ظروف التشغيل، في النطاق الأمثل للمواد المصنوع منها المحرك ولعملية الاحتراق. وهذا يؤثر بشكل واضح على كل من البلى، ومُعدل استهلاك الوقود، وانبعاثات العادم، وذلك في مرحلة دوران المحرك على البارد وجزئياً في مرحلة التسخين. ويتأثر كلٌّ من مُعدل استهلاك الوقود وانبعاثات المواد الضارة بشكل أساسي بعاملين اثنين، هما: درجة حرارة التشغيل، والزمن اللازم للوصول إليها. ويظهر أثر درجة الحرارة المُرتفعة لسائل التبريد والمُكوّنات وزيت المحرك في خفض مُعدل استهلاك الوقود بحوالى 0.1% لكل ارتفاع في درجة الحرارة مقداره 10 °س. كذلك تؤدي درجات الحرارة شديدة الارتفاع إلى حدوث فقد في القدرة وزيادة في مُعدل الانبعاثات. وهما ينتجان بسبب سخونة هواء السحب وخاصة في نطاق الحمل الكامل، مما يدفع منظومة التحكم في الخبط لاستدعاء نمط الإشعال المُتأخر. وفي مرحلة دوران المحرك على البارد، تتكاثف بعض جزيئات الوقود في قناة السحب أو في غرفة الاحتراق. ولهذا تقوم تجهيزة بدء الدوران على البارد حيندئذ بمُهمة إغناء الخليط (لتعويض هذا التكثف)، وهو ما يتبعه زيادة في من مُعدل استهلاك الوقود وفي انبعاثات المواد الضارة.
تصميم لمحركات تعمل بخليط فقير - lean-burn combustion system
هو أحد الحلول المُتّبعة لتقليل كمية العادم المنبعثة من المحرك.وينبني هذا التصميم على أحد خصائص محرك الاحتراق الداخلي: إذ تعود نسب أكاسيد النيتروجين للانخفاض مرة أخرى في نطاق لامدا λ من 1.2 إلى 1.3 انظر نسبة الهواء. يمكن اعتبار هذا التصميم إذن تطويراً بموجبه "يُقاد" المحرك - مع وجود فائض من الهواء يزيد عن 20% - في نطاقات تشغيل واسعة. يسمح هذا التصميم بتقليل نسب غاز أول أكسيد الكربون والمركبات الهيدروكربونية وأكاسيد النيتروجين، كما أنه يؤدي إلى عمل المحرك على نحو موفر للوقود، إلا أنه يستلزم أيضاً إجراء تعديلات معينة في مجمعي السحب والعادم وفي حيز الاحتراق، إذ من المعتاد في هذا التصميم أن يجري تدويم للخليط في مجمع السحب.المشكلة الرئيسية في هذا التصميم هي الارتجاج الناتج عن افتقار الخليط وارتفاع درجة حرارة الاحتراق.وبعكس المحركات المزودة بمحولات حفزية، يكون المحرك المصمم بهذه الطريقة فعالاً بعد زمن قصير من بدء الدوران على الباردوقد قام عدد من مصنعي المحركات - في الآونة الأخيرة - بإنتاج محركات تعمل وفق هذا التصميم.
حدّ الدخان - smoke limit
في محرك ديزل يشير حدّ الدخان إلى بلوغ حد الإجهاد الذي تتلون فيه غازات العادم بلون داكن بفعل تكوّن السناج .وتُعد الزيادة المفرطة في كمية تصرّف المضخة، نتيجة الضبط الخاطئ لمضخة الحقن، من أكثر أسباب حدوث هذه الظاهرة.
قامطة ماسورة العادم - exhaust manifold clamp
أداة يتم عن طريقها ربط ماسورتي عادم أو علبتي عادم بمنظومة العادم سوياً بطريقة القمط. تصنع قامطات ماسورة العادم من الصُلب الكربوني أو الصلب غير قابل للصدأ، كما تُتاح منه أشكال وأقطار مختلفة.
حامل ماسورة العادم - exhaust hanger
هو تجهيزة في منظومة العادم يتم فيها تركيب مطاط تعليق ماسورة العادم.وبهذه الكيفية تصبح منظومة العادم مُعلّقة بأرضية السيارة بشكل منعزل عن الضوضاء والاهتزازات. تزوَّد منظومة العادم بعدة حوامل لماسورة العادم، وهي إمّا أن تكون ملحومة بمنظومة العادم أو مُثبتة بواسطة قامطات قابلة للفك.
.jpg)
مطاط تعليق ماسورة العادم - exhaust hanger rubber
مطاط يربط منظومة العادم بأرضية السيارة ربطاً عازلاً للاهتزازات والضوضاء، كما تَحوُل خواصه المرنة دون تكوّن تشققات في منظومة العادم. وبذلك تستطيع منظومة العادم احتواء اهتزازات المحرك وعزوم الضبط لمحرك الإدارة دون عوائق. والمطاط هو المادة المعتاد استخدامها، وتُستخدم مادة السيليكون كذلك ولكن لأغراض خاصة. وغالباً ما تؤدي المواضع المتآكلة التي لا يتم التعرف عليها في مطاط تعليق ماسورة العادم إلى حدوث أعطال مبكرة بمنظومة العادم.
حساس غاز العادم وأكاسيد النتروجين - exhaust gas sensor for NOx content
حسّاس العادم لقياس نسبة أكسيد النيتروجين (AS-NO)
حسّاس ذو غرفتين، يوجد خلف المُحوّل الحفزي.ويعمل من ناحية على قياس معامل لامدا، ومن ناحية أخرى على قياس أكسيد النتروجين. إذا ارتفعت نسبة أكسيد النتروجين بدرجة كبيرة، فإن هذا يعتبر مؤشراً على امتلاء المُحوّل الحفزي الخازن.
رادياتير إعادة تدوير غاز العادم - cooler for exhaust gas recirculation
هو مُبادل حراري يعمل على خفض حرارة العادم المُرتد في أنبوب السحب. وبالتالي تنخفض درجة حرارة عملية الاحتراق، فيقل مُعدل تكوّن أكاسيد النيتروجين، وتنخفض نسبة تكوُّن السناج. ويكون هذا الرادياتير مُوصّلاً بدورة سائل التبريد الخاصة بنظام تبريد المحرك. ويزود جسمه المعدني بقنوات سُداسية، يتدفق خلالها سائل التبريد لتكبير مساحة التبريد. ويسري العادم المُرتد ماراً بهذه القنوات، وبذلك تنتقل الحرارة منه إلى سائل التبريد.
رادياتير إعادة تدوير غاز العادم القابل للفصل - cooler for exhaust gas recirculation, switchable
يختلف هذا النوع من الرادياتيرات عن رادياتير إعادة تدوير غاز العادم، في إمكانية التحكم في تيار العادم المرتد: هل يمر من داخل الرادياتير أم يتجاوزه ويمر بمحاذاته دون أن يدخله. ويتم أيضاً تبريد غاز العادم المُرتد في الرادياتير بدرجة كبيرة عندما تكون درجة حرارة سائل التبريد مُنخفضة أثناء مرحلة تسخين المحرك، ممّا يتسبب في انبعاث نسب عالية نسبياً من الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون. وتتمثل وظيفة هذا الرادياتير في خفض نسب انبعاثات المُركّبات الهيدروكربونية وأول أكسيد الكربون أثناء مرحلة تسخين المحرك، حيث تقوم وحدة التحكم في المحرك بتشغيل قلاب عادم خاص بغاز العادم المُرتد ارتباطاً بدرجة الحرارة. فتمر غازات العادم عبر مسار موازٍ للرادياتير ولا تدخله. ولا يفتح قلاب العادم إلا عندما تصل درجة حرارة سائل التبريد إلى 50 ؛س. وعندئذ يتدفق غاز العادم المُرتد عبر الرادياتير. ولذلك يتم تركيب صمام تحويل لرادياتير إعادة تدوير غاز العادم، وقلاب عادم لرادياتير إعادة تدوير غاز العادم، وعلبة للضغط الخوائي، وضابط الضغط الخوائي. وترتبط قدرة التبريد بدرجة حرارة سائل التبريد وكمية غاز العادم الراجعة.
رباط مجموعة العادم - exhaust bandage
رباط خاص مُقاوم للحرارة، يتصلّب بعد تركيبه، وبذلك يصبح مُلائماً لسد الثقوب الصغيرة نسبياً في مواسير العادم أو كاتمات صوت العادم لفترة مؤقتة على الأقل.
صمام تحويلة رادياتير منظومة إعادة تدوير العادم - reversing valve for cooler exhaust gas recirculation
هو صمام مغناطيسي يقوم بتفعيل وظيفة ضبط الضغط الخوائي الخاصة بقلاب عادم الرادياتير لإعادة تدوير العادم. ويحدث هذا - ارتباطاً بدرجة الحرارة - عن طريق وحدة التحكم في المحرك، إمّا بإشارة نبضية معدلة العرض (PWM) أو بإشارة كهربائية خطية. وتعرف وحدة التحكم درجة حرارة سائل التبريد عن طريق حسّاس درجة حرارة سائل التبريد. وإذا، وصلت درجة حرارة سائل التبريد إلى 50 °س تقريباً، أو ارتفعت عن ذلك، فإن وحدة التحكم تفعِّل صمام التحويلة من خلال تعديل نسبة التشغيل النبضي ارتباطاً بدرجة الحرارة. ويقوم الصمام المغناطيسي بفتح وصلة خط الضغط الخوائي الموجودة بين خزان الضغط الخوائي ونظام ضبط الضغط الخوائي. وتقوم علبة الضغط الخوائي بفتح قلاب العادم ارتباطاً بنسبة التشغيل النبضي، وبنفس الطريقة يُغلق مجرى التحويلة. ويتم تمرير غاز العادم المُرتد على نحو جُزئي أو كُلّي خلال رادياتير إعادة تدوير العادم القابل للفصل، ومن ثم تبريده أثناء ذلك. وفي حالة انخفاض درجة حرارة سائل التبريد مرة ثانية إلى ما دون 50 °س تقريباً، فإن قلاب العادم يُغلق تماماً، ويُفتح مجرى التحويلة بالكامل.
طاقم تعليق منظومة العادم - exhaust installation kit
طاقم يحتوي على جميع عناصر التثبيت والإحكام اللازمة لتركيب منظومة العادم.عند تجديد مجموعة العادم بالكامل، تستخدم أطقم تعليق متكاملة لمنظومة العادم، مما يوفر عملية البحث المجهدة والتي تستغرق وقتاً طويلاً عن الأجزاء اللازمة والحصول عليها.
