車両は大気汚染の主な原因の1つです。 それらは私たちが吸い込む空気の質を低下させる多くのガスを放出します。これらの有害な汚染物質は人間の健康に影響を与えるだけでなく、地球温暖化のような災害を引き起こすことによって全体的な環境設定を乱します。 WHOの報告によると、2016年に世界中で大気汚染が420万人の死亡の原因でした。他のいくつかの報告によると、車両の排出量はインドの総大気汚染の約15％を占めています。 インドは世界で最も汚染された都市がいくつかあるため、懸念はピークに達しています。 また、インド亜大陸は、世界の他のすべての地域の中で最も高い粒子状物質濃度を持っています。 この投稿では、自動車の排出量とその環境への全体的な影響について学びます。
車両排出の形態
発生モードに応じて、車両排出量は3つのタイプに分類できます。
1）排気ガス
燃焼室内で燃料を燃焼させると、多くのガスが発生します。 これらのガスは、車両の排気システムを介して大気中に放出されます。 それらには、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素酸化物、硫黄などのガスが含まれます。
2）蒸発エミッション
車両の燃料は一般的に非常に揮発性があります。 それらは室温で非常に簡単に蒸発します。 車両のタンク内の燃料は常に蒸発し続けます。 このように形成された蒸気はタンク内に集められ、通過するたびに大気に逃げる可能性があります。 これらのガスは、私たちにとって非常に有害なさまざまな炭化水素で構成されています。
3）クランクケースブローバイ
燃焼の過程で、ピストンリングの側面を通過するクランクケース内に未燃のチャージがいくらか漏れます。 これらのガスはブローバイガスと呼ばれます。 クランクケースから、これらのガスは換気口から大気中に放出される可能性があります。 ブローバイガスには、環境に非常に有害な炭化水素が含まれています。
車両排出物の種類
それでは、さまざまな排気ガスの種類を1つずつ見て、環境への影響について説明しましょう。
a）CO2排出量
排気ガスの大部分は二酸化炭素です。 このガスは、エンジン内部の燃料の燃焼によって生成されます。 燃料は主に炭素化合物であるため、燃焼すると二酸化炭素を放出します。 CO2は無毒ガスであるため、いかなる種類の大気汚染の原因にもなりません。 しかし、このガスは、より深刻な懸念である地球温暖化の原因です。 CO2は私たちの大気の周りに層を形成し、それが太陽放射を閉じ込めます。 これは地球の気温の大幅な上昇を引き起こし、地球温暖化につながります。 地球温暖化を引き起こす他のいくつかのガスは、メタンとアンモニアです。
b）CO排出量
一酸化炭素またはCOは、燃料が不十分な空気供給で燃焼するとき、つまり混合気が豊富なときに形成されます。 これは通常、アイドリング状態のときに発生します。 COは人間と動物に有毒です。 私たちの血液中の酸素運搬体として機能するヘモグロビンは、酸素よりもCOに対してより親和性があります。 一酸化炭素はヘモグロビンと永続的な結合を形成し、ヘモグロビンが体全体に酸素を運ぶのを防ぎます。 COの長期吸入は、死に至ることさえあります。
c）NOx排出量
d）炭化水素の排出
炭化水素は、火炎消光が発生したときに形成されます。 これは通常、エンジンが冷えている始動後の初期に発生します。 冷たいエンジン壁は火炎消火を引き起こします。 これにより、未燃燃料が排気口から出てきます。 これらの未燃燃料粒子は炭化水素です。 それらはまた、蒸発放出またはクランクケードブローバイによっても生成されます。これについては、上記で説明しました。 これらのガスは人体に非常に有害であり、肺の炎症、不整脈などの問題を引き起こす可能性があります。
e）硫黄酸化物の排出
車両排出ガス試験
車両排出ガス試験は2つのプロセスで構成されています。 テールパイプ排出物の汚染物質レベルのテストとオンボード診断が必要です。
テールパイプエミッションテスト
テールパイプの排出量は、テールパイプの排出量に含まれる各汚染ガスの量を測定することによってテストされます。 これらのガスには、CO、NOx、炭化水素などが含まれます。これらを測定するために、車両が始動し、排出ガス試験プローブがテールパイプに挿入されます。 放出試験プローブは放出サンプルを収集し、それを分析して放出データを生成します。 データは、100万分の1または体積パーセントの形式である場合があります。 このテストは、アイドル時またはダイナモメーターで車両を運転しているときに実行できます。 ただし、このテストでは適切な結果が得られません。 シャシダイナモメーターの運転条件は、実際の条件とはまったく異なります。 実際の運転条件での排出量を測定するには、 リアルドライビングエミッション（RDE）テスト 使用されている。 この試験では、携帯型排出ガス分析装置を使用します。 このエミッションアナライザーは車両に取り付けられています。 現在、車両はさまざまな速度でティールワールドトラックを走行しています。 プロセスをより現実的にするために、さまざまなドライビングトラックが使用されます。 このテストでは、気温、高度、運転スタイル、天候、交通量などの要因の影響を考慮します。 これらの要因は、実験室の条件下で実行されるため、シャシダイナモメーターのテストでは考慮できません。
オンボード診断
最新の車両には、燃料噴射装置、酸素センサー、パージ制御バルブなどの多くの電子排出制御コンポーネントが装備されています。このようなコンポーネントが故障すると、車両の排出量が増加します。 これらのコンポーネントの故障により、エンジンチェックライトが点灯します。 これは、排出制御コンポーネントに障害がある可能性があることを示す警告サインです。 正確な問題は、オンボード診断（OBD）で見つけることができます。 これは、OBDスキャンツールを車両に接続することによって行われます。 ツールは車両の障害をスキャンし、障害コードを生成します。 これらの障害コードを分析して、正確な問題を見つけることができます。
多くの国では、車両排出ガス試験は必須の手順であり、すべての車両所有者はそれに従わなければなりません。 インドでは、運輸省がPUC（汚染管理証明書）を発行しています。 すべての路上車両に必須です。 それを生産しなかった場合、人々は巨額の罰金を科せられます。
車両の排出を抑制する技術
エンジニアが車両の排出量を削減することにますます焦点が当てられるようになり、多くの技術が導入されてきました。 これらの技術は、車両からの排出を制限することに大いに成功しています。 それでは、それらのテクノロジーのいくつかについて1つずつ説明しましょう。
a）触媒コンバーター
触媒コンバーターは、車両の排気システムに取り付けられています。 それらは、一酸化炭素、NOx、および炭化水素を他の非汚染ガスに変換することにより、それらのレベルを低減します。 彼らは、このプロセスの触媒として、プラチナ、パラジウム、ロジウムベースのセラミック材料を利用しています。
b）チャコールキャニスター
 |
| オートバイのチャコールキャニスター |
チャコールキャニスターは、蒸発した燃料粒子をトラップするために使用されます。 燃料タンクで蒸発した燃料粒子は、パイプを通ってチャコールキャニスターに運ばれます。 キャニスターの中の木炭はそれらを吸収するので、それらが大気に漏れるのを防ぎます。 キャニスターに吸収された燃料粒子は、後でエンジンに供給されます。
c）ポジティブクランクケースベンチレーション
このシステムは、クランクケースからブローバイガスを除去し、エンジンの吸気システムに供給するために使用されます。 これは、PCVバルブと呼ばれるバルブによって行われます。 このバルブは、クランクケースと車両の吸気システムとの間の圧力差によって操作されます。
d）ディーゼルパティキュレートフィルター（DPF）
DPFユニットの構造は非常に似ています
マフラーに。 ディーゼル車の排気システムに搭載されています。 それらは1ミクロンのサイズまで粒子をふるいにかけることができる非常に微細なフィルターを含んでいます。 それらは粒子状物質が大気に放出されるのを防ぎます。
e）エアサクションバルブ（ASV）
 |
| エキゾーストパイプに接続されたASV |
ASVは、エンジンのエキゾーストマニホールドとエアインテークユニットの間に接続されています。 それらは、吸気システムからエンジン排気マニホールドに新鮮な空気を供給します。 このように供給された新鮮な空気は、未燃の燃料粒子の燃焼や一酸化炭素のCO2への変換に役立ちます。
f）排気ガス再循環（EGR）
EGRは、NOx排出量を削減するためにエンジンに取り付けられています。 NOxは、エンジン温度が非常に高くなる、つまり摂氏1100度を超えると形成されます。 これを防ぐために、EGRはインテークマニホールドを冷却した後、ある程度の排気ガスをインテークマニホールドに供給します。 これにより、SIエンジンの場合、入ってくる電荷が希釈されます。 チャージ希釈によりエンジン温度が低下します NOxの形成を防ぎます。 CIエンジンの場合、再循環された排気ガスがエンジンシリンダー内のスペースを占有し、シリンダーに入る空気の量が少なくなります。 これにより燃焼強度が低下し、エンジン温度が低下します。 これは、NOxの形成を防ぐのにさらに役立ちます。
友人、これは車両の排出ガスと排出ガス制御技術についての記事でした。 楽しんでいただけたでしょうか。 貴重なご意見・ご提案をお待ちしております。 コメントセクションでフィードバックを共有してください。