AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI TƏHSİL NAZİRLİYİ

AZƏRBAYCAN TEXNİKİ UNİVERSİTETİ

―AVTOMOBİL TEXNİKASI‖ KAFEDRASI

ĠSTĠLĠK MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN EKOLOJĠ TƏHLÜKƏSĠZLĠYĠ

MÜHAZİRƏ KONSPEKTİ

Müəllim: dos. Həmidov M.M., dos. Fərzəliyev M.N., ass. Qocayev Q.M.

BAKI-2016

2

UOT 621.43.01(013)

Rəyçilər:

Həmidov M.M., Fərzəliyev M.N., Qocayev Q.M. İstilik mühərriklərinin ekoloji təhlükəsizliyi.

Mühazirə konspekti. Bakı, 2016,-141 səh.

Mühazirə konspekti ixtisas 050622 – ―Yerüstü nəqliyyat vasitələrinin mühəndisliyi‖ istiqaməti üzrə

"Daxili yana mühərriklərinin ekoloji təhlükəsizliyi" və ixtisas 050610 – "Enerji maşınqayırması

mühəndisliyi" istiqaməti üzrə "İstilik mühərriklərinin ekoloji təhlükəsizliyi" fənlərinin proqramına

müvafiq olaraq tərtib edilmişdir.

Mühazirə konspektində ―İstilik mühərriklərinin ekoloji təhlükəsizliyi‖ fənninin proqramına uyğun

olaraq porşenli daxili yanma mühərriklərinin ekoloji təhlükəsizliyinin əsas elementləri olan işlənmiş

qazların zəhərliliyi, mühərrikin yaratdığı səs-küyün səviyyəsi haqqında, onların mövcud dünya

standartlarına cavab verməsi üçün tətbiq edilən mütərəqqi üsullar və qurğular, habelə ətraf mühitin

zərərli təsirlərdən qorunmasında daha əhəmiyyətli olan alternativ enerji mənbələri barədə ən müxtəlif

məlumatlar verilmişdir.

Mühazirə konspekti tədris planlarında istilik mühərrikləri üçün nəzərdə tutulan digər istiqamətlər

üzrə bakalavr təhsili alan, habelə texniki alı məktəblərin magistr pilləsinin tələbələri, habelə

avtomobilqayırma və nəqliyyatın istismarı sahələrində çalışan mühəndis-texniki işçilər və elmi-tədqiqat

işləri ilə məşğul olan mütəxəssislər üçün də faydalı ola bilər.

Mühazirə konspekti ―Avtomobil texnikası‖ kafedrasında tərtib edilmişdir.

© Bakı 2016

3

MÜNDƏRİCAT

1. Daxili yanma mühərriklərinin ətraf mühitə təsiri haqda məlumatlar və anlayislar......................... 5

1.1. İstilik mühərrikləri haqqinda........................................................................................................ 5

1.2. Daxili yanma mühərriklərinin xüsusiyyətləri............................................................................... 7

1.3. Daxili yanma mühərriklərinin inkişaf tarixi................................................................................. 8 2. Daxili yanma mühərriklərində istifadə olunan yanacaqlar............................................................ 12

2.1. Daxili yanma mühərriklərində istifadə olunan yanacaqlar haqqında məlumat.......................... 12

2.2. Daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibi.......................................................... 14 3. Daxili yanma mühərriklərində yaranan zəhərli maddələr.............................................................. 16

3.1. Daxili yanma mühərriklərin yanma məhsullarinin və onlarin tərkibindəki zəhərli

maddələrin ətraf mühitə təsiri............................................................................................................ 16

4. Yanacaqlarin mühərrikdə yanması................................................................................................ 20

4.1. Yanmanın kimyəvi reaksiyaları.................................................................................................. 20

5. Zərərli maddələrin yaranması və parçalanması............................................................................. 30

5.1. ―Dəm qazi‖ – karbon-2-oksidin yaranmasi................................................................................ 30

5.2.Qurumun (hisin) əmələ gəlməsi.................................................................................................. 30

5.3. Karbohidrogenlərin yaranması................................................................................................... 31

5.4. Azot-oksidinin yaranması........................................................................................................... 32

5.5.Dispers hissəciklərin yaranması.................................................................................................. 34

6. Zərərli maddələrin normalaşdirilmasi............................................................................................ 36

6.1. Normalaşdirmanin növləri.......................................................................................................... 36

6.2. Normalaşdirilan maddələr.......................................................................................................... 37

6.3. Normalaşdirilmayan maddələr.................................................................................................... 38

6.4. Normativ tələbatlar..................................................................................................................... 38

7. İşlənmiş qazlarin tərkibinin qiymətləndirilməsi............................................................................ 41

7.1. Ümumi qaydalar......................................................................................................................... 41

7.2. Standartlaşdirilmiş sinaqlar. Normativ sənədlər......................................................................... 42

7.3. Sınaq metodları........................................................................................................................... 43

8. Tədqiqat sinaqları.......................................................................................................................... 47

8.1. Elmi-tədqiqat sinaqları, ölçmə metodları və vasitələri............................................................... 47

8.2. Qazşəkilli maddələrin tərkibinin ölçülməsi................................................................................ 48

9. Dispers hissəciklər və işlənmiş qazlarin tüstülülüyü..................................................................... 52

9.1. Dispers hissəciklərin konsentrasiyası......................................................................................... 52

9.2. İşlənmiş qazlarin tüstülülüyünün ölçülməsi............................................................................... 55

10. Dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının zəhərliliyinin azaldılması yolları.............................. 58

10.1. İşçi prosesə təsir göstərməklə işlənmiş qazlarin zəhərliliyinin azaldilmasi............................. 58

10.2. Dizel mühərriklərində tənzimləmə parametrlərinin işlənmiş qazlarin zəhərliliyinə təsiri....... 58

10.3. Dizellərdə konstruktiv dəyişikliklərin işlənmiş qazlarin zəhərliliyinə təsiri............................ 62

10.4. Dizellərdə istifadə olunan yanacaqlarin fiziki-kimyəvi göstəricilərinin işlənmiş

qazlarin zəhərliliyinə təsiri................................................................................................................ 66

11. Məcburi alişdirmali mühərriklərin işlənmiş qazlarinin zəhərliliyinin azaldilmasi yolları.......... 70

11.1. Məcburi alişdirmali mühərriklərdə tənzimləmə parametrlərinin və konstruktiv

dəyişikliklərin işlənmiş qazlarin zəhərliliyinə təsiri.......................................................................... 70

11.2.Mməcburi alişdirmali mühərriklərdə istifadə olunan yanacaqlarin

fiziki-kimyəvi göstəricilərinin işlənmiş qazlarin zəhərliliyinə təsiri................................................. 76

12. İşlənmiş qazlarlarin zəhərliliyini azaldan neytralizatorlar........................................................... 80

12.1. Əsas anlayişlar və qiymətləndirmə parametrləri....................................................................... 80

12.2. Neytralizatorlarin növləri......................................................................................................... 82

12.3. İşlənmiş qazlarin termiki neytralizatorlari................................................................................ 87

12.4. İşlənmiş qazlarin mayeli neytralizatorlari................................................................................. 88

12.5. Bərk hissəcikləri neytrallaşdiran süzgəclər............................................................................... 89

13. İstismar şəraitində mühərriklərin zərərli tullantılarının artmasının səbəbləri və onların ətraf

4

mühitə zərərli təsirlərinin azaldılması yolları: iş rejimləri, mühərrikin texniki vəziyyəti................ 92 13.1. İstismar şəraitində d.y.m-nin zərərli tullantilarinin artmasinin səbəbləri................................ 93

13.2. D.y.m-li nəqliyyat vasitəsinin hərəkət rejimləri....................................................................... 94

13.3. Mühərrikin texniki vəziyyətinin işlənmiş qazlarin zəhərliliyinə təsiri..................................... 97

13.4. Mühərrikin temperatur rejiminin, texniki qulluq və təmiri keyfiyyətinin zərərli

tullantilarin ətraf mühitə ziyanli təsirinin azaldilmasinda rolu.........................................................100

13.5. Daxili yanma mühərrikinin texniki qulluq (TQ) və cari təmiri (CT) keyfiyyəti.....................100

13.6. Ətraf mühitin çirklənməsinə görə vəsait ödəmələri................................................................ 101

14. DYM-də yaranan səs-küy və titrəyişlər..................................................................................... 102

14.1. DYM-nin yaratdiği səs-küy.................................................................................................... 102

14.2. Səs-küy və titrəyişlərin yaranma səbəbləri və mənbələri........................................................ 104

14.3. Səs-küy və titrəyişlərin insan orqanizminə təsiri.................................................................... 104

14.4. DYM-nin səs-küy və titrəyişlərə görə sinaği, səs-küy və titrəyiş

səviyyələrinin normalaşdirilması..................................................................................................... 105

14.5. Mühərrikin səs-küyünün və titrəyişlərinin azaldılması üçün tədbirlər................................... 107

14.6. Sorma zamanı yaranan səs-küyün azaldılması sistemi........................................................... 110

14.7. Xaricetmə səs-küyünün səsazaltma sistemi............................................................................ 112

15. Zəhərliliyi az olan perspektiv mühərriklər……………………………………………………. 113

15.1.Elektrik mühərrikləri və elektromobillər……………………………………………………. 114

15.2. Hibrid güc qurğuları və hibridomobillər…………………………………………………..... 117

15.3. Yanacaq elementli («Fuel cells») güc qurğuları……………………………………………. 122

15.4. Xarici yanma mühərriklərı………………………………………………………………….. 129

15.5. Qazturbinli mühərriklər…………………………………………………………………….. 134

15.6. Digər energetik-güc qurğuları………………………………………………………………. 136

5

1-ci mühazirə

1. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN ƏTRAF MÜHĠTƏ TƏSĠRĠ HAQQINDA

MƏLUMATLAR VƏ ANLAYIġLAR.

Dünya ölkələri arasındakı əlaqələrin sürətlə genişlənməsi müxtəlif təyinatlı nəqliyyat

vasitələrinin sayının artmasına səbəb olur. Bu nəqliyyat vasitələrinin arasında avtomobil nəqliyyatı

illik yük dövriyyəsinə görə liderlərdəndir.

Avtomobillərin dünya üzrə sayı da çox sürətlə artmaqdadır. Belə ki, 2001-ci ilin statistik

məlumatlarına görə Yer kürəsində olan yalnız minik avtomobillərinin sayı 550 milyondan çox

olmuşdur və son 5 il ərzində onların illik artımı 40 milyondan artıqdır. Bunlara müxtəlif tipli və

təyinatlı yük avtomobillərinin sayını əlavə etdikdə aydın olur ki, dünya üzrə avtomobillərin sayının 2

milyard ədəddən çoxdur.

Əksər nəqliyyat vasitələrində olduğu kimi avtonəqliyyat vasitələrində də enerji mənbəyi kimi

istilik mühərriklərindən, ən çox da onların əsas növü olan daxili yanma mühərriklərindən istifadə

olunur.

1.1. ĠSTĠLĠK MÜHƏRRĠKLƏRĠ HAQQINDA.

Məlumdur ki, istənilən maşın və ya mexanizmi hərəkətə gətirmək, elektrik enerjisi əldə etmək

üçün mexaniki enerji tələb olunur. Bu enerjini istilik, hidravlik, Günəş və külək enerjilərindən istifadə

etməklə almaq olar. Hidravlik enerjidən elektrik enerjisi almaq üçün geniş istifadə olunsa da, onun Yer

üzündəki resursları məhduddur. Günəş və külək enerjiləri isə əksinə, bəşəriyyətin tələbatından qat-qat

çoxdur. Lakin mövcud texnologiya bu enerji növlərinin arzuolunan həcmdə reallaşdırılmasına hələlik

imkan vermir. Çağdaş dövrdə ən çox istifadə olunan üzvi və nüvə yanacaqlarından alınan istilik

enerjisidir. Yanacağın tərkibindəki karbohidrogenlərlə oksigenin birləşməsi zamanı ayrılan istiliyin bir

hissəsindən mexaniki enerjinin alınması kifayət qədər əlverişlidir.

Hər hansı enerji növünü mexaniki enerjiyə çevirən maşın və ya qurğuya mühərrik deyilir. Sərf

etdiyi enerji növünə görə mühərriklər müxtəlif olurlar: elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən

mühərriklərə elektrik mühərrikləri, külək enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən mühərriklərə külək

mühərrikləri, nüvə enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən mühərriklərə nüvə mühərrikləri və ya

reaktorları, istilik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən mühərriklərə isə istilik mühərrikləri deyilir.

İstilik mühərriklərində mexaniki enerji yanacağın yanmasından alınan istiliyin hesabına əldə

edilir. Bu mühərriklər öz növbəsində iki əsas qrupa bölünürlər: yanacağı kənarda yandırıb, onun

verdiyi istilikdən istifadə etməklə mexaniki enerji istehsal edən xarici yanma mühərrikləri (buxar

maşınları və turbinləri, Stirlinq və Eriksson mühərrikləri və s.) (şək.1.1) və yanacağın bilavasitə

mühərrikin daxilində yanmasından alınan istiliyin müəyyən hissəsini mexaniki enerjiyə çevirən daxili

yanma mühərrikləri (porşenli, qaz turbinli və mayeli reaktiv mühərriklər) (şək.1.2).

Şək.1.1. Xarici yanma mühərriki olan buxar maşınında enerjinin çevrilmə mexanizmi.

6

Şək.1.2. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikində enerjinin çevrilmə mexanizmi.

Xarici yanma mühərrikləri aşağıdakı xarakterik xüsusiyyətlərə malikdir:

- işçi cismə istilik mühərrikdən kənarda, adətən istilik mübadiləedicidə verilir;

- işçi cisim hər dəfə yenilənmir, o qapalı kontur üzrə müxtəlif aqreqat halında dövr edir;

- iş ya genişləndirici silindrdə, ya da turbində görülür.

Axırıncı tip istilik mühərriklərinə nümunə kimi göstərilən buxar mühərriki və buxar turbininin

sxemləri müvafiq olaraq şək.1.3 və şək.1.4-də göstərilmişdir. Hər ikisində işçi cisim rolunu su oynayır.

Buxar generatorunda qızdırılaraq nəm buxara çevrilən işçi cisim buxar qızdırıcısında daha yüksək

temperatura qədər qızdıqdan sonra ya porşenli kompressora, ya da buxar turbininə daxil olaraq iş

görür. Bundan sonra kompressordan və ya turbindən çıxan işlənmiş buxar kondensatora daxil olaraq

yenidən suya çevrilir və nasos tərəfindən buxar generatoruna göndərilir.

Şəkil. 1.3. Buxar mühərrikinin prinsipial iş sxemi:

1-buxar generatoru (qazan); 2-buxar qızdırıcısı;

3-xaric klapanı; 4-doldurma klapanı; 5-silindr;

6-porşen; 7-kondensator; 8-su nasosu.

Şəkil. 1.4. Buxar turbininin prinsipial iş sxemi:

1-buxar generatoru (qazan); 2-buxar qızdırıcısı;

3-turbin; 4-kondensator; 5-su nasosu.

Daxili yanma mühərrikləri isə aşağıdakı xarakterik əlamətlərə malikdir:

- yanacağın yandırılması, istiliyin ayrılması və onun işə çevrilməsi bilavasitə mühərrikin

daxilində baş verir;

- işçi cisim mühərrikin iş prosesi zamanı daim yenilənir.

7

1.2. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN XÜSUSĠYYƏTLƏRĠ.

Daxili yanma mühərrikləri istilik mühərriklərinin ən geniş yayılmış növüdür. Onların prinsipial

sxemləri şək.1.5-də göstərilmişdir.

Porşenli mühərrikin (şək.1.5, a) əsas hissələri silindr (2), silindrlər başlığı (5), yağ çənbəri

(karter) (1), porşen (6), şatun (7), dirsəkli val (8), sorma (3) və xaric (4) klapanlarıdır. Yanacaq və

onun yandırılması üçün zəruri olan hava silindrə verilir. Silindrin yanma gedən qapalı həcmini silindrin

divarları, porşenin təpəsi və silindrlər başlığının daxili səthi təşkil edir. Yanma nəticəsində yaranan,

yüksək temperatur və təzyiqə malik qazlar porşenə (6) təsir göstərərək onu silindr (2) daxilində aşağıya

doğru itələyir. Porşenin düzxətli hərəkəti şatunun (7) köməyi ilə karterdə yerləşdirilmiş dirsəkli valın

(8) fırlanma hərəkətinə çevrilir. Porşenin düzxətli hərəkəti növbə ilə həm irəli, həm də geriyə

istiqamətləndiyi üçün porşenli mühərrikdə yanacağı periodik olaraq ardıcıl dozalarla yandırmaq

mümkün olur. Hər bir yanacaq dozasının yandırılmasından qabaq isə bir neçə hazırlıq proseslərinin

həyata keçirilməsi vacibdir.

Qazturbinli mühərriklərdə (şək.1.5, b) yanacaq xüsusi yanma kamerində (10) yandırılır. Kamerə

yanacaq nasosun (9) və forsunkanın köməyi ilə verilir. Yanma üçün zəruri olan hava isə qaz turbininin

(12) işçi çarxı ilə eyni val üzərində yerləşən kompressor (13) vasitəsilə vurulur. Yanma məhsulları

istiqamətləndirici aparatdan (11) keçməklə qaz turbininə daxil olur. İşçi orqanları disk üzərində yerləşdirilmiş xüsusi profilli pərləri olan qaz turbinləri disklə bir yerdə

fırlanaraq işçi çarxı təşkil edir. Qaz turbini yüksək dövrlər sayı ilə işləyə bilir. Ardıcıl olaraq yerləşdirilən pərlər cərgəsi turbinin pillələrini təşkil edir. Belə turbinlər çoxpilləli turbinlər adlanır və qızmış qazların enerjisindən daha yaxşı istifadə etməyə imkan verir. Lakin qaz turbinləri qənaətliliyinə görə hələ ki, porşenli mühərriklərdən geri qalırlar.

Mayeli reaktiv mühərriklərdə (şək.1.5, c) maye yanacaq və oksidləşdirici yanma kamerinə (10) nasosun (16) köməyi ilə təzyiq altında 14 və 15 çənlərindən vurulur. Yanma məhsulları ucluq (soplo) deşiyindən (17) keçməklə genişlənərək böyük sürətlə ətraf mühitə axır. Qazların ucluq deşiyindən axması mühərrikin reaktiv dartqı qüvvəsinin yaranmasına səbəb olur. Reaktiv dartqı qüvvəsi qurğunun hərəkət sürətindən asılı deyil, güc isə mühərrikə daxil olan hava axınının sürəti böyüdükcə artır. Bu xüsusiyyətdən turboreaktiv mühərriklərin aviasiyada tətbiqi zamanı istifadə edirlər. Reaktiv mühərriklər də qənaətliliyə görə porşenli mühərriklərdən geri qalırlar.

a)

8

b)

c)

Şək.1.5. Daxili yanma mühərriklərinin sxemləri:

a) porşenli d.y.m; b) qazturbinli mühərrik; c) mayeli reaktiv mühərrik. Qənaətlilik baxımından porşenli daxili yanma mühərrikləri istilik mühərriklərinin hamısından

üstündür. Bundan başqa onların istismarı asan və istismar müddəti uzundur, qabarit ölçüləri və kütlələri nisbətən azdır, onların xarakteristikaları istehlakçının xarakteristikası ilə yaxşı uyğunlaşır. Məhz bunlara görə porşenli daxili yanma mühərrikləri nəqliyyat və stasionar energetikada geniş tətbiq olunur.

1.3. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN ĠNKĠġAF TARĠXĠ.

Porşenli daxili yanma mühərriklərinin inkişafı XIX əsrin ikinci yarısından başlansa da, onların

yaradılmasına ilk cəhdlər hələ XVII əsrin sonlarında edilmişdir. Belə ki, hələ 1680-ci ildə holland fizik

Kristian Hüygens (Christian Huygens) ilk dəfə qara barıtla işləyən daxili yanma mühərrikini layihə

etdi. Lakin o, belə bir mühərriki yarada bilmədi. Hərçənd ki, həm o, həm də fransız alimi Deni Papen

(Denis Papin) barıtla işləyən belə mühərrikin təkmilləşdirilməsi üçün xeyli çalışdılar.

Porşenli daxili yanma mühərriki üçün ilk patenti 1794-cü ildə ingilis Robert Strit (Robert Street)

aldı. Mühərrik silindr və hərəkət edən porşendən ibarət idi. Porşenin hərəkətinin ilkin mərhələsində

silindrə uçucu mayenin (spirtin) və havanın daxil olması nəzərdə tutulurdu. Maye və maye buxarları

hava ilə qarışdıqdan sonra porşenin gedişinin ortasında qarışıq alışdırılırdı və porşeni itələyirdi. 1799-cu ildə ingilis ixtiraçısı Con Barber (John Barber) oduncağın distillə olunmasından alınan

qaz və havanın qarışığı ilə işləyən porşenli daxili yanma mühərriki yaratmaq üçün cəhd göstərmişdi. 1801-ci ildə isə fransız ixtiraçısı Filipp Lebon (Phillipe Lebon) qazla işləyən daxili yanma

mühərrikinin layihəsini təklif etmişdi. Bu mühərrikdə hava və qazın bir-birindən asılı olmayan iki nasosla ayrılıqda sıxılıb qarışdırıcı kamerə, oradan isə mühərrikin silindrinə verilməsi və qaz-hava qarışığının elektrik qığılcımı vasitəsilə alışdırılması nəzərdə tutulmuşdu. Qeyd etmək lazımdır ki, bu

9

layihə yanacaq-hava qarışığının elektrik qığılcımının köməyi ilə alışdırılması ideyasının əsasını qoydu.

1806-cı ildə fransız ixtiraçısı Nisefor Nyeps (Nisefor Neps) qardaşı Klodla birgə Fransa Milli

İnstitutuna (indiki Fransa Elmlər Akademiyası) gücünə görə buxar maşınları ilə müqayisə oluna

biləcək, lakin onlardan xeyli az yanacaq işlədəcək yeni qurğu – daxili yanma mühərrikinin prototipi

haqda elmi məruzə təqdim etdilər. Onlar öz ixtiralarını ―pireolofor‖ (yunanca ―odlu küləklə hərəkətə

gətirilən‖ deməkdir) adlandırmışdılar. Bu qurğu elə 1806-cı ildə yaradılaraq uzunluğu 3 metr olan

qayıqda qoyuldu və Sena çayı sularında axına əks istiqamətdə sınaqdan keçirildi. ―Pireolofor‖ daş

kömür tozu ilə işləyirdi və onun alışdırılması atmosfer təzyiqi şəraitində həyata keçirilirdi. Bu qurğu

qayığa axın sürətindən iki dəfə artıq sürətlə üzməyə imkan verirdi. Lakin öz ixtiralarını geniş istehsal

məqsədi ilə satmaq qardaşlara nəsib olmadı.

1807-ci ildə isveçrəli Fransua Ġsaak de Rivaz (François Isaac de Rivaz) yanacaq kimi

hidrogenlə oksigen qarışığından istifadəni nəzərdə tutan daxili yanma mühərriki icad etdi.

1824-cü ildə ingilis mühəndis Samuel Braun (Samuel Brown) köhnə buxar mühərrikini qazla

işləmək üçün rekonstruksiya etdi.

Nisbətən kompakt daxili yanma mühərriklərinin yaradılmasında baza rolunu italyan ixtiraçı Luici

Kristoforisin 1841-ci ildə yaratdığı və ―sıxma-alışdırma‖ prinsipi ilə işləyən mühərrik oldu. Bu

mühərrikdə alışdırılan maye yanacaq rolunu kerosin oynayırdı və onun mühərrikə verilməsini xüsusi

nasos təmin edirdi.

İtalyan ixtiraçılar Eugenio Barzanti (Eugenio Barsanti) və Felis Mattoççi (Felice Matteucci)

Kristoforisin təklif etdiyi ideyanı inkişaf etdirərək yeni daxili yanma mühərriki layihə edib, 1854-cü

ildə ona ingilis patenti aldılar. 1856-cı ildə isə onlar bu ixtira əsasında ilk əsil daxili yanma mühərrikini

yaratdılar. Bu mühərrik üç taktlı iş sikli ilə (sıxma gedişi olmadan) işləyirdi və su ilə soyutma

sisteminə malik idi. Yanacaq kimi daş kömür qazı ilə havanın qarışığından istifadə edilən mühərrik 5

a.q. güc almağa imkan verirdi.

1858-ci ildə fransız mühəndisi Jan Jozef Etyen Lenuar (Jan Joseph Etienne Lenoir)

işıqlandırma üçün istifadə olunan təbii qazla işləyən, elektrik qığılcımı ilə alışdırmalı 2 taktlı daxili

yanma mühərrikini icad etdi və 24 yanvar 1860-cı ildə bu ixtiraya patent aldı. Sənaye əhəmiyyətli ilk

daxili yanma mühərriki hesab olunan bu qurğu 2-taktlı, qazla işləyən, zolotnikli paylayıcıya malik

mühərrik idi. Lenuarın mühərrikində qaz-hava qarışığı sorma taktının ortalarında elektrik qığılcımının

köməyi ilə alışdırılırdı. Yanma prosesi nəticəsində silindrdəki təzyiq artdığından porşen özünün

aşağıya doğru hərəkətini sürətləndirərək iş görürdü. İkinci taktda isə porşen əks istiqamətdə hərəkət

edərək yanma məhsullarını silindrdən xaric edirdi. Bu mühərrikin faydalı iş əmsalı çox aşağı (35%)

olduğundan o zamankı buxar maşınları ilə rəqabətə girə bilməzdi. 1862-ci ildə fransız mühəndisi Alfons Bo de RoĢa (Alphonse Beau de Roxhas) alışdırmadan

qabaq qaz-hava qarışığının sıxılması ideyasını irəli sürdü və 4 taktlı mühərrik üçün patent aldı. Lakin işləyən mühərrik yaradılmadı.

1864-cü ildə avstriyalı mühəndis Ziqfrid Markus (Siegfried Marcus) xam neftlə işləyən bir

silindrli karbüratorlu mühərrik yaratdı və onu avtokartda sınaqdan keçirdi. Bo de Roşanın ideyasını 2-taktlı işçi proses üçün 1866-cı ildə alman texnikləri Eugen Langen

(Eugen Langen) və Nikolaus Avqust Otto (Nicolaus August Otto) həyata keçirdi. Onlar I.Rivaz və E.Lenuar tərəfindən təklif edilən və qazla işləyən təkmilləşdirilmiş, 2 taktlı daxili yanma mühərriki yaratdılar.

1873-cü ildə amerikalı mühəndis Corc Brayton (George Brayton) kerosinlə işləyən 2 taktlı

mühərrik layihə etdi.

1876-cı ildə isə N.Otto qarışığın qabaqcadan sıxılıb sabit həcmdə yandırılması ideyasına əsaslanan

ilk 4-taktlı qaz mühərrikini yaratdı və 1878-ci ildə onu patentləşdirdi. O vaxtdan yüngül yanacaqlarla

işləyən məcburi alışdırmalı mühərriklərə Otto mühərrikləri də deyilir.

1876-cı ildə ingilis mühəndisi ser Duqald Klerk (Dougald Clerk)) birinci olaraq işlək 2 taktlı

daxili yanma mühərrikini yaratmağa müvəffəq oldu.

1878-ci ildə alman ixtiraçıları Vittinq və Hess tərəfindən ixtira edilmiş 2 taktlı daxili yanma

mühərriklərinin istehsalına başlandı.

1882-ci ildə ingilis mühəndis Ceyms Atkinson (James Atkinson) Otto siklindən fərqli sikl üzrə

işləyən, daha yüksək genişlənmə dərəcəsinə və f.i.ə-na malik mühərrik təklif etdi.

10

1883-cü ildə fransız mühəndis Eduard Delamar-Debutvil (Edouard Delamere-Debouteville)

soba qazı ilə işləyən bir silindrli 4 taktlı daxili yanma mühərrikini yaratdı.

XIX əsrin sonlarına yaxın neftin sənaye emalının inkişafı ilə əlaqədar benzin, kerosin və s. maye

yanacaqlarla işləyən məcburi alışdırmalı mühərriklər də meydana gəldi. Rusiyada ilk belə mühərrik

1879-cu ildə rus dəniz mühəndisi İ.Kostoviç tərəfindən layihələndirildi. Kiçik kütləyə və xeyli gücə

malik olan 8 silindrli, benzinlə işləyən bu mühərrik 1885-ci ildə yaradıldı və müvəffəqiyyətlə sınaqdan

keçirildi. Qeyd etmək lazımdır ki, bu mühərrik uçuş aparatları üçün nəzərdə tutulmuşdu.

Hələ 1890-cı ildə alman mühəndisi Rudolf Dizel (Rudolph Diesel) ilk dəfə yanacağın silindr

daxilində sıxılmış hava ilə alışdırılması ideyasını irəli sürmüş və belə mühərrik üçün ilk patentin sahibi

olmuşdu. O, bu mühərrik üçün ideal yanacaq kimi daş kömür tozunu təklif etmişdi. Lakin aparılan

təcrübələr belə yanacaqdan istifadənin mümkünsüz olduğunu göstərdi.

Elə həmin 1890-cı ildə Kanada əsilli ingilis mühəndis Herbert Akroyd Styuart (Herbert Akroyd

Stuart) Çarlz Riçard Banni (Charles Richard Binney) ilə birlikdə dünyada ilk sıxma ilə alışdırmalı

daxili yanma mühərrikinə patent verilməsinə icazə aldılar. Onların təklif etdiyi mühərrikdə silindrə

təmiz hava sorulur, sıxılır və sonra yanacağın püskürüldüyü həcmə vurulurdu. Belə mühərrikin işə

salınması üçün sıxılmış havanın vurulduğu həcm əvvəlcə xaricdən lampa vasitəsilə qızdırılırdı.

Mühərrik işə düşdükdən sonra isə xaricdən istiliyin verilməsi kəsilirdi.

H.Styuart yüksək sıxma dərəcəsi ilə işin üstünlüklərini nəzərdən keçirmirdi. Onun məqsədi o

zaman mövcud olan daxili yanma mühərriklərindəki məcburi alışdırma sisteminin aradan çıxarılması

imkanlarını araşdırmaq idi. Bu səbəbdən o, belə mühərrikin ən böyük üstünlüyü olan yüksək yanacaq

qənaətliliyini nəzərdən qaçırdı.

1897-ci ildə R.Dizel öz ideyasını H.Styuartın etdiyi təklifi nəzərə almaqla həyata keçirdi. Bu

mühərrikdə kerosin, solyar yağı və ya xam neft silindrə xüsusi kompressorda sıxılmış havanın köməyi

ilə verilirdi. Belə mühərrik qənaətliliyi ilə seçilsə də, yanacağın püskürülməsi üçün iri ölçülü

kompressorun vacibliyi onun tətbiqini (xüsusilə də, nəqliyyatda) ləngidirdi. Öz ixtiraçısının adı ilə

dizel adlandırılan mühərriklərin konstruksiyasının təkmilləşdirilməsi və kompressorsuz dizellərin

yaradılması üçün bir sıra ixtiraçılar çoxlu cəhdlər göstərməyə başladılar.

1899-cu ildə rus-alman ixtiraçısı və alimi Qustav Trinkler Rusiyada ilk kompressorsuz dizeli

yaratdı və 1904-cü ildə bu mühərrik üçün patent aldı.

XX əsrin 20-ci illərində alman mühəndisi Robert Bosch (Robert Bosch) yanacağın mühərrikin

silindrinə püskürülməsi üçün nəzərdə tutulan yüksək təzyiqli nasosun kompakt və təkmil modelini

yaratdı. Bundan sonra dizel mühərrikləri sənaye və nəqliyyatın müxtəlif sahələrində geniş yayılmağa

başladı.

Dünyada xam neftin emalının maye fraksiyaları ilə işləyən nəqliyyat mühərriklərinin ilk rəsmi

ixtiraçıları isə 29 avqust 1885-ci ildə aldığı patentə əsasən motosikl üçün silindrləri şaquli yerləşən,

benzinlə işləyən 4 taktlı karbüratorlu mühərriki yaratmış alman konstruktoru Qotlib Daymler

(Gottlieb Daimler), 3 iyul 1886-cı ildə aldığı patentlə 3 təkərli sərnişin ekipajı üçün qazla işləyən 2

silindrli, 4 taktlı mühərriki yaratmış alman Karl Bents (Karl Benz) və yuxarıda qeyd etdiyimiz

Rudolf Dizel hesab olunurlar.

1889-cu ildə Q.Daymler təkmilləşdirilmiş V şəkilli, 2 silindrli, 4 taktlı mühərrik yaratdı, 1890-cı

ildə isə alman Vilhelm Maybax (Wilhelm Maybach) ilk 4 silindrli, 4 taktlı mühərrik yaratdı.

1962-ci ildə alman mühəndisi-ixtiraçısı Venkel dünyada ilk dəfə rotor-porşenli DYM-nin

patentini aldı.

Daxili yanma mühərriklərində müxtəlif yanacaqların kimyəvi enerjisi istilik enerjisinə, daha sonra

isə mexaniki enerjiyə çevrilir. Çevrilmələr yanacağın yanması nəticəsində baş verir. Yanma prosesi

nəticəsində bir sıra zərərli maddələr də yaranır və onlar mühərrikin işlənmiş qazları ilə birgə ətraf

mühitə atılır. Bu maddələr atmosferə, torpağa, suya, bitkilərə, heyvanat aləminə və xüsusilə də

insanlara zərərli təsir göstərirlər. Bəzi statistik məlumatlara görə hər bir orta sinifli minik avtomobilinin

məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərriki tərəfindən il ərzində ətraf mühitə 60 kq-dan çox ―dəm

qazı‖ və 40 kq-a yaxın azot oksidləri atılır. Bu rəqəmləri avtomobillərin ümumi sayına vurduqda

məlum olur ki, avtomobillər tərəfindən il ərzində ətraf mühitə atılan zərərli maddələrin miqdarı milyon

tonlarla ölçülür.

11

Müasir dövrün inkişaf intensivliyi avtomobil nəqliyyatı vasitələrinin istehsalından və

istismarından imtina olunmasını mümkünsüz edir. Odur ki, hazırkı durumda ətraf mühitin

çirklənməsinin qarşısını almaq üçün müxtəlif tədbirlərin işlənib hazırlanması çox böyük əhəmiyyət

kəsb edir. Bu tədbirlər ekoloji vəziyyətin pisləşməsinə səbəb olmadan həyata keçirilməlidir.

İnsan fəaliyyətini istənilən sahəsində olduğu kimi, mühərrik və avtomobil nəqliyyatının ekoloji

xarakteristikalarının təkmilləşdirilməsi sahəsində də mövcud problemin mahiyyətini yığcam şərh

etməyə imkan verən ümumiləşdirilmiş təriflər qəbul edilmişdir. Onlardan bəziləri ilə tanış olaq.

Daxili yanma mühərrikinin zəhərliliyi dedikdə onların işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli

maddələrin ətraf mühitə göstərdiyi neqativ (mənfi) təsir nəzərdə tutulur. Bu zəhərli maddələr yanacağın

daxili yanma mühərrikinin yanma kamerində yanması nəticəsində yaranır. Onların ətraf mühitə təsiri

maddələrin bitki və canlı orqanizmlərin hüceyrələrinə göstərdiyi kimyəvi təsirlə ifadə olunur.

Ətraf mühit, həmçinin karter qazları ilə də çirkləndirilir. Bu qazlar da işlənmiş qazlar olub,

onların yanma kamerindən mühərrikin karterinə keçmiş hissəsini təşkil edir.

Ətraf mühiti çirkləndirən mənbələrdən biri də benzinlə işləyən avtonəqliyyat vasitələrinin benzin

buxarlarıdır. Bu buxarların tərkibindəki karbohidrogenlərin miqdarı işlənmiş qazların tərkibindəki

karbohidrogenlərin 4÷12 %-ni təşkil edir.

Xüsusi tədbirlərin görülmədiyi halda işlənmiş qazların ətraf mühitə neqativ təsiri getdikcə

güclənər, insan və canlı orqanizmlərin ömrünü qısaldan xəstəliklərin sayı artar.

Zərərli maddələrin ətraf mühitə mənfi təsirinin qarşısının alınmasına yönəldilmiş xüsusi

tədbirlər dedikdə aşağıdakılar nəzərdə tutulur:

1) daxili yanma mühərrikləri və avtonəqliyyat vasitələrinin konstruktiv tənzimləmə

parametrlərinin optimallaşdırılmasına yönəldilmiş tədbirlər;

2) işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin neytrallaşdırılmasına yönəldilmiş üsul və

vasitələrin hazırlanması;

3) istifadə edilən yanacağın fiziki-kimyəvi tərkibinin dəyişdirilməsinə yönəldilmiş tədbirlər;

4) daxili yanma mühərrikləri və avtonəqliyyat vasitələrinin normal texniki vəziyyətinin

saxlanmasına yönəldilmiş tədbirlər;

5) müəssisələrin nəqliyyat parkının strukturunun optimallaşdırılması üzrə tədbirlər;

6) yaşayış məntəqələrində nəqliyyat axınlarının tənzimlənməsi üzrə tədbirlər.

Daxili yanma mühərrikləri və avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji xarakteristikaları dedikdə

işlənmiş qazların tərkibindəki normalaşdırılmış zərərli maddələrin tərkib səviyyəsi və işlənmiş qazların

tüstülülüyü başa düşülür.

İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarına normaların qoyulması həm daxili

yanma mühərrikləri və avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji göstəricilərinin yaxşılaşdırılmasını

stimullaşdırır, həm də istehlak bazarını keyfiyyətsiz məhsullardan müdafiə edir.

Avtonəqliyyat vasitələrinin və onların mühərriklərinin ətraf mühitə göstərdiyi zərərli təsirlərin

azaldılmasına yönəldilmiş tədbirlər sisteminə avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji təhlükəsizliyi deyilir.

12

2-ci mühazirə

2. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNDƏ ĠSTĠFADƏ OLUNAN YANACAQLAR.

2.1. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNDƏ ĠSTĠFADƏ OLUNAN

YANACAQLAR HAQQINDA MƏLUMAT.

Mövcud enerji qurğularının hamısında olduğu kimi daxili yanma mühərriklərində də işlənmiş

qazların tərkibi əsas etibarilə istifadə olunan yanacağın tipi ilə müəyyən edilir. Bu zaman yanacağın

zəhərliliyi dedikdə həmin yanacağın özünün, onun yanmasından və ya parçalanmasından alınan məhsulların insana və ətraf mühitə təsirini xarakterizə edən istismar xüsusiyyətləri nəzərdə tutulur.

Avtonəqliyyat vasitələrində qoyulan daxili yanma mühərriklərində maye və qaz şəklində olan

yanacaqlardan istifadə olunur. Maye şəklində olan yanacaqlardan əsas etibarilə benzindən və dizel

yanacağından geniş istifadə olunur. Onlardan başqa bir sıra spirtlər, habelə raps, soya, araxis,

günəbaxan, portağal, evkalipt, pambıq kimi bitkilərin emalından alınan yağlar da mühərrik yanacağı

kimi işlədilir. Qaz şəklində olan yanacaqlardan ən geniş istifadə olunanları təbii qaz və neft qazlarıdır.

Neft emalı zavodlarında gedən texnoloji proseslər nəticəsində alınan sənaye qazlarından da mühərrik yanacağı kimi istifadə olunur. Bunlar neftin birbaşa emalından, termiki və katalitik krekinqindən, mazut və qudronun kokslaşmasından, benzinin pirolizindən və katalitik reforminqindən alınan qazlardır. Bitki və heyvan mənşəli məhsulların, habelə çirkab və kanalizasiya sularının emalından

alınan bioqazlar da mühərrik yanacağı kimi işlədilir. Oduncaq tullantılarının, daş kömürün və torfun

termoqazogenerasiyasından alınan generator qazlarından da istifadə olunur. Dizel mühərriklərində istifadə olunmaq üçün adi dizel yanacağına neftin emalının digər

fraksiyalarını qatmaqla yeni yanacaqlar da almaq mümkündür. Dizel yanacağına neftin emalının dizel

yanacağından yüngül fraksiyaları qatıldıqda alınan yanacaq geniş fraksiya tərkibli dizel yanacağı

adlanır. Neftin emalının dizel yanacağından ağır fraksiyalarından qatqı kimi istifadə olunduqda alınan

yanacağa ağırlaşdırılmış fraksiya tərkibli dizel yanacağı deyilir. Qatqı kimi neft emalının həm

yüngül, həm də ağır fraksiyalarından istifadə olunduqda belə yanacaq genişləndirilmiş fraksiya

tərkibli dizel yanacağı adlanır. Yavaş sürətli dizellərdə daha ağır yanacaq növlərindən də istifadə olunur. Bunlara misal olaraq

əmtəəlik nefti və xam neftin emalının son məhsullarından olan mazutu, habelə orimulsiyanı göstərmək olar.

Yerin təkindən çıxarılan xam neft elə mədənin özündə ilkin emala uğradılır. Belə ki, separasiya yolu ilə xam neft qaz kondensatından ayrılır, sudan və duzlardan təmizlənir, stabilləşdirilir, yəni ən uçucu yüngül fraksiyalar seçilib götürülür. Bu yolla xam neft əmtəəlik neftə çevrilir. Belə neftin karbohidrogen tərkibi konkret dizel mühərrikinin konstruktiv-tənzimləmə parametrlərinə uyğun gələrsə ondan mühərrik yanacağı kimi istifadə oluna bilər. Dizel yanacağından fərqli olaraq əmtəəlik neftin yanması zamanı bərk hissəciklərin əmələ gəlmə mənbəyi olan qurum xeyli az miqdarda yaranır.

Bundan başqa neftin tərkibində koksşəkilli maddələr olan karben və karboidlərin miqdarı da az olduğundan yanma məhsulları tərkibində bərk hissəciklərin yaranması ehtimalı daha da azalır.

Son zamanlar istilik-elektrik stansiyalarının iri ölçülü dizel mühərriklərində daha bir yanacaq

növündən geniş istifadə olunmasına başlanılıb. Bu yanacaq növü orimulsiya adlanır. Orimulsiya —

tərkibinin 28÷30 %-i təbii bitum dənəciklərindən (onların ölçüsü 15÷20 mkm təşkil edir) ibarət olan şirin su şəklində olur. Çay hövzəsində sudakı təbii bitum dənəcikləri çox asan emal üsulu ilə maye şəklinə düşür və iri dizellərdə problemsiz olaraq yandırıla bilir. Orimulsiyanın dünya bazarındakı mazutun qiymətindən xeyli ucuz olması, onun təbii ehtiyatlarının şoxluğu, çıxarılmasının, emalının və nəql edilməsinin iqtisadi cəhətdən sərfəli olması bu yanacaq növünün perspektivini xeyli yüksəldir.

Ənənəvi yanacaq növlərindən başqa avtomobil mühərriklərində alternativ yanacaqlardan da istifadə olunur. Onlara misal olaraq tərkibində spirt olan yanacaqları göstərmək olar. Bunlardan ən

geniş yayılanları etil spirti olan etanol C2H5OH və metil spirti olan metanoldur CH3OH. Metanol əsəb-damar sisteminə təsir edən çox güclü zəhərdir və orqanizmdə yığılıb qalmaq qabiliyyətinə malikdir. Bu səbəbdən metanoldan mühərrik yanacağı kimi istifadə olunması xeyli çətindir.

Spirtlərdən yanacaq kimi istifadə olunması onların detonasiyaya davamlılığının yüksəkliyi ilə izah olunur (metanolda 104÷115 vahid, etanolda 106 vahid). Onların benzinlə qarışığından da istifadə olu-

13

na bilər. Detonasiyaya davamlılığı nəzərəçarpacaq qədər artırmaq üçün benzinə qatılan spirtin yana-

caqdakı payı 25÷50 % hədlərində olmalıdır. Lakin belə qarışıqlardan o qədər də geniş istifadə olun-mur. Çünki belə yanacağın gizli buxarlanma istiliyi benzinə nisbətən xeyli çoxdur. Bu, yanacağın bu-xarlanmasını çətinləşdirdiyindən mühərriklərin xüsusilə də qış mövsümündə işə salınmasında problem-lər yaranır. Dizellərdə belə yanacaqdan istifadə etdikdə məqbul özüalışmanı təmin etmək üçün mütləq müəyyən dozada dizel yanacağının verilməsi tələb olunur. Qeyd edək ki, spirtlərin istiliktörətmə qabi-liyyəti o qədər də yüksək deyil, çünki onların tərkibində oksigen molekulu var. Digər tərəfdən isə spirt-lər hiqroskopikdirlər, yəni onlar suyu çox intensiv olaraq udurlar. Bu isə onların istiliktörətmə qabiliy-yətini daha da aşağı salır.

Alternativ yanacaq kimi avtomobil mühərriklərində bir sıra qaz və maye yanacaqlarından da

istifadə olunur. Onlardan ammonyak NH3 və hidrogen H2 daha perspektivlidirlər, çünki onların molekulunda karbon yoxdur. Ammonyakdan yanacaq kimi istifadə olunmasına əngəl törədən amil onun yanma temperaturunun ənənəvi yanacaqlarla müqayisədə az olmasıdır. Hidrogen isə öz enerji tutumuna görə karbohidrogenli yanacaqları 2.5÷3.0 dəfə, spirtləri 5.0÷6.0 dəfə, ammonyakı isə 7.0 dəfə üstələyir. Özü də hidrogen tamamilə zəhərsiz qazdır.

Ənənəvi dizel və benzin yanacaqlarından başqa geniş istifadə olunan yanacaqlar qaz

yanacaqlarıdır: sıxılmış təbii qaz (PNG) və mayeləşdirilmiş neft qazıdır. Sıxılmış təbii qaz metan CH4 və ondan daha ağır olan karbohidrogenlərin, habelə azot, karbon qazı və kükürd birləşmələri kimi ballast maddələrin qarışığından ibarətdir. Mayeləşdirilmiş neft qazı isə propan C3H8 və butanın C4H8

qarışığından ibarətdir. Quru sıxılmış təbii qazın istiliktörətmə qabiliyyəti 30÷35 3mMC , qaz

kondensatınınkı 38÷44 3mMC , mayeləşdirilmiş neft qazınınkı isə 47 3mMC -dır.

Quru təbii qaz yer qatının 1300 m-ə qədər olan dərinliyindən çıxarılır. Tərkibinin 90÷99 %-ə

qədəri metandan ibarətdir. Yerin daha dərin qatlarından çıxarılan qaz kondensatının tərkibi isə 80-90

% metandan ibarətdir. Qaz kondensatı maye şəklində olduğundan onun həcmi yanma istiliyi quru təbii qazınkından çoxdur.

Neft yataqlarından çıxarılan səmt qazlarının tərkibindəki metanın miqdarı quru təbii qazlarda və qaz kondensatlarında olduğundan 2÷4 dəfə azdır. Bu qazlar havadan ağır olurlar, halbuki quru təbii qazlar və qaz kondensatı havadan 1.5 dəfəyədək yüngül olurlar. Səmt qazlarının istiliktörətmə qabiliyyəti onları tərkibindəki ballast qazların — karbon qazını CO2 və azotun N2 miqdarından çox

asılı olur. Qeyd edək ki, səmt qazlarının tərkibindəki ballast azotun miqdarı 30÷45 %-ə qədər ola bilir. Son zamanlar yanacaq kimi bioloji kütlənin emalından alınan məhsullardan da istifadə olunur.

Bioloji kütlədən yanacağın alınması iki istiqamətdə gedir:

1) mikroorqanizmlərin qıcqırdıcı təsiri nəticəsində baş verən bioloji konversiya üsulu ilə yanacağın alınması;

2) yüksək temperaturun nəticəsində baş verən termokimyəvi konversiya üsulu ilə yanacağın alınması.

Bioloji kütlənin emalından alınan məhsullardan biri anaerob (yəni havasız şəraitdə) qıcqırtma

məhsulu olan bioqazdır. Onun tərkibi 50÷80 % metandan, 20÷50 % karbon qazından, kükürd

birləşmələrindən və azotdan ibarət olur. 1 ton üzvi maddənin qıcqırdılması nəticəsində 350÷600 3m

bioqaz almaq mümkündür. Üzvi maddələrin bioqaza çevrilməsinin f.i.ə 80÷90 %-ə çatır. Heyvanat

mənşəli tullantılardan alınan bioqazların istiliktörətmə qabiliyyəti 15.5÷24.0 3mMC , bitki mənşəli

tullantılardan alınan bioqazlarınkı isə 5.0÷6.7 3mMC olur. Hava artıqlıq əmsalının 0.66÷1.95

qiymətlərində bioqaz-hava qarışığı alışa bilir. Bioqazın oktan 136-dır.

Bioloji kütlənin emalının məhsullarından biri də generator qazlarıdır. Onları almaq üçün digər yanacaq növlərini oksigen çatışmazlığı şəraitində, yüksək temperaturun təsiri ilə termokimyəvi konversiyaya uğradırlar. İlkin xammal kimi oduncaq tullantıları, daş kömür, torf, küləş kimi bərk yanacaq növlərindən istifadə olunur. Bərk yanacaqların qazlaşdırılması prosesi elə təşkil edilməlidir ki, yanma natamam olsun. Çünki yalnız bu halda alınan generator qazlarının tərkibində kifayət qədər dəm qazı, hidrogen və metan qalır və belə yanacaqdan mühərrikdə istifadə etmək olur. Generator qazının tərkibinə yuxarıda sadalananlardan başqa ballast maddələr olan oksigen, karbon qazı, azot, kükürd birləşmələri, su buxarı, habelə kül və qatranlar da daxil olur.

Bərk yanacaq növlərinin qazlaşdırılması xüsusi qurğularda — qazogeneratorlarda həyata keçirilir.

14

Qazogeneratorlar ya bilavasitə nəqliyyat vasitələrinin özündə yerləşdirilir, ya da stasionar qurğu şək-

lində olur. Generator qazlarının istiliktörətmə qabiliyyəti 4400÷4500 kqkal hədlərində olur. İlkin

xammal olaraq oduncaq tullantılarından istifadə olunduqda alınan generator qazının kütləsi ilkin xam-

malın kütləsinin 15÷20 % -i qədər olur. Generator qazının oktan ədədi də kifayət qədər yüksəkdir (95÷110 vahid)

Beləliklə, nəqliyyat vasitələrinin mühərriklərində istifadə olunan bir sıra yanacaq növləri nəzərdən keçirildi. Qeyd etmək lazımdır ki, nəqliyyat vasitələri arasında ən böyük yanacaq istehlakçısı avtomobil nəqliyyatıdır və ətraf mühiti çirklənməsində də ən böyük pay sahibi elə avtomobil nəqliyyatı vasitələridir. Bunu aşağıdakı cədvəldə verilmiş statistik göstəricilər də təsdiq edir (cədvəl 1.1).

Nəqliyyat vasitələrinin ətraf mühitə zərərli təsirinin azaldılması üçün dövlət və beynəlxalq proqramlar hazırlanarkən istifadə olunan yanacağın keyfiyyətinə xüsusi əhəmiyyət verilir. Bir sıra ölkələrdə ―Avtomobil və yanacaq‖ adlı xüsusi proqramlar mövcuddur.

Cədvəl 2.1

Nəqliyyatın növü

Ümumi güc

İstifadə olunan yanacaq

Atmosferə atılan tullantılar

% % mln. t % mln. t

Avtomobil nəqliyyatı 50 56.5 65.0 71.3 21.7

Dəmiryol nəqliyyatı 16 11.0 12.6 6.3 1.9

Çay donanması 8 5.9 6.8 2.6 0.8

İnşaat-yol maşınları 4 1.9 2.2 1.3 0.4

Kənd və meşə təsərrüfatı maşınları 20 23.5 27.0 17.8 5.4

Aviasiya 2 1.2 1.5 0.7 0.2

CƏMİ: 100 100 115.0 100 30.4

2.2. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN ĠġLƏNMĠġ QAZLARININ TƏRKĠBĠ.

DYM-nin silindrində yanacağın kimyəvi enerjisinin istilik enerjisinə çevrilməsi yanma prosesi

nəticəsində baş verir. Yanma — yanacağın tərkibindəki elementlərin oksidləşmə reaksiyasıdır. İdeal halda, yəni oksidləşmə reaksiyasının getməsi üçün kifayət qədər oksigen olduqda, yanma prosesi tam gedə bilər və bu halda yanma məhsulları karbon qazından (CO2) və su buxarından (H2O) ibarət olar. Lakin mühərrikin iş rejimindən asılı olaraq bir sıra hallarda, yəni yanıcı qarışığın tərkibi zəngin olduqda ( 1 ) oksidləşmə reaksiyasının getməsi üçün lazım olan oksigenin migdarı az olduğundan, yanma məhsullarının tərkibində natam yanma məhsulları olan karbon oksidi (―dəm qazı‖ — CO) və sərbəst hidrogen (H2) də olur. Qeyd edək ki, natamam yanma məhsullarının tərkibinə, həmçinin CnHm tərkibli karbohidrogenlər də daxildir. Onlar yüksək temperaturun təsiri və oksigen çatışmazlığı üzündən yanacağın tərkibindəki yüksək molekullu karbohidrogenlərin parçalanması nəticəsində yaranırlar. Buraya yanma kamerinə keçərək yanan sürtgü yağı da öz ―payını‖ əlavə edir.

Daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zəhərli karbohidrogenlərin sayı bir neçə yüzə çatır.

Yanma məhsulları olan zəhərli karbohidrogenlərin içində tərkibində oksigen olan aldehidlər və

kanserogen xəstəliklərin yaranmasına səbəb olan benz(a)piren də olur. Aldehidlər yanacağın oksidləşməsinin aralıq məhsullarıdır və çox zəhərlidirlər. Benz(a)piren (qısaca BaP) isə kanserogen xassəli polisiklik aromatik karbohidrogenlərdən olub,

yüksək bioloji aktivliyi ilə fərqlənir.

Benz(a)piren kristallik maddə olub, zahirən naftalinə oxşayır. O, 179C-də əriyir və 310C-də qaynayır.

Benz(a)piren (C20H12) motor yanacaqlarının ağır fraksiyalarının və sürtgü yağlarının temperatu-

run nisbətən aşağı olduğu (400÷700C) və hədsiz oksigen çatışmazlığı şəraitində termiki parçalanması

(krekinq) nəticəsində yaranır. 1000 C-dən yuxarı olan temperaturda benz(a)piren hidrogenə və karbo-na (qurum şəklində) parçalanır. Bu səbəbdən benz(a)pirenin əmələ gəlməsi və saxlanması yalnız nisbə-tən soyuq olan divarətrafı təbəqələrdə mümkündür. Benz(a)piren qurum hissəciklərinin məsamələri tə-rəfindən yaxşı udulur və saxlanılır. Onlarla birgə tüstü şəklində atmosferə atılır və elə bu şəkildə də ağ ciyərə daxil olaraq bəd xassəli şişlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Qurum danəciklərinə adsorbsiya

15

olunmuş benz(a)pirenin miqdarı mühərriklərin tipin-dən və onların iş rejimindən asılı olaraq çox geniş hədlərdə dəyişə bilər. Benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki qurumun miqdarı dizel-lərə nisbətən az olsa da, onların qurum tullantılarının adsorbsiya etdiyi benz(a)pirenin miqdarı xeyli çox olur.

Qurum özü də yanacağın tərkibindəki karbohidrogenlərin krekinqinin məhsuludur.

Yuxarıda sadalananlardan başqa mühərrikin işlənmiş qazlarında sərbəst azot (N2), havanın qalıq

oksigeni (O2) (o kasıb qarışığın yanması zamanı əmələ gəlir), kükürdün oksidləşməsinin qaz şəklin-

də olan məhsulları (SOx) və azot oksidləri (NOx) də olur. Əsasən NO-dan ibarət olan azot-oksidləri havanın tərkibindəki azot və oksigenin oksidləşmə reaksiyasının məhsuludur. Azot-oksidi (NO) atmos-ferə düşdükdə azot-2-oksidə (NO2) qədər oksidləşir. Bu zaman oksidləşmənin dərəcəsi temperaturdan asılı olur. İşlənmiş qazların temperaturu aşağı olduqca NO-nun daha çox hissəsi NO2-yə çevrilir. Azot oksidlərinin yaranmasında ağır yanacaqların, məsələn mazutun tərkibindəki azot da müəyyən rol oynayır.

İşlənmiş qazların tərkibində yuxarıda adları çəkilən qaz şəkilli komponentlərdən əlavə dispers

hissəciklər də olur. Dispers hissəciklər həll oluna bilən və həll oluna bilməyən olmaqla 2 qrupa bölünürlər.

Həll oluna bilən dispers hissəciklər yanacağın və yağın tərkibindəki yüksək molekullu karbohidro-genlərdən ibarətdir. Onları yalnız müvafiq temperaturlarda kondensasiya olunan zaman ayırd etmək mümkündür.

Həll olunmayan dispers hissəciklərə qurum (yanacağin bərk karbonu), sulfatlar (yanacağın

tərkibindəki kükürddən yaranan bərk kükürd oksidləri), metal oksidləri (aşqar kimi yanacağa

qatılırlar) və abraziv hissəciklər (mühərrikin hissələrinin yeyilmə məhsulları) aiddirlər. İşlənmiş qazların tərkibindəki dispers hissəciklərin təxminən 90 %-i həll olunmayan hissəcıklərdən

ibarətdir. Lakin bu rəqəm təxminidir və mühərrikin iş rejimindən, konstruktiv xüsusiyyətlərindən asılı olur.

Məcburi alışdırmalı və dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkiblərini müqayisə etdikdə aşağıdakıları görmək olar:

- işlənmiş qazlardakı sərbəst azotun (N2) miqdarı məcburi alışdırmalı mühərriklərdə 74÷77 %, dizellərdə isə 74÷78 % təşkil edə bilər;

- sərbəst oksigenin (O2) miqdarı birincilərdə 0.3÷10 %-ə, ikincilərdə isə 2÷18 %-ə qədər ola bilər. Buna səbəb dizellərin daha kasıb qarışıqlarla işləməsidir;

-su buxarının (H2O) miqdarı məcburi alışdırmalı mühərriklərdə 3÷5.5 %, dizellərdə isə 0.5÷9% hədlərində olur;

- karbon qazı (CO2) məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarının 5÷12 %-ni, dizellərdə isə 1÷12 %-ni təşkil edə bilər;

- dəm qazı (CO) üçün bu rəqəmlər müvafiq olaraq 0.5÷12 % və 0.005÷0.4 % -dir; - azot oksidlərinin (NOx) miqdarı məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarında daha

çoxdur — 0.01÷0.8 %. Dizellər üçün bu rəqəm 0.004÷0.5 %-dir; - məcburi alışdırmalı mühərriklərdə karbohidrogenlərin (CnHm) miqdarı 0.2÷3 % hədlərində,

dizellərdə isə 0.009÷0.3 % hədlərində olur; - aldehidlər (RCHO) məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarının 0.2 %-ə, dizellərdə isə

0.001÷0.009 %-ə qədərini təşkil edir;

- məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarındakı qurumun (C) miqdarı 0.004 3mq -na

qədər, dizellərdə isə 0.01÷1.1 3mq ola bilər;

- benz(a)pirenin (C20H12) miqdarı məcburi alışdırmalı mühərriklərdə 25 3mmkq -a, dizellərdə isə

10 3mmkq -a qədər çata bilər;

- kükürd oksidləri (SOx) üçün bu rəqəmlər müvafiq olaraq 0.008 %-ə və 0.002÷0.02 %-ə qədər ola bilər;

- məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki qurğuşun oksidinin (PbO) miqdarı 0.02 %-ə qədər çatsa da, dizellərdə belə yanma məhsuluna rast gəlinmir.

Avtomobil mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibində qurğuşuna, silisiuma, misə, kalsiuma, sinkə,

fosfora, manqana, xroma, natriuma, bariuma, dəmirə, nikelə və s. elementlərə də rast gəlinir. Bu

elementlər ya sürtkü yağına qatılmış aşqarların tərkibində olur, ya da mühərrikin hissələrinin yeyilmə

16

məhsulları kimi sürtkü yağı ilə birgə yanma kamerinə keçir.

3-cü mühazirə

3. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠNDƏ YARANAN ZƏHƏRLĠ MADDƏLƏR.

3.1. DAXĠLĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠN YANMA MƏHSULLARININ VƏ ONLARIN

TƏRKĠBĠNDƏKĠ ZƏHƏRLĠ MADDƏLƏRĠN ƏTRAF MÜHĠTƏ TƏSĠRĠ.

Daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarının təxminən 99÷99.9 %-ni tam yanma məhsulları

olan karbon qazı və su buxarı, istifadə olunmamış oksigen və azot təşkil edir. Yerdə qalan 1 %-dən də

az qazlar isə mühərriklərin ekoloji səviyyəsini, yəni onların ətraf mühitə zərərli təsirinin dərəcəsini

müəyyən edir.

İşlənmiş qazların bəzi komponentlərinin zərərli təsirini araşdıraq.

Azot-oksidləri NOx. Daxili yanma mühərrikinin işlənmiş qazlarının tərkibində azotla oksigenin

10-a yaxın birləşməsi olur. Lakin mütləq üstünlük azot-oksidinə (NO) məxsusdur. Dizellərin işlənmiş

qazlarının tərkibindəki azot oksidlərinin 95÷98 %-i, məcburi alışdırmalı mühərriklərdə isə 98÷99.5 %-

i məhz NO-dur. Qalan 2÷5 % isə NO2-nin payına düşür. İşlənmiş qazların temperaturu aşağı

düşdükcə NO oksidləşərək NO2-yə çevrilir. 21÷135 C temperatur diapazonunda NO2 N2O4 -lə

qarışıq halda olur. 21C-dən aşağı temperaturda isə NO2 tamamilə N2O4-ə çevrilir.

NO — rəngsiz qazdır, suda pis həll olur.

NO2 — qonur rəngli qazdır, boğucu iyə malikdir. O su ilə reaksiyaya girərək azotlu (HNO2) və

azot (HNO3) turşularını əmələ gətirir. Bu turşuların hər ikisi ağ ciyər toxumalarını dağıdaraq xroniki

xəstəliklərə və ürək-damar sistemində mənfi dəyişikliklərə səbəb olur.

Karbohidrogenlərlə birləşən azot-oksidləri zəhərli maddələr olan nitroolefinləri əmələ gətirir.

Nitroolefinlər yuxarı nəfəs yollarının selikli qişalarında müxtəlif xəstəliklərin, xroniki bronxitlərin,

əsəb pozuntularının yaranmasına səbəb olur.

Karbon-oksidi CO. İyi və dadı olmayan rəngsiz qazdır, suda pis həll olur, yanar qazdır – hava

ılə qarışığı partlayış təhlükəlidir. İnsanın ağ ciyərinə keçən karbon oksidi (buna dəm qazı da deyilir)

oradan qana daxil olur. Dəm qazı qandakı oksiğeni sıxışdırıb çıxarır, çünki o qanda oksigendən 200

dəfə yaxşı həll olur. Qanda oksigenin miqdarının aşağı düşməsi isə boğulmaya səbəb olur.

Havadakı dəm qazının nisbətən az konsentrasiyası baş gicəllənməsinə və ürək bulanmasına səbəb

olur.

Hava ilə təxminən eyni sıxlığa malik olduğundan otağa dolmuş dəm qazı oradan çox çətin uçub

çıxır.

Karbohidrogenlər CnHm . Karbohidrogenlər ən çoxsaylı birləşmələr qrupudur. Pis iyə

malikdirlər, bir sıra xroniki xəstəliklərə səbəb olurlar, ümumi toksiki və qıcıqlandırıcı təsirə

malikdirlər. Karbohidrogenlər qrupunun nümayəndələrindən biri olan benz(a)piren isə kanserogen

təsirə malik olub, onkoloji xəstəliklərin inkişafına yardımçı olurlar.

Aldehidlər RCHO. Aldehidlər, xüsusilə formaldehid kəskin iylidirlər. Müəyyən dozalarda nəfəs

yollarının, burun və gözün selikli qişalarının qıcıqlanmasına səbəb olur. İnsan orqanizminə təsiri

mərkəzi sinir sisteminə qıcıqlandırıcı və ümumi toksiki effekti, daxili orqanların zədələnməsi ilə

xarakterizə olunur.

Kükürd oksidləri SO2 və SO3. Suda yaxşı həll olurlar. Kəskin iyə malikdirlər, yuxarı nəfəs

yollarının qıcıqlanmasına, orqanizmdə zülal mübadiləsinin pozulmasına səbəb olurlar.

Qurum C. Ölçüsü mikrondan bir neçə tərtib kiçikdən tutmuş onlarla mikrona qədər ölçüsü olan

bərk karbon danələrindən ibarətdir. Ən xırda hissəcikləri günlərlə atmosfer havasında dolaşmaq

qabiliyyətinə malikdirlər. Ağ ciyərə daxil olub qıcıqlanmalara və xəstəliklərə səbəb olur. Mühərrikdən

ayrılan qurum danələri özləri ilə birgə benz(a)piren də daxil olmaqla yanacaq və yağların yanmamış

17

karbohidrogenlərinin hissəciklərini daşıya bilirlər.

Qurğuşun oksidləri PbO. Bu maddələr orqanizmdə yığılmaq qabiliyyətinə malikdirlər. İnsanın

dərrakəsinə, ağlına neqativ təsir göstərir, daxili orqanlara sirayət edərək mutagen dəyişikliklərə səbəb

olurlar.

Dispers hissəciklər PM. Onların insan orqanizminə təsir dərəcəsi ölçüləri ilə müəyyən edilir. Ən

zərərliləri diametral ölçüləri 10 mkm-dən az olanlarıdır (PM10). Onlar hava ilə birlikdə çox asanlıqla

insan orqanizminə daxil ola bilirlər. Dispers hissəciklərdən insan orqanizmi üçün ən təhlükəlisi

diametri 0.1 mkm-dən kiçik olanlarıdır. Hərçənd ki, PM10 sinfindən olan hissəciklər arasında onların

payı çox azdır.

Ümumiyyətlə götürdükdə, insanın fəaliyyəti nəticəsində ətraf mühitə atılan PM10 sinifli dispers

hissəciklərin 10÷17 %-i mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki dispers hissəciklərdir. İri sənaye

obyektləri olmayan şəhərlərdə bu rəqəm 75 %-ə qədər ola bilər.

Qurumdan qeyri, yuxarıda adları çəkilən maddələrin havadakı konsentrasiyası müəyyən həddən

çox olarsa, bu ölümlə nəticələnə bilər. Qeyd edək ki, bu maddələrin zəhərlilik dərəcəsi müxtəlifdir və

onların havadakı buraxılabilən konsentrasiyaları da bir-birindən xeyli fərqlənir. Bunu cədvəl 2-dən də

görmək olar.

Zərərli maddələrin insan, heyvan və bitki aləminə daimi təsiri onların genetik səviyyədə

mutasiyasına, organizmlərin kəskin nəsil dəyişməsinə, yəni onların xarici və daxili quruluşlarının

dəyişilməsinə gətirib çıxara bilər.

Avtomobil mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli komponentlərin nisbi

aqressivliyini müqayisə etsək və dəm qazının aqressivliyini vahid qəbul etsək aşağıdakı nəticəni almaq

olar:

CO : CnHm : SOx : NOx : C : RCHO : C20H12 = 1 : 3.16 : 16.5 : 41.1 : 41.1 :41.5 : 1260000.

Avtomobil mühərriklərinin işlənmiş qazlarının bitki aləminə təsiri onların bitkilərin həm

səthlərilə təmasda olması, həm də hüceyrələrinə daxil ola bilməsi ilə əlaqədardır. Bitkilər xüsusilə

kükürd və azot oksidlərinə, karbohidrogenlərlə azot oksidlərinin birləşmələrinə qarşı çox həssasdırlar.

Cədvəl 2

Sıra

№si Təsirin xarakteri

Həcmcə konsentrasiyası,

%-lə

Azot oksidləri

1. Təsirin mütləq həddi 0.00001

2. İyi bilinən hədd 0.0001÷0.0003

3. Burun və gözün selikli qişasının qıcıqlanması həddi 0.0013

4. Methemoqlobinin əmələ gəlməsi 0.001÷0.002

5. Ciyərlərin şişməsi 0.004÷0.008

Dəm qazı

6. Zərərsizdir 0.0016

7. Üzun müddətli nəfəs alma zamanı xroniki zəhərlənmə 0.01

8. 1 saatdan sonra zəif zəhərlənmə 0.05

9. Bir neçə dəfə nəfəs aldıqdan sonra huşun itirilməsi 1.0

Kükürd oksidləri

10. Gözün acışması, öskürək tutma 0.0017

11. Boğazın qıcıqlanması 0.0007÷0.001

12. 3 dəqiqədən sonra zəhərlənmə 0.004

13. 1 dəqiqədən sonra zəhərlənmə 0.01

Formaldehid

14. Zərərsizdir 0.00037

15. İyi bilinən hədd 0.0002

16. Nəfəs yollarının, burun və gözün selikli qişasının yüngül qıcıqlanması 0.007

17. Ağırlaşma 0.018

18. Güclü qıcıqlanma 0.18

18

Avtomobil mühərriklərinin işlənmiş qazlarının müxtəlif tikinti və qurğulara təsiri azot və kükürd

oksidlərinin su buxarı ilə qarışığının, habelə qurumun yağlı hissəciklərinin onların səthində yaratdığı

çöküntü ilə müəyyən edilir.

Nəqliyyat vasitələrinin ətraf mühitə neqativ təsirinin nümunələrindən biri də “smoq” adlanır. Bu

termindən havanın istənilən xarakterli, görünən çirklənməsini göstərmək üçün istifadə olunur. “Smoq”

ingiliscə ―smoke‖- tüstü və ―fog‖ – duman sözlərinin birləşməsindən əmələ gəlib, mənaca ―tüstünün

yaratdığı duman‖ deməkdir.

―Smoq‖un üç növü var:

- sadə “smoq” (―London‖ tipli) – əsasən kükürdlü anhidridlərdən ibarət olan qaz şəkilli

çirkləndiricilərin, toz hissəciklərinin və duman damlalarının qarışığı;

- buzlu “smoq” (―Alyaska‖ tipli) - qaz şəkilli çirkləndiricilərin, toz hissəciklərinin, duman

damlalarının, habelə istilik sistemlərinin buxarlarının donmasından yaranan buz kristallarının qarışığı;

- fotokimyəvi “smoq”(―Los-Anjeles‖ tipli) – çirkləndirici maddələrin Günəş şüalarının,

xüsusən də ultrabənövşəyi şüaların təsiri altında parçalanmasından yaranan təkrar hava çirklənməsidir.

Burada əsas zəhərli komponent ozondur (O3). Smoqun digər tərkib hissəsini dəm qazı, azot oksidləri,

asetilnitrat hidroksili, azot turşusu və s. Təşkil edir. Məhz fotokimyəvi smoqun əsas mənbəyi nəqliyyat

vasitələridir.

Nəqliyyat vasitələrinin zərərli təsirinin digər növü "stim" (―parnik‖) effektidir. ―Stim‖ effekti

— Yer planeti səthinin orta temperaturu ilə onun kosmosdakı radiasiya temperaturu arasındakı

fərqdir. Yerin orta temperaturu +15C-dir, onun kosmosdakı radiasiya temperaturu isə -18C-dir.

Deməli normal şəraitdə ―parnik effekti‖ +33C-dir.

Qeyd etmək lazımdır ki, Yerin kosmosdakı radiasiya temperaturu sabitdir. Deməli, ―parnik‖

effektinin artması Yer səthinin orta temperaturunun yüksəlməsi deməkdir. ―Parnik‖ effekti onunla

əlaqədardır ki, Yer səthi Günəşin radiaktiv şüalanması nəticəsində qızır. İstənilən qızmış cisim

infraqırmızı spektrdə şüalanma verir, yəni atmosfer Yerin səthindən infraqırmızı şüalanmanın təsiri ilə

qızır. İnfraqırmızı şüalanma dalğası ultrabənövşəyi şüalanma dalğasından uzun olduğundan Yer

səthindən qayıdan bu şüalar buludların səthindən əks olunaraq geri qayıdır və planetin səthini yenidən

qızdırır.

Bu effekt atmosferdə su buxarının, karbon qazının, metanın, ozonun, azot acımalarının (закись

азота) və freonların olması ilə əlaqədardır.

Deməli, işlənmiş qazların tərkibindəki karbon qazı (CO2) ―parnik‖ effektinin artmasına səbəb

olur. Karbon qazının işlənmiş qazlardakı miqdarını azaltmaq üçün mühərrikin qənaətliliyi

yaxşılaşdırılmalı, yanacaqların molekulunda karbonun nisbi payı azaldılmalı və ya ümumiyyətlə

tərkibində karbon olmayan yanacaqlardan (məs.: ammiak, hidrogen) istifadə olunmalıdır.

Qeyd olunmalıdır ki, müxtəlif yanacaqların tam yanması nəticəsində alınan karbon qazının

miqdarı da müxtəlif olur. Karbon qazı ən çox kömürün, ən az isə təbii qazın yanması zamanı alınır.

Hazırda mövcud olan digər bir hipotezə görə atmosferdə karbon qazının olması nəinki ―parnik‖

effektini artırır, əksinə, azalmasına səbəb olur. Bu onunla izah edilir ki, karbon qazının atmosferdəki

konsentrasiyasının artması əvvəlcə Yer səthinin temperaturunu artırır. Bu temperatur artımı nəmliyin

buxarlanmasını və buludların yaranmasını sürətləndirir. Nəticədə Günəş şüalarının buludların üst

səthindən əks olunması artır, Yer səthinə çatan istiliyin miqdarı isə azalır. Nəticədə Yer səthinin

temperaturu aşağı düşür. Beləliklə, atmosferdə karbon qazının payının artması stabilləşdirici amil

rolunu oynayır. Bundan başqa , karbon qazının atmosferdəki payının artması bitki aləminin, xüsusilə

meşələrin effektiv bərpa olunmasına kömək edir.

Metan qazı barədə də birmənalı qəti qərar yoxdur. Belə ki, bir tərəfdən bu qaz zərərsiz sayılır və

karbohidrogen tullantılarının normalaşdırılması zamanı normalaşdırılan maddələrin siyahısına daxil

edilmir. Digər tərəfdən isə metan da ―parnik‖ effektinin artmasına kömək edir və bu işdə karbon

qazından sonra ikincidir.

İnsan fəaliyyətinin ziyanlı təzahürlərindən biri də turşulu yağışlardır. Turşulu yağışlar azot və

kükürd oksidləri kimi yanma məhsullarının atmosferdəki nəmlikdə həll olunmasından yaranır.

Turşulu yağışların əsas mənbəyi əlbəttə ki, sənaye müəssisələridir. Çünki, onların fəaliyyəti zamanı

atmosferə atılan tullantıların tərkibində çoxlu kükürd oksidləri olur və onlar Yer səthindən xeyli

19

yüksəkliyə atılırlar. Lakin avtomobil mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibində olan azot və

kükürd oksidləri də turşulu yağışların yaranmasında müəyyən qədər rol oynayırlar.

Turşulu yağışlar öz zərərli təsirini bitki aləmini məhv etməklə və metal konstruksiyaların

korroziyasını sürətləndirməklə göstərir. Özü də bu yağışlar atmosferdəki hava axını ilə birgə sürətlə

hərəkət edərək, yüzlərlə, minlərlə kilometr məsafəni qət etmək qabiliyyətinə malikdirlər.

Ətraf mühitə zərərli təsir göstərən amillərdən biri də temperatur inversiyalarıdır. Temperatur

inversiyası atmosferin xüsusi halıdır və bu zaman yüksəklik artdıqca havanın temperaturu azalmaq

əvəzinə, artır. Yerüstü temperatur inversiyaları istiliyin torpaq səthi tərəfindən intensiv şüalanmasının

nəticəsidir. Bu zaman həm Yer səthi, həm də yerüstü hava təbəqələri soyuyur. Atmosferin belə halı

havanın şaquli hərəkətlərinin inkişafına maneçilik törədir. Nəticədə atmosferin alt qatlarında su buxarı,

toz, qaz şəklində olan maddələr yığılaraq tüstü və duman qatlarının, o cümlədən ―smoq‖un

yaranmasına yardımçı olur.

20

4-cü mühazirə

4. YANACAQLARIN MÜHƏRRĠKDƏ YANMASI.

4.1. YANMANIN KĠMYƏVĠ REAKSIYALARI.

Yanma prosesləri kimyəvi proseslərin bir növüdür. Kimyəvi proseslər haqqında olan nəzəriyyə iki

əsas bölmədən ibarətdir: kimyəvi statika və kimyəvi dinamika. Kimyəvi dinamika bəzən kimyəvi kinetika da adlanır.

Kimyəvi statika bu və ya digər başlanğıc maddələrin hansı nisbətlərdə birləşmə reaksiyalarına girmələri, reaksiya məhsullarının tərkibi, kimyəvi birləşmələrin enerji balansları ilə əlaqədar məsələləri öyrənir. Kimyəvi statikanın qanunlarına misal olaraq kütlənin saxlanması (və ya itməməsi) qanununu, kimyəvi tarazlıq haqqında nəzəriyyəni və s. göstərmək olar.

Kimyəvi statikanın qanunları reagentlərin başlanğıc nisbəti və reaksiyaların başlanğıc temperaturu məlum olduqda yanma məhsullarının yekun tərkibini və yanmanın nəzəri temperaturunu hesablamağa imkan verir.

Kimyəvi reaksiyanın sürəti adətən sonsuz böyük hesab olunur. Lakin istənilən prosesin baş verməsinin sonlu sürəti var və bu sürət ancaq yanaşı olaraq baş verən proseslərin sürəti ilə müqayisə oluna bilər. Kimyəvi reaksiyaların sürəti haqqında olan elm kimyəvi kinetika və ya kimyəvi termodinamika adlanır.

Formal kinetikanın qanunları kimyəvi çevrilmələrin mexanizminə reaksiyaya girən başlanğıc komponent molekullarının birbaşa qarşılıqlı təsiri kimi baxır. Lakin müasir təsəvvürlərə görə bütün reaksiyalar son nəticəyə çatmazdan qabaq çoxlu aralıq mərhələlərdən keçir. Özü də bu aralıq mərhələlər həm paralel, həm də ardıcıl olaraq baş verə bilərlər. Bütövlükdə reaksiyanın getmə sürəti isə bircə mərhələyə — limitləyici reaksiya adlanan və ən yavaş gedən mərhələyə görə müəyyənləşdirilir.

İstənilən kimyəvi reaksiyanın sürətinə reaksiyaya girən maddələrin və ya yaranan reaksiya məhsullarının konsentrasiyasının müəyyən zaman ərzində dəyişməsi kimi baxılır. Birinci halda reaksiyaya girən maddələrin konsentrasiyasının azalması, ikinci halda isə yaranan reaksiya məhsulları konsentrasiyasının artması müşahidə olunur.

Yanma proseslərinin öyrənilməsi zamanı reaksiyanın sürəti yanacağın sərf edilmə sürətinə bərabər, istilik ayrılması sürətinə isə mütənasib qəbul edilir. Zəngin qarışıqların yanması zamanı isə reaksiya sürəti sərf olunmuş hava dozasına görə müəyyən edilir. Yanma prosesinin riyazi ifadə olunmasını asanlaşdırmaq üçün qəbul edilir ki, sürət ancaq yanıcı qarışığın xassələrindən, temperaturundan və reaksiyaya girən başlanğıc maddələrin konsentrasiyasından asılı olur. Reaksiyanın aralıq və son məhsullarının konsentrasiyasının sürətə təsiri nəzərə alınmır. Bir sıra digər amillərin, məsələn, yanma kameri divarlarının istilik vəziyyətinin, prosesin gedişini sürətləndirən və ya ləngidən aşqarların olmasının təsiri də nəzərə alınmır.

Sabit temperatur şəraitində reaksiya sürətinin reaksiyaya girən ilkin maddələrin konsentrasiyalarından asılılığı hərəkət edən kütlələr qanununa əsasən müəyyən edilir. Bu zaman reaksiyanın tərtibi onda iştirak edən ilkin komponentlərin sayına görə təyin edilir. Hər hansı bir maddənin bir neçə sadə maddəyə parçalanması reaksiyası birinci tərtib reaksiya və ya monomolekulyar reaksiya adlanır. Əgər reaksiyada iki ilkin komponent iştirak edərsə, belə reaksiya ikinci tərtib və ya bimolekulyar reaksiya adlanır. İlkin komponentlərin sayı üç olduqda reaksiya üçüncü tərtib və ya trimolekulyar reaksiya adlanır. Daha yüksək tərtibli reaksiyaların baş vermə ehtimalı çox azdır, belə ki, üçdən artıq molekulun eyni zamanda toqquşma ehtimalı hədsiz kiçikdir.

Sabit temperatur şəraitində müəyyən həcmdəki komponentlərin konsentrasiyası qarışığın ümumi təzyiqinin başlanğıc qiyməti ilə mütənasib olduğundan reaksiya sürəti də qarışığın təzyiqindən asılı olur. Bimolekulyar reaksiyanın sürəti birinci tərtib təzyiqlə, trimolekulyar reaksiyanın sürəti isə təzyiqin kvadratı ilə mütənasibdir. Monomolekulyar reaksiyanın sürəti isə təzyiqdən asılı olmur. Əksər hallarda reaksiyanın eksperimental olaraq təyin edilən formal sürəti isə kəsr üstlü təzyiqdən asılı olur.

İstənilən elementar kimyəvi reaksiyanın sürəti temperaturdan asılı olaraq Arrenius qanununa görə artır:

RT

EekpAK ,

21

burada: E — aktivləşmə enerjisi adlanır və o verilən reaksiyaya girən sistem üçün sabitdir; R — qaz sabitidir; T — qarışığın temperaturudur; exp – natural loqarifmin əsasıdır; A — sabit vuruq olub, reaksiya sürətinin qarışığın xassələrindən, habelə qarışıqdakı reagentlərin nisbi konsentasiyalarından asılılığını xarakterizə edir.

Alovlanmadan əvvəl oksidləşmə prosesləri üçün göstərilən asılılıq düzgün olmaya bilər. Aktivləşmə enerjisi anlayışının fiziki mahiyyəti molekullar arası əlaqənin əhəmiyyətli dərəcədə

zəiflədilməsi və ya qırılması üçün tələb olunan minimal enerji deməkdir. Düz və əks istiqamətlərdə gedən reaksiyalar üçün E-nin qiymətləri müxtəlif olur. E düz reaksiyalar üçün nisbətən kiçik qiymətlərə malik olur. Məhz bu səbəbdən istənilən reaksiyanın gedişində əvvəlcə başlanğıc komponentlərin konsentrasiyalarının azalması və reaksiya məhsullarının yığılması müşahidə olunur. Yəni, düz reaksiyanın sürəti əks reaksiyanın sürətini üstələyir. Müəyyən temperatur həddinə çatdıqdan sonra isə əks reaksiyanın sürəti düz reaksiyanın sürətini üstələməyə başlayır. Bu isə reaksiya məhsullarının başlanğıc maddələrə parçalanması ilə müşayət olunur. Müəyyən anda isə tarazlıq yaranır: başlanğıc komponentlərin və reaksiya məhsullarının konsentrasiyası zaman ərzində dəyişməz qalırlar. Başlanğıc reagentlərlə reaksiya məhsulları konsentrasiyalarının reaksiya temperaturunun hər qiymətinə uyğun nisbəti mövcuddur. Yəni, hər temperatur üçün tarazlıq halı mövcuddur.

Aktivləşmə enerjisinin (E) qiyməti molekulların qiymətcə ideal qazın daxili kinetik enerjisinə — (3/2)RT-yə bərabər istilik hərəkətinin orta enerjisindən xeyli böyük olur. Belə izafi enerjiyə malik

olan aktiv molekulların payı E/RT nisbəti ilə müəyyən olunur. Məsələn, 20E molkC və

1000T K olduğu halda 1018

molekuldan yalnız biri belə izafi enerjiyə malik olur. Bu o deməkdir ki, 1 qrammol maddənin tərkibində cəmi 10

5 belə aktiv molekul ola bilər. Aktivləşmə enerjisi (E)

böyüdükcə, temperaturun artması aktiv molekulların sayını və reaksiya sürətini artırır. Məsələn,

335E molkC olanda temperaturun 1000 K-dən 2000 K-ə qədər artması nəticəsində aktiv

molekulların sayı 109 dəfə çoxalır. Molekulların istilik hərəkətinin orta enerjisi isə temperatura mütənasib olaraq cəmi 2 dəfə artır.

Orta temperaturlarda molekulların istilik hərəkətinin orta enerjisi aktivləşmə enerjisindən az olur. İstiliyin kənardan verildiyi şəraitdə (elektrik qığılcımının və ya porşenlə sıxmanın sayəsində) qarışığın temperaturu artaraq molekulların istilik hərəkətinin enerjisini yüksəldir. Əlbəttə, qarışığın normal sayıla biləcək temperaturlarında da molekulların toqquşması baş verir. Lakin bu toqquşmaların çox az hissəsi molekullararası əlaqənin pozulması ilə nəticələnir və istilik itkilərinin böyük olması üzündən belə hallarda ayrılan enerji (və ya istilik) reaksiyanın sonrakı inkişafına səbəb olmur.

Qarışığın temperaturu artdıqca, enerjisi molekulların istilik hərəkətinin orta enerjisinindən çox olan molekulların sayı kəskin artır. Bu zaman ayrılan istiliyin miqdarı da artır. Müəyyən anda ən aktiv molekulların enerjilərinin cəmi qarışığın aktivləşmə enerjisi ilə bərabarləşərək onu üstələyir. Nəticədə ayrılan istiliyin miqdarı itirilən istilik miqdarından böyük olur və qarışığın tutduğu bütün həcm üzrə reaksiya start götürür, yəni həcmi partlayış baş verir.

Əgər yeni yaranmış molekullararası əlaqə enerjisi ilkin molekullardakından böyük olarsa, o zaman reaksiya nəticəsində istilik ayrılır. Belə reaksiyalara ekzotermik reaksiyalar deyilir. Əks halda istiliyin udulması baş verir. Belə reaksiyalara endotermik reaksiyalar deyilir. Ilkin molekullar arasındakı əlaqələrin qırılmasına sərf olunan istiliyin miqdarı ilə yeni molekulların yaranmasına sərf

edilən istiliyin miqdarı arasındakı fərqə reaksiyanın istilik effekti rQ deyilir.

Yanma prosesinin gedişində hər iki tip reaksiyanın eyni zamanda baş verməsi mümkündür. Yanma prosesi zamanı baş verən kimyəvi çevrilmələrin demək olar ki, hamısı mürəkkəb reaksiyalardır. Belə reaksiyaların orta sürəti onların ən elementar mərhələlərinin aktivləşmə enerjisindən asılı olur. Bu halda hesablamalar zamanı effektiv aktivləşmə enerjisini nəzərə almaq vacibdir. Beləliklə, yanma reaksiyası zamanı temperatur dəyişdikcə, əsas rolu müxtəlif aktivləşmə enerjisinə (E) malik elementar mərhələlər oynayır. Elementar mərhələlərin aktivləşmə enerjisi mənfi qiymət də ala bilər. Bu o deməkdir ki, temperatur artsa da, reaksiya sürəti azalır.

Oksidləşmə və yanacağın yandırılması məhsullarının bərpası reaksiyalarının gedişinin sürətini dəyişmək üçün xüsusi kimyəvi maddələrdən istifadə olunur. Belə maddələrə katalizator, onların iştirakı ilə baş verən proseslərə isə kataliz deyilir. Katalizatorlar bərk, maye və qaz halında ola bilərlər. Katalizatorlar aralıq kimyəvi reaksiyalarda dəfələrlə iştirak edə bilmək qabiliyyətinə malikdirlər və hər qarşılıqlı əlaqə siklindən sonra öz kimyəvi potensiallarını bərpa edə bilirlər. Bu o deməkdir ki,

22

katalizatorlar nəzəri olaraq sərf olunmurlar. Müsbət katalizatorlar olan promotorlar reaksiyanı sürətləndirirlər. Mənfi katalizatorlar olan

inqibitorlar isə əksinə, reaksiyanı yavaşıdırlar. Promotorların sürətləndirici təsiri onunla əlaqədardır ki, belə katalizatorlar iştirak etdikləri reaksiyanın aktivləşmə enerjisini azaldırlar. Katalizın homogen və heterogen adlanan 2 növü mövcuddur. Homogen kataliz zamanı həm katalizator, həm də reaksiyaya girən maddələr eyni aqreqat halında olurlar. Heterogen kataliz zamanı isə katalizatorla reaksiyaya girən maddələr müxtəlif aqreqat halında olurlar. Heterogen kataliz zamanı yenidən reaksiyaya girmək qabiliyyətinə malik aralıq birləşmələr katalizatorun səthində yaranır. Bu, reaksiyada iştirak edən bir və ya bir neçə maddənin katalizator səthində adsorbsiyası nəticəsində baş verir. Katalizatorun aktivliyi onun səthinin sahəsindən və xassələrindən asılı olur. Katalizin effektivliyi həmçinin reaksiyanın temperaturundan və onun getməsinə ayrılan vaxtdan da asılıdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, bərk katalizatorlardan istifadə olunan bəzi hallarda onun sərf olunduğu da müşahidə olunur. Buna misal olaraq avtonəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunan zərərli maddələrin neytralizatorlarını göstərmək olar. Belə neytralizatorların bərk katalizatorlarının səthi müəyyən müddətdən sonra dağılır və ya aşınır. Buna səbəb mühərrikin işlənmiş qazlarının tərkibindəki bərk hissəciklərin yüksək temperatur şəraitində katalizatorun səthinə mexaniki təsir etməsidir.

Kimyəvi reaksiyaların sürəti temperaturdan daha çox asılı olduğundan reaksiyanın maksimal sürəti də temperturun ən yüksək olduğu zonada alınır. Bu zona alov cəbhəsi adlanır.

Şək.4.1-də təzə qarışığın ( tqT ), yanma məhsullarının ( ymT ) və alovun ( alT ) temperaturlarının alov

cəbhəsinə nəzərən paylanması göstərilmişdir. Göründüyü kimi təzə qarışığın temperaturu ani olaraq yox, tədricən, özü də ancaq qızdırılma zonasında artmağa başlayır. Yanma reaksiyasında iştirak edən maddələrin konsentrasiyası da eynilə, yəni tədricən dəyişir (şək.4.2).

Şək.4.1 Reaksiya zonasında temperaturun dəyişməsi.

Qızdırılma zonasının eni qarışığın 718.2e dəfə qıza biləcəyi məsafəyə bərabərdir. Bu məsafə

0.6 mm-dən 0.003 mm-ə qədər ola bilər. Göstərilən qiymətlər ən aşağı sürətlə ( 5yU ssm ) yanan

qarışığın (6 % metan + 94 % hava) və ən böyük sürətlə ( 1000yU ssm ) yanan qarışığın (hidrogen

+ oksigen) yanması halları üçün hesablama yolu ilə alınmışdır. Bu qiymətlərdən istifadə etməklə, yəni qızdırılma zonasının enini alovun sürətinə bölməklə reaksiyaya girən maddənin alovda olduğu müddət

hesablanmışdır: birinci hal üçün bu müddət 410-3

s, ikinci hal üçünsə 10-7

s təşkil edir.

Şək.4.2. Reaksiya zonasında iştirak edən maddələrin konsentrasiyasının dəyişməsi.

Reaksiya gedən həcmin və ya başlanğıc temperatur şəraitinin azacıq dəyişməsi kimyəvi reaksiyaların, yəni yanma prosesinin xarakterini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir. Buna müvafiq olaraq yanma məhsullarının, o cümlədən zərərli maddələrin yaranma xarakteri də dəyişir.

Kimyəvi reaksiyaların demək olar hamısı istiqamətcə geri dönə bilmək xassəsinə malikdirlər. Yəni, reaksiyalar müəyyən temperatur həddinə qədər bir istiqamətdə gedirsə, göstərilən həddən sonra onlar

23

tam əks istiqamətdə gedirlər. Məsələn, dəm qazı ilə su buxarları arasındakı reaksiya aşağıdakı ifadə üzrə baş verir:

CO + H2O = CO2 + H2. Lakin müəyyən temperatur həddindən sonra göstərilən reaksiya əks istiqamətdə baş verir:

CO2 + H2 = CO + H2O. Deməli, reaksiya ümumilikdə aşağıdakı şəkil alır:

CO + H2O CO2 + H2. Beləliklə, hərəkətli tarazlıq yaranır və bu zaman düz istiqamətli reaksiyanın sürəti əks istiqamətdə

gedən reaksiyanın sürətinə bərabər olur. Qeyd edək ki, göstərilən temperatur həddi müxtəlif xarici amillərdən asılı olur. Temperatur

həddinin qiymətindən asılı olaraq xaric olunan qazların tərkibində ya CO ilə H2O, ya da CO2 ilə H2 üstünlük təşkil edir. Birinci halda xaric qazları tərkibcə demək olar ki, generator qazlarından ibarət olur və onları müxtəlif istilik qurğularında yenidən yandırmaq mümkündür. İkinci halda isə xaric qazlarının temperaturu yüksək olduğundan, onlardan qızdırma prosesində istilikdaşıyıcı kimi istifadə etmək olar.

Ayrı-ayrı molekulların (məsələn, karbon qazı və su molekullarının) tərkib hissələrinə parçalanma reaksiyaları da dönən reaksiyalara aiddirlər. Bu reaksiyalara dissosiasiya reaksiyaları da deyilir:

2CO2 2CO + O2

2H2O 2H2 + O2. Dissosiasiya reaksiyaları temperaturun 2000 K-dən yuxarı olduğu halda, özü də yalnız sağ

istiqamətdə gedir. Daha aşağı olan temperaturlarda reaksiyalar ancaq əks, yəni sol istiqamətdə baş verir. Reaksiya zonasındakı temperatur yuxarı olduqca, dissosiasiya reaksiyalarının intensivliyi artır və karbon qazı ilə su buxarlarının parçalanma məhsulları daha çox yaranır.

Tam yanma məhsulları olan karbon qazı (CO2) və su buxarının (H2O) dissosiasiya reaksiyaları nəticəsində alınan məhsullar natamam yanma məhsulları olan dəm qazı (CO) və hidrogen (H2) olduğundan istiliyin müəyyən qədəri ayrılmır. Yəni, həm ümumi istiliyin ayrılması, həm reaksiya gedən həcmdəki temperatur, həm də dissosiasiya zonasındakı temperatur az olur. Beləliklə, demək olar ki, dissosiasiya reaksiyaları endotermik reaksiyalardır, yəni onlar istiliyin udulması ilə müşayət olunur. Bununla əlaqədar olaraq yanma prosesinin elə temperatur həddi var ki, temperatur bu həddən yüksək ola bilməz və alov cəbhəsindəki temperaturun həqiqi qiyməti həmişə yanmanın adiabatik temperaturundan az olur.

Karbohidrogenli yanacaqların daxili yanma mühərrikləri şəraitində yanması zamanı temperaturun yüksəlmə həddi 3100 K-dir.

DYM-də yanma məhsullarının orta temperaturunun ən böyük qiymətləri 18002600 K hədlərində olur. Yuxarı hədlər benzin mühərriklərinə, aşağı hədlər isə dizellərə aiddir. Alov cəbhəsindəki və onun

ətrafındakı zonalarda temperaturlar 25003100 K hədlərində olur. Qeyd etmək lazımdır ki, yanma prosesi zamanı gedən reaksiyaların heç də hamısı dönən deyil.

Məsələn, karbohidrogenlərin oksidləşmə reaksiyaları dönməyən reaksiyalardır. Yanacağın yanmış karbohidrogenləri heç bir şəraitdə yenidən yanacağa çevrilə bilməz.

İstilik ayrılması, bəzi hallarda isə işıqsaçma ilə müşayiət olunan, intensiv baş verən kimyəvi

reaksiyalara yanma deyilir. Bu tip reaksiyaların əksəriyyəti oksidləşdirici reaksiyalardır. Oksidləşən

maddəyə yanacaq deyilir. ―İntensiv‖ termini yanma reaksiyalarını çox kiçik miqdarda istiliyin

ayrılması ilə gedən oksidləşmə reaksiyalarından fərqləndirmək üçün işlədilir. Qeyd etmək yerinə düşər

ki, çürümə və korroziya kimi proseslər də oksidləşmə reaksiyalarıdır və onların gedişində ümumiyyətlə

istilik ayrılmır. Oksidləşdirici kimi çox vaxt ya təmiz, ya da ki, havanın tərkibindəki oksigendən (O2)

istifadə olunur. Lakin oksidləşdirici rolunu ozon (O3), azot oksidləri (NO2, NO, N2O, N2O4), flor (F2),

xlor (Cl2) brom (Br2), yod (İ2) və s. maddələr də oynaya bilər. Özü də onlardan bəziləri, məsələn flor,

oksidləşdirici kimi iştirak etdikdə yanma reaksiyaları digər oksidləşdiricilərin iştirakı ilə gedən yanma

reaksiyalarından daha intensiv gedir.

Maddənin oksidləşmə reaksiyasının zahiri təzahürünə alov deyilir. Alovun soyuq alov və qızmar

alov kimi iki müxtəlif tipi var. Soyuq alovun meydana gəlməsi reaksiyaya girən reagentlərin öz

enerjilərinin müəyyən hissəsindən azad olması deməkdir. Bu zaman yanıcı qarışığın ümumi enerjisinin

20 %-ə qədəri ayrılır və nəticədə temperatur 200250 K artır. Soyuq alov çox zəif işıqsaçma və istilik

ayrılması ilə müşayət olunur. Yanıcı qarışığın enerjisinin əksər hissəsi qızmar alovun yaranması ilə

24

ayrılmağa başlayır. Qızmar alovu sadəcə alov da adlandırırlar. Oksidləşmə reaksiyalarının

məhsullarına isə yanma məhsulları deyilir.

Karbohidrogenlərin alovu parlaq işıq saçan olur. Bu alovda C, CH, CHO kimi radikallar

şəklində olan molekul qəlpələrinin yaranması ilə izah edilir. Göstərilən radikalların həyəcanlanma

potensialı xeyli aşağı olduğundan onların buraxdığı şüalar spektrin görünən hissəsində müşahidə

olunur. Oksigenlə hidrogenin reaksiyası zamanı isə alov demək olar ki, şəffaf olur. Bu, reaksiya

zamanı yaranan OH radikallarının şüalanmasının spektrin görünən hissəsində, amma nisbətən fərqli

hissəsində olması ilə izah edilir. Alov özü qarışığın alışması nəticəsində yaranır. Alışma məcburi və ya porşenlə sıxma

(özüalışma) nəticəsində baş verir. Məcburi alışma qarışığın qığılcım, qızdırılmış səth və ya məşəllə alışdırılması nəticəsində baş tutur. Özü də alışdırma anı ilə yanıcı qarışığın alışması arasında müəyyən zaman intervalı olur ki, buna da induksiya periodu və ya alışmanın gecikmə periodu deyilir. İnduksiya periodu həm fiziki, həm də kimyəvi proseslərin gedişindən asılı olur. Deməli, induksiya

periodu müvafiq olaraq iki həddən, alışmanın fiziki ( f ) və kimyəvi ( k ) gecikməsindən ibarətdir.

Alışmanın kimyəvi gecikməsi özü iki rejimin xarakteristikasından asılı olur. Bunlardan biri oksidləşmə

reaksiyasının başlanma anından soyuq alovun meydana gəlməsi anınadək davam edən 1k periodu,

ikincisi isə soyuq alovun meydana gəldiyi andan qızmar alovun yarandığı anadək olan 2k periodudur.

Yanma zamanı baş verən kimyəvi və fiziki proseslərin intensivliklərinin nisbəti müxtəlif

amillərdən, o cümlədən yanıcı qarışığın hazırlanma üsulundan da asılıdır.

Əgər reagentlər eyni aqreqat halındadırsa və bir-birilə əvvəlcədən qarışdırılırsa, belə qarışığa

homogen qarışıq deyilir. Belə qarışıqda yanacaqla oksidləşdiricinin biri-birilə qarışdırılmasının fiziki

prosesləri əvvəlcədən baş verdiyindən və reagentlər arasında molekulyar təmas təmin olunduğundan

yanma sürəti kinetika ilə, yəni kimyəvi reaksiyaların sürəti ilə müəyyən edilir. Belə yanma prosesi

kinetik yanma adlanır.

Reagentlər biri-birilə əvvəlcədən qarışdırılmadıqda, kimyəvi reaksiyaların başlanmasından əvvəl

yanacaqla oksidləşdiricinin biri-birilə qarışdırılması üçün vaxt tələb olunur. Qarışdırma prosesi

kimyəvi proseslərdən daha uzun çəkir və bütövlükdə yanma prosesinin sürəti qarışdırılma sürəti və ya

diffuziya müəyyən edilir. Bu cür yanmaya diffuziyalı yanma deyilir. Özü də əgər yanacaq maye,

oksidləşdirici isə qaz şəklində olduqda qarışdırma prosesindən qabaq buxarlanma prosesi olmalıdır,

çünki yanma prosesi yalnız yanacaq qaz halına keçdikdən sonra baş verə bilər. Deyilənlərlə əlaqədar

dizellərdə induksiya periodu məhz fiziki hədlə müəyyən edilir.

Lakin təmiz diffuziyalı rejim yalnız yanacağın bilavasitə yanma zonasına verildiyi qaz turbinli

mühərrıklərdə müşahidə olunur. Dizellərdə hər bir işçi sikl periodik olduğundan müvafiq olaraq

qarışdırma, buxarlanma, alışma və yanma prosesləri də periodikdir və bu səbəbdən dizellərdə həm

kinetik, həm də diffuziyalı yanma reallaşdırılır. Reaksiyanın sürəti ilə limitlənən kinetik yanma

alışmanın gecikmə periodu ərzində yanacağın oksidləşdirici ilə qarışmış hissəsinin yanması zamanı

reallaşdırılır. Reagentlərin yanma zonasında qarışma sürəti ilə limitlənən diffuziyalı yanma isə

yanacağın qalan hissəsinin yanması zamanı reallaşdırılır.

Porşenin mühərrikin silindrində a.ö.n-dən y.ö.n-yə doğru hərəkəti sıxma dalğası yaradır. Porşen

müəyyən təcillə hərəkət etdiyindən belə dalğalar daim yaranır, özü də təcilin müsbət qiymətlərində

yaranan hər yeni dalğa əvvəlkindən daha yüksək sürətə malik olur. Nəticədə, belə sıxma dalğaları bir-

birini üstünə qalaqlandığından onların cəm gücü artaraq zərbə dalğası yaradır. Porşen y.ö.n-də

dayanan zaman isə onun təpə səthi yaxınlığında seyrəkləşmə dalğası yaranır və bu dalğa zərbə

dalğasının ardınca yayılaraq ona çatır. Hər iki dalğa birgə yayılaraq tədricən zəifləyir və itir. Lakin

yanma prosesi davam etdiyindən yeni sıxma dalğaları yaranaraq onları sönməyə qoymur.

Alovun yayılması dedikdə alovun qaz qarışığındakı hərəkəti nəzərdə tutulur. Bu zaman qaz

qarışığı özü iki hıssəyə bölünür (şəkil 4.3). Bunlardan biri alovun artıq keçib getdiyi yanma

məhsulları, digəri isə

25

Şəkil 4.3. Alov cəbhəsinin yayılma sxemi.

alovun daxil olmağa hazırlaşdığı təzə qarışıqdır. Bu iki hissə arasındakı sərhəd alov cəbhəsi adlanır.

―Alovun yayılması‖ anlayışı özündə müxtəlif şəkilli bir sıra hadisələri birləşdirir ki, onlara görə də

alovu iki əsas sinifə bölmək olar: deflaqrasiyalı, yəni yayılma sürəti səsin yayılma sürətinə qədər olan

alov və detonasiyalı, yəni yayılma sürəti səsin yayılma sürətindən çox olan alov. Bununla əlaqədar

alovun yayılması iki cür, yanma və detonasiya dalğaları şəklində olur.

Yanma dalğası onunla xarakterizə olunur ki, alov istilikötürmə və aktiv molekulların alov

cəbhəsindən diffuziyası vasitəsilə yayılır və hələ yanmamış təzə qaz qarışığını ardıcıl olaraq yanma

məhsullarına çevirir. Yanma dalğasının mühərrikin yanma kamerində yayılma sürəti səsin yayılma

sürətindən (300 sm ) xeyli aşağı olur. Bu halda alov dalğası cəbhəsindən qabaqda və onun

arxasındakı təzyiqlər arasındakı fərq cüzi olur.

Yanma prosesinin və zərbə dalğasının inkişaf şəraitindən asılı olaraq müəyyən anda zərbə dalğası

detonasiya yarada bilər, yəni detonasiya dalğasına çevrilə bilər. Detonasiya dalğasının yayılması alov

cəbhəsində gedən kimyəvi reaksiyalar nəticəsində istilik ayrılmasının sayəsində baş verir (şəkil 4.4).

Bu zaman alov dalğası cəbhəsindən qabaqda və onun arxasındakı təzyiqlər arasındakı fərq kifayət

qədər böyük olur. Detonasiya dalğasının yayılma sürəti isə səsin yayılma sürətindən xeyli böyük olur

(karbohidrogen yanacaqların mühərrikdə yanması halında 25003000 sm ).

Şəkil 4.4. Detonasiya dalğasının inkişaf sxemi.

Detonasiya — sıxma (və ya zərbə) dalğasının səs sürətindən yüksək sürətlə yayılması

prosesidir. Partlayışlı parçalanma reaksiyasının bilavasitə detonasiya dalğası cəbhəsinə bitişik zonada baş

verməsi detonasiyanın hidrodinamiki nəzəriyyəsi üçün başlanğıc şərtdir. Detonasiya dalğası cəbhəsi

ona perpendikulyar istiqamətdə çox böyük sürətlə hərəkət edir. Bilavasitə cəbhədən sonra temperatur

və təzyiq sıçrayışlarla artır. Bununla əlaqədar bütün reaksiyalar detonasiya dalğası cəbhəsinə bitişik

olan çox dar bir qatda baş verir. Bu qat dalğa cəbhəsinin ardınca və onunla eyni sürətlə hərəkət edərək,

özündən sonra yüksək temperatura və təzyiqə malik yanma məhsullarının qalmasına səbəb olurlar.

Alışmadan qabaqkı periodda aldehid və peroksidlərin yığılıb toplanması, habelə yanma

kamerində təzə qarışığın sıxılması nəticəsində yaranan temperatur qradientinin yaranması hesabına

detonasiyanın inkişafı asanlaşır. Hətta 1000 K-lik temperatur fonunda 1020 K-lik qradientin olması

detonasiyanın yaranmasını xeyli asanlaşdırır.

DYM-də yanmanın kinetik və diffuziyalı rejimləri reallaşdırılır. Benzin mühərriklərində

yanacağın hamısı, dizellərdə isə alışdırmanın gecikmə periodu ərzində hazırlanmış yanıcı qarışıq

kinetik yanma mexanizmi ilə yanır. Dizel mühərriklərində yanıcı qarışığın qalan, yəni əsas hissəsi, qaz

turbinli mühərriklərdə isə bütün yanacaq diffuziyalı yanma mexanizmi ilə yanır. Qaz turbinli

mühərriklərdə stasionar alov, porşenli mühərriklərdə isə qeyri-stasionar alov olur.

26

Özüalışma hadisəsi adətən dizel mühərriklərində reallaşdırılır. Lakin yanma kamerinin ayrı-ayrı

zonalarnda temperatur və qarışığın konsentrasiyası üzrə lazımı şərait yarandıqda benzin

mühərriklərində də özüalışma hadisəsi baş verə bilər. Bu detonasiya adlanır.

Yanıcı qarışığı mühərrikin silindri xaricində hazırlanan və məcburi alışdırmalı mühərriklərdə

yanıcı qarışıq homogen, yəni yekcins olur və onun hamısı yanma dalğasının yayılması hesabına yanır.

Yanma dalğası isə kənar alışma mənbəyi olan alışdırma şamının sayəsində yaranır (şək.4.5).

Lakin bu tip mühərriklərdə detonasiya dalğasının sayəsində də yanma baş verə bilər. Texniki

ədəbiyyatda bu sadəcə olaraq ―detonasiya‖ adlandırılır. Detonasiya, yanma kamerininin hələ yanma

dalğasının gəlib çatmadığı zonalarda yanacaq-hava qarışığının təzyiq dalğaları tərəfindən sıxılması

nəticəsində qarışığın özüalışması şəklində yaranır.

Məcburi alışdırmalı mühərriklərdə detonasiyanın olması arzuolunmazdır. Çünki, detonasiya

birinci növbədə sıxma dərəcəsinin və üstəlik üfürmə təzyiqinin artırılmasına mane olur. Belə ki, onların

qiymətlərinin artırılması detonasiyaya səbəb olur, bu isə silindr-porşen qrupu hissələrinin dağılması ilə

nəticələnə bilir. Digər tərəfdən, detonasiya nəticəsində yanma məhsullarının turbulentliyi artır və bu,

yanma kamerinin divarları yaxınlığındakı izoləedici sərhəd təbəqəsinin qalınlığını kəskin azaltdığından

istilikvermənin sürətinin xeyli artmasına səbəb olur. Adətən, detonasiya gücün azalmasına, mühərrikin

işindəki səs-küyün artmasına səbəb olur. Lakin ayrı-ayrı hallarda porşenin əriməsinə və çatlamasına,

şatunun əyilməsinə və dirsəkli valın qırılmasına da səbəb olur.

Şəkil 4.5. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərriklərində yanacaq-hava

qarışığının yanma prosesinin inkişaf sxemi.

Detonasiyalı yanma həddi həm yanacağın xarakteristikaları, həm də mühərrikin sürət rejimi,

alışdırmanın qabaqlama bucağı və yanıcı qarışığın tərkibi ilə müəyyən edilir. Orta effektiv təzyiqin

detonasiyaya görə minimal qiyməti yanıcı qarışığın 1 tərkibində alınır. Stexiometrik tərkibli

qarışığın böyük genişlənmə dərəcəsi olduğundan qarışığın son hissələrinin temperaturu daha çox artir.

Üstəlik üfürmə təzyiqinin, sıxma dərəcəsinin və alışdırmanın qabaqlama bucağının artırılması

detonasiyanın yaranmasına səbəb olur. Alovun alışdırma nöqtəsindən yanma kamerinin əks tərəfdəki

divarına qədər olan yolu qısaldıqca, qarışığın burulğanlılığı və turbulentliyi atrdıqca, qığılcımım

verilməsi gecikdirildikcə, yanıcı qarışığın tərkibi kasıb olduqca və yanma kamerinin səthinin onun

həcminə olan nisbəti böyüdükcə detonasiya ehtimalı azalır.

Alışdırmanın qabaqlama bucağını böyütdükdə porşenin y.ö.n vəziyyətinə çatmasına hələ çox

qaldığından alovun qət etdiyi yol uzun olur və qarışığın yanmamış hissəsi daha çox sıxılır. Nəticədə

yanmanın maksimal təzyiqi böyüyür. Turbulentlik hədsiz yüksək səviyyədə olduqda yanma da çox

sürətlənir və mühərrikin işi ―sərt‖ alınır. Qığılcımın verilməsi gecikdikdə isə qarışığın yanmamış

hissəsinin sıxılması azalır, yanma prosesinin çox hissəsi y.ö.n-dən sonra baş verir. Detonasiyanın baş

verməsinə və inkişafına yanacağın kimyəvi tərkibi, qarışıqdakı oksigenin miqdarı, antidetonatorların

tətbiqi kimi amillər də təsir edir.

Sıxmanın təsiri ilə özüalışmalı mühərriklərdə, yəni dizel mühərriklərində yanacağın alışması və

27

yanması prosesləri məcburi alışdırmalı mühərrıkdəkilərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Dizellərdə

yanacaq hərəkət edən hava qarışığına forsunka vasitəsilə ilə yüksək təzyiq altında püskürülür.

Püskürülən yanacağın narın tozlandırılmasında mühərrikin silindri ilə yanacaqvermə sistemini

arasındakı təzyiq düşgüsü mühüm rol oynayır. Dizellərin bəzilərində yanacaqvermə sistemindəki

təzyiq 4080 MPa, bəzilərində isə 150200 MPa hədlərində olur. Üstəlik üfürməsiz dizellərdə

silindrdəki təzyiq 3.54.0 MPa, üstəlik üfürməli dizellərdə isə 7.012.0 MPa hədlərində olur. Maye

yanacağın hava qarışığında tozlandırılması zamanı ikifazalı, reaksiyaya girməyə hazır şırnaq — maye

yanacaq məşəli yaranır. Dizellərdə özüalışma ayrı-ayrı yanacaq şırnaqlarının sərhəddində, kiçik

həcmlərdə başlanır (şək.4.6).

Şəkildə göstərilən yanacaq məşəlinin yanması yanacaq damlalarının qızdırılması və

buxarlanması, buxarlanmış yanacağın qazşəkilli oksidləşdirici ilə qarışdırılması, qaz şəkilli

reagentlərin yüksək temperaturun təsiri altında kimyəvi qarşılıqlı əlaqəsi və yanma məhsullarının ilkin

reagentlərlə qarışması hesabına təmin olunur. Yanacaqla havanın qarışığı tərəfindən istiliyin udulması

nəticəsində məşəldəki temperatur sıxılmış havanın temperaturundan 100300˚ C az olur (500˚ C).

Sıxılmış havanın yüksək temperaturu və təzyiqi dizellərdə alışmanın az gecikməsini (təxminən

0.710.0 ms hədlərində) təmin edir. Alışmanın gecikmə periodu artdıqca, alışmağa hazır olan

yanacağın miqdarı da çoxalır və həcmi partlayışın enerjisi daha böyük olur.

Şəkil 4.6. Dizellərdə alışma prosesinin inkişaf sxemi.

Dizeldəki yanma periodik olduğundan onun silindrində gedən yanma rejimi təmiz diffuziyalı

yanma rejimindən fərqlənir. Fərq dizeldəki yanma zamanı alışmanın gecikmə periodunun

olmasındadır. Bu period ərzində yanacağın bir hissəsi buxarlanmağa və oksidləşdirici ilə qarışıb

homogen yanıcı qarışıq yaratmağa imkan tapır. Yaranmış homogen yanıcı qarışıq zonasında alışmanın

ilkin mərkəzləri yaranmağa başlayır. Alışma mərkəzləri daha sonra bütöv alov cəbhəsini təşkil edirlər

və hələ yanmamış yanacaqla oksidləşdirici bu cəbhəyə daxil olmağa başlayırlar. Beləliklə, dizellərdə

yanma məhsullarının və işlənmiş qazların tərkibi kinetik və diffuziyalı yanma rejimində yanan yanacaq

miqdarlarının nısbətindən və göstərilən yanma rejimlərinin xarakteristikasından asılı olur.

Nisbətən yüngül yanacaqlar üçün alışmanın gecikməsi əsasən yanacağın kimyəvi xassələrindən

asılı olur. Ağır yanacaqlar üçünsə alışmanın gecikməsi yanacağın özlülüyü, buxarlanma sürəti kimi

fiziki xassələrindən asılıdır. Yanacaq şırnağının yanma kamerinin bütün həcminə nüfuz edə bilməməsi

yanacaq buxarlarının bir yerə toplaşaraq yanacağın lokal zənginləşməsinə gətirib çıxarır. Nəticədə

qurum əmələ gəlir. Bunu aradan qaldırmaq üçün hava qarışığının burulğan hərəkətini

intensivləşdirmək lazımdır. Lakin burulğanlığın hədsiz gücləndirilməsi yanmanın pisləşməsinə, habelə

yanacaq damcılarının yanma kamerinin divarlarına sıxışdırılmasına səbəb ola bilər.

Dizellərdə yanma prosesinin inkişaf xarakteri məcburi alışdırmalı mühərriklərdəkindən fərqlənir.

Belə ki, dizellərdə yanma prosesi həcmi alışma prosesləri ilə alovun alışmaya hazırlanmış yanıcı

qarışıq üzrə yayılması proseslərinin birləşməsindən ibarətdir. Bundan sonra qalan yanacaq alov

cəbhəsinə daxil olduqca yanır.

28

Dizelin işçi prosesi yüksək turbulentlikli periodik heterogen yanma prosesinə malikdir. Özü də,

başlanğıcda yanacaqla oksidləşdirici müxtəlif aqreqat halında olurlar, yəni yanacaq maye halında,

oksidləşdirici isə qaz şəklində olur. Periodik heterogen yanma prosesinin fərqli xüsusiyyətləri

aşağıdakılardan ibarətdir:

1. Periodiklik yanma prosesinin gedişini zaman üzrə məhdudlaşdırır. Bu səbəbdən daimi yanma

rejimindən fərqli olaraq belə rejimdə yanmanın kimyəvi reaksiyalarının vaxtından qabaq kəsilməsi

halları olur ki, bu da öz növbəsində alınan yanma məhsullarının fərqlənməsinə səbəb olur.

2. Diffuziyalı yanma rejimi yanacaq və oksidləşdirici hissəciklərinin molekulyar səviyyədə

təmasının təmin edilməsi üçün onların əvvəlcədən biri-birilə qarışdırılmasına müəyyən vaxt tələb edir,

çünki əks halda yanma reaksiyasının davam etməsi mümkün olmaz. Bu amil natamam yanmanın

payını artırır.

3. Yanacaq və oksidləşdiricinin müxtəlif aqreqat halında olması reagentlərin molekulyar

qarışması üçün də müəyyən vaxt tələb edir. Bu da öz növbəsində natamam yanmanı artırır.

Yuxarıda sadalanan üç xüsusiyyət yanacağın tez və tam yanmasının təmin olunması üçün yanma

prosesinin təşkilinin çətinliyini göstərir.

Hər iki tip mühərriklərdə yanma prosesinin reallaşdırılması əlavə amillərin təsiri ilə də

mürəkkəbləşir. İlk növbədə ―sıxma-genişlənmə‖ amili, yəni reaksiya gedən həcmin qiymətcə daim

dəyişən olması yanma məhsullarının soyudulma sürətinə öz təsirini göstərir. Bu da öz növbəsində

baxılan zonada gedən kimyəvi reaksiyaların sürətinə təsir edir. İkinci amil isə, qapalı həcmdə alov

cəbhəsinin yayılması ilə əlaqədar təzyiqin fasiləsiz olaraq yüksəlməsi yanma kamerinin müxtəlif

zonalarındakı yanma məhsullarının temperaturları arasında əhəmiyyətli fərqin (500 K-ə qədər)

yaranmasıdır (―Maxe-effekt‖). ―Maxe-effektin‖ məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikləri üçün

daha xarakterik olduğunu da qeyd edək.

Yanma kamerində yanacaq-hava qarışığının yaranması yanıcı qarışığın hazırlanmasının iki

üsulundan, xarici və daxili qarışdırma üsullarından asılıdır.

Xarici qarışdırma üsulu ilə işləyən mühərriklərə karbüratorlu, sorma borusuna yanacaq

püskürməli və qaz mühərrikləri aiddirlər. Belə mühərriklərdə yanacaqla oksidləşdirici (hava) biri-birilə

əvvəlcədən, mühərrikin silindrindən xaricdə qarışdırılır. Silindrə isə hazır yanıcı qarışıq daxil olur. Bu

zaman yanma kamerinin həcmini tutan reagentlərin konsentrsiyalarının qeyri-bərabərliyi nəzərə

alınmır və reaksiya gedən həcmdə hava artıqlıq əmsalının () sabit olduğu qəbul edilir.

Yanacaq-hava qarışığının alışdırılma prosesi qarışığın həm tərkibindən, həm də temperaturundan

asılıdır. Temperaturu elektrik şamına verilən cərəyanın şiddətini və gərginliyini dəyişməklə və ya

qarışığın divarları yüksək temperatura malik reaksiya zonasına verilməsini təmin etməklə tənzimləmək

olar. Temperaturun belə məcburi şəkildə yüksəldilməsi yanma hədlərini genişləndirməyə imkan verir.

Yanma kamerinin divarlarının istilikkeçirməsi və materialı da yanma hədlərinə təsir göstərir. Yanıcı

qarışığın yanma hədlərinin genişlənməsi qarışığın tərkibinin faktiki dəyişdiyi hallarda daxili yanma

mühərrikinin işinin müntəzəmliyini artırır. Bununla əlaqədar alışma, yanma və zərərli maddələrin

yaranması proseslərinin xarakteristikaları da dəyişə bilər.

Daxili qarışdırma üsulu ilə işləyən mühərriklərə dizellər, qazodizellər, qaz turbimli mühərriklər

və yanacağı birbaşa silindrə püskürülən benzin mühərrikləri aiddir. Təkcə sonuncu mühərriklərdə

yanıcı qarışıq məcburi alışdırılır. Adları çəkilən mühərriklərdə yanıcı qarışıq bilavasitə mühərrikin

yanma kamerində hazırlanır. Bu səbəbdən hava artıqlıq əmsalı belə mühərriklərdə nə zaman üzrə, nə

də yanma kamerinin həcmi üzrə sabit ola bilməz. Dizel yanacağı şırnağının yanma kamerində zaman

və həcm üzrə inkişafının ideallaşdırılmış prosesini nəzərdən keçirməklə aşağıdakı zonaları qeyd etmək

olar:

- havanın heç olmadığı maye yanacaq ( 0 );

- reagentlərin qarışma dərəcəsi müxtəlif olan yanacaq-hava qarışığı. Maye yanacaqla sərhəddə

hava demək olar ki, yoxdur, yəni 0 ; bu sərhəddən uzaqlaşdıqca qarışıqdakı havanın miqdarı

artır, yanacağın heç olmadığı yerdə isə . Göstərilən oblastda yuxarı və aşağı yanma hədlərinin

yerləşdiyi zonanı göstərmək olar: ahyh ;

- təmiz hava olan zona .

Zaman keçdikcə oblastın həcmləri arasındakı nisbətlər dəyişir. Yanacaq yüksək təzyiq altında

29

püskürüldüyündən müəyyən qədər vaxtdan sonra alışmanın olmadığı halda yanacaqla hava biri-birilə

bütünlüklə qarışa bilər və diffuziya prosesi nəticəsində yanma kamerinin bütün həcmi boyunca

qarışığın tərkibi bərabərləşər.

Dizelin yanma kamerindəki sıxılmış hava mühitinə düşən yanıcı qarışığın temperaturu kifayət

qədər yüksək olduğundan onun tərkibindəki yanacaq buxarlanmağa başlayır. Müəyyən bir şərait

yaranan kimi özüalışma baş verir. Birinci növbədə yanma həddi zonasında ( ahyh ) yerləşən

yanacaq yanır.

Bu zonadakı yanma sürəti kimyəvi reaksiyaların sürəti ilə müəyyən edildiyindən, qalan yanacaq

alov cəbhəsində hava ilə qarışdıqca yanır. Alov cəbhəsinin həndəsi vəziyyəti olan izostexiometrik

səthdir. Yanıcı qarışığın tərkibi 1 -dən fərqli olduqca yanma reaksiyasının sürəti və yanma

temperaturu azalır, çünki reaksiyaya girən reagentlərdən birinin çatmadığı müşahidə olunur. Beləliklə,

alov cəbhəsi avtomatik olaraq izostexiometrik səthdə qalmaqda davam edir, makroqarışma və yanıb-

qurtarma prosesləri hesabına bu səthlə birlikdə yerini dəyişir.

Nəzəri olaraq 1 olan halda yanma məhsulları karbon qazından və su buxarından ibarət

olmalıdır. Lakin yanma kamerində proses həcmin dəyişdiyi şəraitdə getdiyindən təzyiq və temperatur

da dəyişir. Dizel mühərrikində yanma prosesinə ayrılan vaxt yanacaqla havanın alov cəbhəsində

qarışması və tamamilə yanıb qurtarması üçün tələb olunan vaxtla müqayisədə çox azdır. Ona görə

aşağı temperaturlarda bu proses axıracan getməyə də bilər. Nəticədə natamam yanma məhsulları olan

karbon-2-oksid və karbohidrogenlər, habelə qurum hissəcikləri yaranır.

30

5-ci mühazirə

5. ZƏHƏRLĠ MADDƏLƏRĠN YARANMASI VƏ PARÇALANMASI.

5.1. “DƏM QAZI” – KARBON-2-OKSĠDĠN YARANMASI.

Xarici qarışdırma. Xarici qarışdırmalı mühərriklərdə dəm qazının yaranması əsas etibarilə

yanıcı qarışığın tərkibi ilə müəyyənləşdirilir. Yanıcı qarışıq zəngin olduqca işlənmiş qazların

tərkibindəki dəm qazının konsentrasiyası da artır. Yanıcı qarışığın tərkibi normaldan kasıblaşmağa

doğru dəyişdikcə dəm qazının konsentrasiyası sabit olaraq qalır.

Adətən belə hesab olunur ki, kinetik mexanizm üçün xarakterik olan yanma şəraitində

temperatur və təzyiqin siklin maksimal temperatur və təzyiqinə yaxın qiymətlərində ―karbon-oksigen-

hidrogen‖ sistemi tarazlıqda olur. Ona görə də yanma məhsullarındakı dəm qazı konsentrasiyası

tarazlıq vəziyyətinə yaxın olur. Belə ki, dəm qazı üçün tarazlığın yaranmasının xarakterik vaxtı yanmış

qazların parametrlərinin dəyişməsinin xarakterik vaxtından az olur.

Lakin belə hal porşenin genişlənmə taktı üzrə y.ö.n-dən 60 keçmiş vəziyyətinə kimi sabit qalır.

Bundan sonra

CnHm+O2CO+H2O

və

CO+OH*CO2+H

reaksiyalarının sürətləri yanma məhsullarının temperaturunun aşağı düşməsi üzündən azalmağa

başlayır, nəticədə yanma məhsullarının tərkibində olan dəm qazı konsentrasiyasının tarazlığı pozulur.

Belə demək mümkünsə, dəm qazı konsentrasiyasının ―dondurulması‖ baş verir.

Dəm qazının karbon qazına qədər oksidləşməsi prosesi yalnız karbohidrogenlərin 80 %-nə yaxın

miqdarının yanma reaksiyası zonasında oksidləşməsindən sonra öz inkişafına başlayır. Bunu aşağı

temteraturlar şəraitində neytralizatorlardan istifadə etdikdə nəzərə almaq lazımdır.

Daxili qarışdırma. Dizellərdə dəm qazı həm yanacağın karbohidrogenlərinin, həm də onların

krekinqinin məhsulu olan sərbəst karbonun (C) natamam oksidləşməsi nəticəsində yaranır. Natamam

yanma birbaşa yanacaq və oksidləşdirici konsentrasiyalarının fəza qeyri-yekcinsliyinin və yanma

kamerindəki temperaturun xarakteri ilə əlaqədardır. Diffuziyalı alov cəbhəsinin formalaşdığı fazada

yanma prosesi hava artıqlıq əmsalının aşağı və yuxarı hədləri arasında gedir. Bu halda dəm qazının

yaranması həm lokal (yerli) hava artıqlıq əmsalının paylanma xarakteri, həm də göstərilən zonadakı

yanacaq-hava qarışığının miqdarı ilə əlaqədar olur. Diffuziyalı yanma rejiminə keçiddən sonra alov

cəbhəsinin eni kəskin daralır və alov cəbhəsi faktiki olaraq yanacaqla oksidləşdiricini ayıran səthə

çevrilir. Bu, yanacağın parçalanma intensivliyini artırır və yanacağın oksidləşmə sürəti reaksiya

zonasındakı temperaturdan asılı olur.

Dizellərdə dəm qazı karbon qazının (CO2) 2000 K-dən yuxarı olan temperaturlar zonasındakı

dissosiasiyası, habelə karbonun oksidləşməsi nəticəsində də yarana bilər.

5.2. QURUMUN (HĠSĠN) ƏMƏLƏ GƏLMƏSĠ.

Dəm qazı kimi qurum da yanacağın natamam yanmasının məhsuludur. Qurum yüksək

temperatur şəraitində maye yanacaq zonasındakı yanacağın karbohidrogenlərinin oksidləşməsinin baş

verməməsi və bu səbəbdən yanacaq molekullarının krekinqi (parçalanması) nəticəsində yaranır. Həm

dizellərdə, həm də benzin mühərriklərində qurumun yanma mexanizmi eynidir.

Dizel yanacağı ilə benzinin fraksiya tərkibləri, habelə yanıcı qarışığın hazırlanmasına ayrılan

vaxt fərqli olduqlarından xarici qarışdırmalı mühərriklərdə vahid yanacaq miqdarına düşən qurumun

kütləsi daha az olur. Bu mühərriklərdə yaranan qurumun dispersliyi də dizellərdəkindən fərqlənir:

qurum hissəciklərinin ölçüləri daha kiçik olur. Kiçik ölçülü qurum danələri havada daha uzun müddət

qalıb dolaşa bilirlər. Məhz bu səbəbdən benzin mühərriklərinin qurum danəcikləri ətraf mühitə daha

çox ziyan vururlar.

Qurumun yaranma prosesi ilə birgə onun yanması prosesi də gedir. Bu zaman qurum ən böyük

31

konsentrasiyaya malik olduğu zonadan (alov cəbhəsinin oksidləşdirici olmayan daxili səthindən), alov

cəbhəsindən, keçməklə oksidləşdiricinin bol olduğu zonaya diffuziya edərək yanır. Qurumun maye

yanacaq tərəfə diffuziya edən hissəsi isə yanmır və dizelin işlənmiş qazlarının tərkibində qurumun da

olmasına səbəb olur.

Qurumun, yəni bərk karbonun (C4) yanması heterogen prosesdir: karbon bərk fazanı,

oksidləşdirici isə qaz fazasını təşkil edir. Bu prosesin sürəti həm qurum hissəciklərinin yanma

kinetikası ilə (qurumlu hissəciklərin səthində və daxilində), həm də hissəciklərin səthində baş verən

oksidləşdirici və yanma məhsullarının diffuziyalı ötürülməsi ilə müəyyənləşdirilir.

Karbonlu hissəciklərin səthi hədsiz böyük miqdarda mikroçatlarla, müxtəlif forma və ölçülü

məsamələrlə örtülüdür. Məsamələr bütün hissəcik boyu da ola bilirlər. Özü də məsamələrin daxili

səthlərinin sahəsi qurum hissəciyinin xarici səthinin sahəsindən böyük də ola bilər. Bu səbəbdən karbon

həm xaricdən, həm də daxildən yanır. Nəzəri araşdırmalar zamanı karbonun daxildən də yanmasını

nəzərə almadıqda eksperiment nəticələrinin analizində böyük səhvlərə yol verilə bilər.

Karbon oksigenlə, karbon qazı və su buxarı ilə oksidləşmə reaksiyasına girərək müvafiq olaraq

dəm qazı və karbon qazı əmələ gətirir. Karbonun yanma reaksiyası birinci tərtib reaksiya hesab olunur.

Karbonun oksidləşmə reaksiyaları aşağıda göstərilmişdir:

C + O2 = CO2 – 395

2C+ O2 = 2CO – 219

C + CO2 = 2CO + 173.5

C + H2O = CO + H2 + 130.5

C + 2H2O = CO2 + 2H2 + 132

C + 2H2 = CH4 + 74.9

―+‖ işarəsi reaksiyanın ekzotermik, ―-― işarəsi isə - endotermik olduğunu, rəqəmlər isə molkC -

la ayrılan və ya udulan istiliyin miqdarını göstərir.

5.3. KARBOHĠDROGENLƏRĠN YARANMASI.

DYM-nin işlənmiş qazlarının tərkibində karbohidrogenlərin olması işçi proses ərzində yanacağın

müəyyən hissəsinin natamam oksidləşməsinin və parçalanmasının nəticəsidir. Onların yaranmasında

işlənmiş qazlarla xaric edilən yanacaq buxarları, habelə silindrin divarlarından sıyrılaraq yanma

kamerinə düşən sürtgü yağı da müəyyən rol oynayırlar. Lakin karbohidrogenlərin yaranmasının ən

əsas səbəbi temperaturun aşağı olmasıdır ki, bu da başlanğıc karbohidrogenlərin oksidləşmə

reaksiyasının sürətini azaldır.

Xarici qarışdırma. Xarici qarışdırmalı və məcburi alışdırmalı mühərriklərin işıənmiş qazlarında

olan karbohidrogenlərin harada yarandığını şək.5.1-də verilmiş sxemdən görmək olar.

Şəkil 5.1. Məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki karbohidrogenlərin

mənbəyi:

1-injektor; 2-alışdırma şamı; 3-işlənmiş qazlardakı cəm karbohirogenlər; 4-alovun

divaryanı sönmə zonaları; 5-yağın ―porşen-silindr‖ araboşluğundan yanma kamerinə

keçməsi; 6-sorma klapanının səthi; 7-sorma klapanının divarındakı təbəqə; A-

yanacağın injektor ilə tozlandırılması istiqaməti.

32

Karbohidrogen emissiyasının miqdarı həm kasıb, həm də zəngin qarışıqların yanması zamanı

kifayət qədər olur. Kasıb qarışıqların yanması zamanı karbohidrogen emissiyasının yaranması

natamam yanma üzündən baş verir. Belə ki, genişlənmə taktı ərzində yanma kamerinin carı həcmi

böyüdüyündən yanma prosesi yanma məhsullarının soyumağa başladığı anadək başa çatmır. Daha

kasıb qarışıqdan istifadə olunduqda isə alışmaların ardıcıl baş verməməsi və ya alovun yayılma

sürətinin yavaşıması natamam yanmaya səbəb olur. Zəngin qarışıqlardan istifadə olunduqda isə

natamam yanmaya səbəb oksidləşdiricinin, yəni hava və onun tərkibindəki oksigenin çatışmamasıdır.

Karbohidrogenlərin oksidləşməsi prosesi xaricetmə taktı zamanı xaricetmə borularında da gedir.

İşlənmiş qazların tərkibindəki yanmamış karbohidrogenlərin əsas mənbəyi alovun divaryanı

sönmə zonalarıdır. Bu zonalara bilavasitə silindrin divarlarının yaxınlığında, porşenlə silindr və

porşenlə silindrlər başlığı arasındakı araboşluğunda yerləşən yanıcı qarışıq təbəqələri aiddirlər. Bütün

adı çəkilən zonalarda hissələrin divarına istilikvermə intensiv olduğundan yanma getmir. Sorma

borusunun və sorma klapanının səthinə təbəqə şəklində çökmüş yanacaq, sonra elə bu şəkildə də

yanma kamerinə düşərək yanmamış karbohidrogenlərin yaranmasının daha bir səbəbi olur.

İşlənmiş qazlarda olan yanmamış karbohidrogenlərin bir mənbəyi də silindrə sorulan yanıcı

qarışığın müəyyən hissəsinin sorma və xaric klapanlarının eyni zamanda açıq qalması zamanı xaric

borusuna atılmasıdır.

Mühərrik yanacağı kimi qazdan, xüsusilə metandan istifadə olunduqda işlənmiş qazların

tərkibindəki karbohidrogenlərin konsentrasiyası daha yüksək olur. Bu onunla əlaqədardır ki, yanacaq

və oksidləşdirici eyni fazada olduğundan yanıcı qarışıq hədsiz yekcins alınır və bu səbəbdən alovun

yayılma sürəti azaldığından yanma zonasından istilikvermə artır, yəni alovun sönmə zonasının həcmi

artır.

Daxili qarışdırma. Dizellərdə də, məcburi alışdırmalı mühərriklərdə olduğu kimi,

karbohidrogen emissiyasının əsas mənbəyi yanma kamerinin divaryanı qatlarıdır. Bu qatlarda

istilikötürmə böyük olduğundan alovun sönməsi baş verir. Lakin məcburi alışdırmalı mühərriklərlə

müqayisədə dizellərdəki karbohidrogen emissiyası 57 dəfə az olur. Bu onunla əlaqədardır ki, yanacaq

alışma anınadək yanma kamerində çox az müddətdə qalır. Nəticədə soyuq divaryanı zonada yer tutan

yanacağın miqdarı da az olur. Yanacağın aşağı təzyiq altında verilişi zamanı sikllik dozanın

püskürülməsində təkrar püskürmə də ola bilir. Nəticədə forsunkanın tozlandırıcısından yanacağın

sızması baş verir. Bu və forsunkanın iynəaltı həcmində qalmış yanacaq qalığı da karbohidrogenlərin

mənbəyi rolunu oynaya bilər.

Ümumilikdə, dizellərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki karbohidrogen emissiyası kiçik

olduğundan hazırda normalaşdırılmır.

Yanmanın kinetik fazasında karbohidrogenlərin yaranma mexanizmi dəm qazının yaranma

mexanizmi ilə eynidir. Fərq yanacağın karbohidrogenlərinin parçalanmasının daha aşağı temperatur

qattlarında getməsidir. Yanmanın diffuziyalı fazasında karbohidrogenlərin natamam yanması isə

yanacaqla oksidləşdiricinin alov cəbhəsindəki qarışma sürətinin aşağı olması və genişlənmə taktında

yanma temperaturunun azalması ilə əlaqədardır.

Hal-hazırda daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki karbohidrogen

emissiyası cəm şəklində normalaşdırılır. Ayrı-ayrı hallarda formaldehid və metansız

karbohidrogenlərin emissiyası da normalaşdırılır. Lakin, məlum olduğu kimi işlənmiş qazlardakı

karbohidrogenlərin tərkibi müxtəlif və genişdir. Onların arasında zərərsiz metandan tutmuş hədsiz

zərərli, kanserogen benz(a)pirenədək maddələr yer alır. Bu səbəbdən yaxın gələcəkdə işlənmiş qazların

tərkibindəki normalaşdırılan karbohidrogenlərin sayının artacağını gözləmək olar.

5.4. AZOT OKSĠDĠNĠN YARANMASI.

DYM-nin işlənmiş qazlarının tərkibində azot-2-oksiddən (NO) əlavə NO2, N2O3, N2O4, N2O5

kimi digər azot oksidləri də yer alırlar. Lakin işlənmiş qazlardakı azot oksidlərinin 9599 %-i məhz

azot-2-oksiddən ibarətdir. Azot-2-oksid isə atmosferə düşdükdən sonra digər, daha yüksək oksidlərə

qədər oksidləşir. Benzin mühərriklərində azot-2-oksidin miqdarı daha çox olur, çünki bu mühərriklərdə

33

yanma məhsulları zonasının temperaturu dizellərə nisbətən daha yüksəkdir. Bu hal, benzin

mühərriklərində yanmanın sürətinin daha böyük olması ilə əlaqədar olaraq istilik itkilərinin az olması

ilə izah olunur. Deyilən səbəblərə görə yanma prosesi ərzində azot oksidlərinin yaranması prosesinə

baxıldıqda məhz azot-2-oksid nəzərdə tutulur.

Yanma zamanı azot oksidinin yaranmasi üç yolla mümkündür.

Birinci yol — havanın tərkibindəki azotun və oksigenin yüksək temperaturların (2000 K-dən

yuxarı) təsiri altında reaksiyaya girərək termiki azot oksidinin alınmasıdır. Bu reaksiya yanma

məhsulları zonasında baş verir.

İkinci yol — nisbətən aşağı temperaturlarda yanacağın tərkibində olan azotlu birləşmələrdən

azotun ayrılması nəticəsində yanacaq mənşəli azot oksidinin yaranmasıdır.

Üçüncü yol — karbohidrogen radikallarının alov cəbhəsində, yəni reaksiya zonasında azot

molekulu ilə toqquşmasından ani azot oksidinin yaranmasıdır.

Əsas rolu əlbəttə ki, termiki azot oksidləri oynayır, çünki yanma zamanı temperatur və təzyiq

yüksəldikcə azot oksidinin digər yaranma mexanizmlərinin rolu azalır.

DYM-də yanma prosesi gedərkən orada əsasən karbohidrogen-hava qarışığı (yanacağın

tərkibindəki azotlu birləşmələrin miqdarı hədsiz az olur) yandığından silindrdə kifayət qədər yüksək

temperatur (20003000 K) və təzyiq (6.015.0) alınır və azot oksidinin yaranmasının termiki

mexanizmi həlledici xarakter daşıyır.

Azot oksidinin yaranması iki əsas reaksiya əsasında Zeldoviç mexanizmi adlanan zəncirvari

mexanizm üzrə baş verir:

O* + N2 = NO + N

* - 315 kC/mol;

N* + O2 = NO + O

* + 134 kC/mol.

Azot oksidinin yaranma sürəti birinci endotermik reaksiya ilə limitlənir. Birinci reaksiya

nəticəsində sərf olunan oksigen atomunun (O*) əvəzinə ikinci reaksiya nəticəsində yeni oksigen atomu

yaranır. Bu, birinci reaksiya nəticəsində yaranan azot atomunun (N*) həmin an oksigen molekulu ilə

reaksiyaya girməsi nəticəsində baş verir. Göstərilən reaksiyalar həm düz, həm də əks istiqamətlərdə baş

verə bilərlər. Bu reaksiyaların sürət sabitləri reaksiyaların baş verdikləri temperaturdan asılı olurlar.

Yanma məhsullarının tərkibindəki azot oksidlərinin miqdarı yanma temperaturundan, yanma

məhsullarının tərkibindəki oksigenin miqdarından, effektiv yaranma həcmindən və yaranma

reaksiyasının çevikliyindən aslı olur. Sərbəst azotun yanma məhsullarındakı miqdarı isə demək olar ki,

dəyişməzdir və bu azotun havadakı konsentrasiyası ilə əlaqədardır. Azot oksidlərinin yaranma

reaksiyalarının çevikliyi yanma məhsullarının həm onların yanma zonasından çıxarılması hesabına,

həm də genişlənmə taktında yanma kameri həcminin böyüməsi hesabına soyudulması zamanı xüsüsi

əhəmiyyət kəsb edir.

Effektiv yaranma həcmi — alov cəbhəsinin gətirilmiş səthi və temperaturlar zonası ilə müəyyən

edilən elə yanma məhsulları zonasının həcminə deyilir ki, burada yanma məhsullarının tərkibindəki

qalıq oksigenlə havanın tərkibində olan azotun oksidləşmə reaksiyası gedə bilsin.

Azot oksidlərinin yaranma reaksiyalarının çevikliyi azotun oksidləşmə reaksiyasının tarazlamış

(müvazinətli) tərkibi təqib etmək bacarığıdır. Əgər bu baş verirsə, reaksiya yüksək çevikliyə malik

reaksiya adlanır, baş vermirsə aşağı çevikliyə malik reaksiya adlanır.

Azot oksidləşməsi mexanizmi termiki təbiətli olduğundan porşenli d.y.m-də temperatur sahəsinin

dəyişmə qanunauyğunluğuna təsir göstərən ən ümumi amillər sıxma-genişlənmə və Maxe-effekt

amilləridir. Yanma kamerinin həcminin dəyişməsi yanma məhsullarının soyuması prosesinə öz təsirini

göstərir. Alov cəbhəsinin qapalı həcmdə yayılması zamanı təzyiqin fasiləsiz artması isə yanma

məhsullarının müxtəlif zonalarında temperatur müxtəlifliyinə (500 K-ə qədər) gətirib çıxarır. Buna

Maxe-effekt deyilir.

Maxe-effekt azotun oksidləşmə reaksiyasının orta sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Buna

səbəb azot oksidinin yaranma reaksiyasının hətta yanma məhsullarının yanma kamerindəki

dəyişməyən orta temperaturu şəraitində də böyük aktivləşmə enerjisinə malik olmasıdır. Maxe-effektin

təsiri nəticəsində reaksiyanın baxılan həcmdəki orta sürəti bu həcmdəki reaksiya sürətindən xeyli

fərqlənə bilər. Yanma olmayan halda sıxma prosesi özü azot oksidinin yaranmasına səbəb ola bilməz.

Çünki sıxma zamanı yanma kamerindəki havanın və ya qarışığın temperaturu kifyət qədər deyil (1000

34

K-ə yaxın). Cədvəl 5.1-də azot oksidinin müvazinətli miqdarına çatma vaxtının qarışığın yanma

temperaturundan asılılığı göstərilmişdir. Bu , azot oksidinin yaranma reaksiyasının getmə sürətini

xarakterizə edən parametrdir.

Cədvəl 5.1.

T, K 1750 2000 2250 3000 4000

, s 140 1 5.310-3

7.810-5

7.210-7

Genişlənmə prosesi yanma məhsullarının sabit həcmdəki təbii soyumasına nisbətən daha sürətli

soyumasına səbəb olur. Azot oksidinin yaranması prosesinə və parçalanmasına genişlənmənin təsir

dərəcəsini qiymətləndirmək üçün bu proseslərə sərf edilən vaxtları müqayisə etmək olar. Azot

oksidinin maksimal konsentrasiyası zəngin qarışıqlarda orta hesabla 610-4

saniyəyə, kasıb qarışıqlarda

isə 2,510-2

saniyəyə yaranır. Disəkli valının dövrlər sayı 15005000 dəq-1 hədlərində olan

mühərriklərdə bu dirsəkli valın dönmə bucağı üzrə 518˚ təşkil edir. DYM-də görünən yanma

prosesinin dirsəkli valın dönmə bucağı üzrə 60100˚ ərzində baş verdiyini nəzərə alsaq, kasıb

qarışıqlar üçün genişlənmə prosesinin azot oksidlərinin yaranma reaksiyalarına son qoya biləcəyini

söyləmək olar. Bu, reaksiya məhsullarının tablanmasıdır və mənası odur ki, bu andan sonra yanma

məhsullarındakı azot oksidinin konsentrasiyası dəyişməz qalacaq. Zəngin qarışıqlarda isə genişlənmə

prosesi azot oksidinin tablanması prosesini qismən sürətləndirərək yanma məhsullarının tərkibindəki

azot oksidinin konsentrasiyasını artırır. Aparılmış tədqiqatlar göstərir ki, azot oksidinin əsas hissəsi

(miqdarı) 2.210-36.210

-3 saniyə və ya dirsəkli valın dönmə bucağı üzrə 2030˚ ərzində yaranır.

Yanacağın və oksidləşdiricinin əvvəlcədən qarışdırıldığı halda azot oksidinin yaranma prosesi

yanma kamerinin bütün həcmi üzrə baş verir. Çünki həm yanıcı qarışıq, həm də yüksək temperatura

malik yanma məhsulları zonası yanma kameri həcminin hamısını tutur. Daxili qarışdırmalı

mühərriklərdə isə azot oksidinin yaranma prosesinin baş verdiyi həcm alov cəbhəsinin ölçülərindən

asılı olur. Alov cəbhəsi özü yanacaq məşəlinin ölçülərindən, yanacaq məşəlinin ölçüləri isə sikllik

yanacaq verilişindən asılı olur. Daxili qarışdırmalı mühərriklərdə (dizellərdə) alışmanın gecikmə

periodu ərzində yanacağın oksidləşdirici ilə qarışmış hissəsi xarici qarışdırmalı mühərriklərə xas olan

mexanizm üzrə yanır. Yanacağın qalan hissəsi isə alov cəbhəsinə daxil olduqca yanır. Yanacağın bu

hissələrinin nisbəti mühərrikin bir sıra konstruktiv və tənzimləmə parametrlərindən, habelə sorma taktı

ərzində mühərrikin silindrinə daxil olan havanın vəziyyətindən asılıdır.

DYM-nin hər iki tipindəki yanma mexanizmlərinin fərqli olması onların yanma məhsullarındakı

azot oksidinin konsentrasiyasının müxtəlif olmasına gətirib çıxarır. Bu onunla əlaqədardır ki, xarici

qarışdırmalı mühərriklərdə yanacağın yanması daha az vaxt ərzində baş verdiyindən yanma

cəbhəsindən istilik itkiləri də az olur, Maxe-effekt və sıxma-genişlənmə proseslərinin təsiri isə çox olur.

Beləliklə, eyni kütləyə malik yanacağın yandırılması zamanı bu mühərriklərin işlənmiş qazlarındakı

azot oksidinin konsentrsiyası daxili qarışdırmalı mühərriklərə nisbətən yüksək olacaq.

5.5. DĠSPERS HĠSSƏCĠKLƏRĠN YARANMASI.

Dispers hissəciklər işlənmiş qazların tərkibindəki maye və bərk hissəciklərdən ibarətdir. Onlar

həll olunan və həll olunmayan olurlar. Yanacaq və yağın natamam yanmış yüksək molekullu

karbohidrogenləri həll olunan dispers hissəciklərdir. İşlənmiş qazların temperaturu aşağı düşdükcə,

onları hava ilə qarışdırıb kondensasiya etmək və süzgəclərlə tutmaq mümkündür. Həll olunmayan

dispers hissəciklər qurmdan, sulfatlardan, metalların oksidlərindən və hissəciklərindən ibarət olur.

Qurum — yanacağın yanma kamerində, oksigenin olmadığı şəraitdə, yüksək temperaturun təsiri

altında baş verən krekinqinin nəticəsi olan bərk karbondur. Metalların oksidləri yanacağa aşqar kimi

qatılır. Metal hissəcikləri isə mühərrikin hissələrinin yeyilmə məhsuludur. Sulfatlar — yanacağın

tərkibində olan kükürdün yanması zamanı yaranan kükürd oksidinin bərk duzlarıdır. Bərk sulfatların

yaranma mexanizmi aşağıdakı kimidir:

S2 + O2 SO2 + O2 SO3 + H2O H2SO4 + M MSO4.

Göründüyü kimi əvvəlcə yanacağın tərkibindəki kükürd kükürd-4-oksidə qədər oksidləşir.

35

Sonra, temperatur aşağı düşdükcə kükürd-4-oksid kükürd-6-oksidə çevrilir. O işlənmiş qazların

tərkibində olan su buxarları ilə reaksiyaya girərək sulfat turşunu əmələ gətirir. Sulfat turşusu da öz

növbəsində müxtəlif metal oksidləri ilə reaksiyaya girib, sulfatları yaradırlar. Sulfatlar adətən həll

olunan olurlar. Lakin barium və kalsium sulfatlar həll olunmurlar. Barium və kalsium elementlərinin

mənbəyi isə yanacağa qatılan aşqarlardır.

Ətraf mühiti çirkləndirən maddələrin əksəriyyəti sadə kimyəvi birləşmələrdir. Lakin dispers

hissəciklər geniş kimyəvi tərkibləri və müxtəlif fiziki xarakteristikaları ilə fərqlənirlər (şək.5.2).

Dispers hissəciklər birbaşa hava mühitinə daxil ola bilir (onlara ilkin PM deyilir), həm də hava

mühitində müxtəlif maddələrin qarşılıqlı əlaqəsindən yarana bilir (belə dispers hissəciklər təkrar PM

adlanır).

Şəkil 5.2 Dispers hissəciklərin tərkibi.

İlkin dispers hissəciklərin yaranması bir tərəfdən antropogen, digər tərəfdən isə təbii amillərlə

əlaqədardır. Antropogen amillər sırasına nəqliyyat vasitələri, istilik-elektrik stansiyaları, sement

zavodları, inşaat materialları, kömür və filiz karxanaları və s. aiddir. Təbii amillərdən bitki çiçəklərinin

tozlarını, külək tərəfindən havaya qaldırılan tozları və s. göstərmək olar. Bu cür dispers hissəciklərin

havadakı konsentrasiyası yerli mənbələrin olub-olmamasından və bu mənbələrin ölçülərindən asılıdır.

Dispers hissəciklər şərti olaraq bir neçə kateqoriyaya bölünürlər. Dispers hissəciklərin bir hissəsi

həm bilavasitə yanma prosesi zamanı, həm də kimyəvi proseslər nəticəsində qazşəkilli hissəciklərin

bərk hissəciklərə çevrilməsi nəticəsində yaranır. Belə hissəciklər 2 qrupa bölünürlər: 1) aerodinamik

diametrləri 0.05 mkm-ə qədər olan rüşeym hissəciklər; 2) aerodinamik diametrləri 0.050.1 mkm

arasında olan ultrakiçik hissəciklər. Dispers hissəciklərin digər hissəsi isə həm nisbətən xırda

hissəciklərin koaqulyasiyası (yəni, böyüməsi), həm də qazşəkilli birləşmələrin həmin xırda hissəciklərə

adsorbsiya olunması nəticəsində, koaqulyasiya olunmuş hissəciklər şəklində yaranırlar. Bu dispers

hissəciklər də 2 qrupa bölünürlər: 1) ölçüləri 0.12.5 mkm arasında olan xırda dispers hissəciklər.

Bərk sulfatlar məhz bu qrupa aiddirlər; 2) ölçüləri 2.510.0 mkm arasında olan iri dispers hissəciklər.

İri dispers hissəciklər bəzi hallarda koaqulyasiya nəticəsində deyil, ayrı-ayrı hissəciklər nəticəsində də

yarana bilərlər. Koaqulyasiya olunmuş dispers hissəciklər də öz növbəsində daha xırda hissəciklərə

paralana bilərlər.

Aerodinamik diametri 2.5 mkm-dən böyük olmayan dispers hissəciklər PM2,5 kimi, ölçüləri

2.510.0 mkm arasında olanlar isə PM10 kimi işarə edilirlər.

Almaniyanın dövlət standartlarına görə dizellərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki dispers

hissəciklərin ancaq elementar karbondan ibarət olduğu qəbul edilib. Özü də ancaq qurum hissəcikləri

elementar karbon kimi götürülür, karbohidrogenlərin molekul tərkibinə daxil olan üzvi karbonlar isə

bu sıraya aid edilmir. Həll olunan və olunmayan dispers hissəciklərin zərərlilik dərəcəsinin müxtəlif

olduğu da qəbul edildiyindən onlar ayrılıqda normalaşdırılırlar.

İşlənmiş qazların tərkibindəki dispers hissəciklər yekcins və qeyri-yekcins ola bilərlər. Yekcins

dispers hissəciklərin demək olar hamısı eyni ölçüyə malikdirlər. Qeyri-yekcins dispers hissəciklərdə isə

ölçülərin spektri çox böyük olur. Hissəciklərin bu xüsusiyyətlərindən asılı olaraq disperslik

monomodal və bimodal ola bilər.

36

6-cı mühazirə

6. ZƏRƏRLĠ MADDƏLƏRĠN NORMALAġDIRILMASI.

6.1. NORMALAġDIRMANIN NÖVLƏRĠ.

Avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji səviyyəsini onların sanitar-gigiyenik və texniki

göstəricilərinə görə qiymətləndirir və normalaşdırırlar.

Sanitar-gigiyenik norma elə göstəriciyə deyilir ki, ona riayət edilməsi insanın təhlükəsizliyinə və

ya mövcud olması üçün optimal şəraitə təminat verir.

Müxtəlif maddələrin havadakı konsentrasiyası müəyyən həddi aşmamalıdır. Bu o deməkdir ki,

hər bir maddənin havada buraxılabilən konsentrasiya (BBK) həddi var.

Zərərli maddələrin tərkibinin ölçülməsi işçi zonanın havasında aparılır. İşçi zona dedikdə

işçilərin daimi və ya müvəqqəti iş yerlərinin yerləşdiyi döşəmə və ya sahə səthindən 2 m hündürlüyə

qədər olan fəza nəzərdə tutulur. Ölçmə zamanı normalaşdırma zonaları (yəni, iş yerləri, yaşayış

məntəqələri) və zaman intervalları (yəni, orta sutkalıq konsentrasiya, birdəfəlik maksimal

konsentrasiya) fərqləndirilir.

İşçi zonanın havasındakı zərərli maddələrin BBK-sı (yəni, buraxılabilən konsentrasiyası) dedikdə

elə konsentrasiyalar nəzərdə tutulur ki, onlar gündəlik 8 saatlıq iş və ya həftədə 41 saatdan çox

olmayan iş müddətində, insanın bütün əmək fəaliyyəti ərzində müxtəlif xəstəliklərə və ya səhhətin

pisləşməsinə səbəb olmasın.

Havada olan zərərli maddələr biristiqamətli və müxtəlif istiqamətli təsirə malik ola bilərlər. İşçi

zonanın havasında eyni zamanda bir neçə müxtəlif istiqamətli təsirə malik zərərli maddələrin BBK-sı

(buraxılabilən konsentrasiyası) onların hər birinin ayrılıqda təsir göstərən zaman malik olduğu BBK

kimi müəyyən edilir.

Daxili yanma mühərriklərinin və avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji səviyyəsi müxtəlif normativ-

texniki sənədlərlə reqlamentləşdirilir. Bu cür normalaşdırma daxili yanma mühərriklərinin və

avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji səviyyəsinin qiymətləndirilməsinə yönəldilib. Normativ-texniki

sənədlərdə işlənmiş qazlarla atmosferə atılan bu və ya digər komponentin xüsusi və yürüş tullantıları

miqdarının buraxılabilən hədləri qəbul edilir.

Xüsusi tullantı miqdarı dedikdə avtomobil mühərrikinin vahid effektiv gücünə düşən tullantı

miqdarı nəzərdə tutulur.

Yürüşdə tullantı miqdarı dedikdə avtonəqliyyat vasitəsinin vahid yürüşünə düşən tullantı

miqdarı nəzərdə tutulur.

Dizel mühərrikləri üçün həmçinin işlənmiş qazların tüstülülüyü də normalaşdırılır.

Obyektin zəhərlilik səviyyəsinin zərərli maddə tullantılarının kütlə miqdarına görə

qiymətləndirilməsi də mümkündür ( saatq ). Tullantıların kütlə miqdarı (iZMG ) hər hansı maddənin

işlənmiş qazlardakı %-lə miqdarının ( iW ) işlənmiş qazların saatlıq sərfinə ( İQG ) olan hasilinə deyilir.

İQG adətən mühərrikin saatlıq hava sərfinə hG bərabər götürülür:

hiİQiZM GWGWG .

Zərərli maddə tullantıları üçün cəm kütlə miqdarı adlı parametrdən də istifadə olunur. Bu

parametr zərərli maddə tullantılarının ayrı-ayrı komponentlərinin kütlə miqdarlarının cəmi ilə hər

maddənin nisbi aqressivlik göstəricisinin hasilinə bərabərdir:

iZMi GRG .

Vahid yanacaq sərfinə düşən zərərli maddə tullantılarının miqdarı kimi göstəricidən də

istifadə olunur. Bu zaman mühərrikin hər hansı bir müəyyən rejimi üçün saatlıq yanacaq sərfi

götürülür, ya da mühərrikin çoxpilləli sikl üzrə sınaqlarına əsasən tapılan saatlıq yanacaq sərfi nəzərdə

tutulur. İkinci halda vahid yanacaq sərfinə düşən zərərli maddə tullantılarının miqdarı

normalaşdırılmış göstərici adını daşıyır.

İstismar şəraiti üçün də avtonəqliyyat vasitəsinin işlənmiş qazlarındakı zərərli maddələrin

miqdarına qoyulan müəyyən tələbatlar mövcuddur. Bu cür normalaşdırma daxili yanma

37

mühərriklərinin və avtonəqliyyat vasitələrinin texniki vəziyyətinin normalaşdırılmasına yönəldilib.

Benzin mühərriki üçün dəm qazı və cəm karbohidrogenlərin miqdarı, dizellər üçünsə işlənmiş qazların

tüstülüyü normalaşdırılır.

Yuxarıda qeyd olunan sanitar-gigiyenik və texniki göstəricilər arasında müəyyən proporsional

asılılıq olsa da, bir-birinə ciddi uyğunluğu yoxdur. Çünki sanitar-gigiyenik tələblər havanın

tərkibindəki müxtəlif maddələrin zərərsizliyinin təmin olunmasına görə qoyulur. Texniki tələblər isə

daxili yanma mühərrikinin işlənmiş qazlarındakı zərərli maddələrin müəyyən səviyyədə olmasını təmin

edilməsinə yönəldilmiş texniki imkanlara əsasən qoyulur. Adları çəkilən bu iki parametr arasında

dəqiq riyazi asılılığın olmaması onların müxtəlif metodların köməyilə müəyyən edilməsidir. Belə ki,

sanitar-gigiyenik normalar zərərli maddələrin konsentrasiyasının götürülən obyektdən 1.52.0 m

hündürlükdə ölçülməsinə görə müəyyən olunur. Texniki normalar isə konsentrasiyaların mühərrikin

xaricetmə borusunda və ya hava ilə qarışdırılmış işlənmiş qazların məhdud həcmdə ölçülməsinə əsasən

müəyyənləşdirilir.

Buradan belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, istənilən yaşayış məntəqəsinin havasındakı zərərli

maddələrin miqdarı həmin məntəqədəki avtonəqliyyat vasitəsinin işlənmiş qazlarının zəhərlilik

göstəricilərinin bütün mövcud standartlara cavab verdiyi halda da buraxılabilən konsentrasiya (BBK)

həddindən çox ola bilər.

6.2. NORMALAġDIRILAN MADDƏLƏR.

Yer üzündə istilik energetikası, o cümlədən mühərrikqayırma inkişaf etdikcə, mühərriklərin və

avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji səviyyəsinə qoyulan tələblər daha da sərtləşdirilir. İlk dəfə ABŞ-ın

Kaliforniya ştatında 1964-cü ildə avtomobillərin işlənmiş qazlarının zəhərliliyinə nəzarət sisteminin

yaradılması qərara alınıb və bu 1966-cı ildən etibarən istehsal olunmağa başlayan avtomobillərə şamil

edilib. Bu sahədə ilk qanunvericilik aktı da 1970-ci ildə ABŞ-da qəbul edilib (―Təmiz hava haqda

akt‖) və elə həmin ildə orada ―Ətraf mühitin müdafiəsi agentliyi‖ (EPA — Environmental Protection

Agency‖) yaradılıb. Bu onunla əlaqədar idi ki, ABŞ-da, xüsusilə Kaliforniya ştatında nəqliyyat

vasitələrinin sayı xeyli artmışdı və onların işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrin əhalinin

sağlamlığına vurduğu ziyan aşkar hiss olunurdu.

Hal-hazırda, demək olar ki, Amerika, Avropa və Asiya qitələrinin əksər ölkələrində bu və ya

digər normativ sənədlərin tələblərinə əməl edilir. Müxtəlif ölkələrin normativ-texniki sənədləri bütün

dünya üçün vahid sənəd şəklində olmasa da, avtonəqliyyat vasitələrində qoyulan daxili yanma

mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki reqlamentləşdirilən maddələrin siyahısı müəyyən

edilib.

1980-ci iləcən sənayecə inkişaf etmiş ölkələrin hamısında benzin və dizel mühərriklərinin

işlənmiş qazlarınında olan 3 qaz şəklində olan zərərli komponentlərin miqdarına nəzarət edilirdi və

onların miqdarı normalaşdırılırdı. Bu komponentlər azot oksidləri, dəm qazı və cəm karbohidrogenlər

idi. Dizel mühərriklərində həmçinin işlənmiş qazların tüstülüyü də normalaşdırılırdı. Bəzi ölkələrdə,

xüsusilə ABŞ-da metanı zərərsiz maddə hesab edirdilər və bu səbəbdən 1990-cı illərdən başlayaraq

cəm karbohidrogenlərdən əlavə qeyri-metan karbohidrogenlərin də normalaşdırılmasına başlandı. Elə

bu vaxtdan etibarən avtonəqliyyat vasitələrinin sınaqları zamanı onların işlənmiş qazlarında olan

formaldehidin də normalaşdırılması lazım bilindi. Birləşmiş Millətlər Təşkilatının (BMT) Avropa

İqtisadi Komissiyasının 101 saylı qərarına əsasən işlənmiş qazların tərkibindəki karbon qazının (CO2)

miqdarının da normalaşdırılmasına başlandı. Bəzi ölkələrin standartlarında hətta azot oksidləri ilə

karbohidrogenlərin cəm tullantılarının miqdarı da normalaşdırılır. Halbuki, belə yanaşma düzgün

hesab edilə bilməz. Çünki, azot oksidləri ilə karbohidrogenlərin nisbi aqressivlik səviyyəsi müxtəlifdir

və onların hər birinin tullantılarının eyni miqdarda azaldılması ətraf mühitə eyni təsiri göstərə bilməz.

İşlənmiş qazların tüstülülüyü onların qeyri-şəffaflığı kimi qəbul edilir. Tüstülülüyün qiyməti

işlənmiş qazların tərkibindəki su buxarlarının, yağ və yanacaqların yanmamış hissəciklərinin, bərk

qurum danələrinin, mühərrikin sürtünən hissələrinin yeyilmə məhsullarının, yağlara və yanacaqlara

qatılan aşqarların miqdarından asılıdır. Bu səbəbdən işlənmiş qazların tüstülük dərəcəsini

normalaşdırmaqla yuxarıda adları çəkilən maddələrin hamısının normalaşdırılması həyata keçirilir.

Dizellərin konstruksiyalarının təkmilləşdirilməsi nəticəsində onların işlənmiş qazlarının

38

tüstülülük səviyyəsi xeyli aşağı salındı və dizellərin ekoloji xarakteristikalarının yüksəldilməsi ancaq

işlənmiş qaz-ların tərkibində atmosferə atılan müxtəlif maddələrin ölçmə dəqiqliyinin artırılması

sayəsində mümkün olurdu. Bununla əlaqədar olaraq 1989-cu ildən ABŞ-da, 1992-ci ildən Qərbi

Avropada və 2000-ci ildən Rusiyada dizellərin işlənmiş qazlarının tərkibində atmosferə atılan dispers

hissəciklərin (PM — Particle Matter) miqdarına da nəzarət qoyulmasına başlandı və onlar da

normalaşdırıldı.

Hal-hazırda məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibində atmosferə atılan

dispers hissəciklərin miqdarının normalaşdırılması məsələsi də gündəmdədir. Bundan başqa ―dispers

hissəciklər‖ məfhumunun özünün də dəyişdirilməsi və ona ancaq qurum, bərk sulfatlar və mühərrik

hissələrinin yeyilmə məhsulları kimi həll olunmayan hissəciklərin aid edilməsi gözlənilir. Belə ki,

hazırda dispers hissəciklər kimi tanınan və həll olunan hissəciklər kondensasiya olunmuş

karbohidrogenlərdən ibarətdir və onlar faktiki olaraq karbohidrogenlər kimi normalaşdırılırlar.

6.3. NORMALAġDIRILMAYAN MADDƏLƏR.

Məlumdur ki, daxili yanma mühərrklərinin işlənmiş qazlarının tərkibi bir neçə yüz adda

maddədən ibarətdir. Halbuki, onlardan yalnız beşi üzrə göstəricilər normalaşdırılır. Əlbəttə, müəyyən

zaman keçdikcə normalaşdırılan maddələrin sayı da artır. Bu maddələrdən bəziləri dolayısı ilə

normalaşdırılır. Belə maddələrə misal olaraq kükürd oksidlərini göstərmək olar. Mühərrik

yanacağının tərkibində kükürd olduqda işlənmiş qazların tərkibində də kükürd oksidləri olur. Benzin

mühərriklərində etil mayesi qarışdırılmış benzinlərdən istifadə olunduqda işlənmiş qazların tərkibində

qurğuşun oksidi olur. Lakin yanacağın tərkibindəki kükürd və etil mayesinin miqdarı

normalaşdırıldığından işlənmiş qazların tərkibindəki kükürd və qurğuşun oksidləri də dolayısı ilə

normalaşdırılmış olur.

İşlənmiş qazların tərkibindəki qalan çoxsaylı maddələr hal-hazırda normalaşdırılmır. Belə

maddələrə limitləşdirilməyən maddələr deyilir. Lakin bu maddələr yalnız texniki göstəricilərə görə

normalaşdırılmayan sayılırlar. Onlardan 30-dan yuxarısı sanitar-gigiyenik göstəricilərə görə

normalaşdırılır. Bu səbəbdən normalaşdırılmayan maddələrin tərkibi işlənmiş qazlarda yox, ətraf

havada müəyyənləşdirilir. Misal üçün avtonəqliyyat vasitələrinin işlənmiş qazlarının tərkibində ətraf

mühitə sianidlər, ammonyak, kükürd-4-oksid, sulfatlar, aldehidlər, fenollar, ən müxtəlif

karbohidrogenlər (metan, etan, etilen, asetilen və s.), polisiklik aromatik karbohidrogenlər (floratan,

pirrol, benzantrasen, xrizen və s.), ketonlar atılır. Onların bəziləri haqda aşağıdakıları söyləmək

mümkündür:

1) sianid tullantılarının miqdarı benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibində daha çox

olur. Bu tip mühərriklərə neytralizator qoyulduqda və ya avtomobildəki benzin mühərriki dizel

mühərrikiılə əvəz edildikdə sianid tullantılarının miqdarı 90-95 % azalır;

2) neytralizatorla təchiz edilmiş benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki

ammonyakın miqdarı daha çoxdur;

3) neytralizatoru olan benzin mühərrikinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki aldehidlərin miqdarı

ən azdır. Dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki aldehidlərin miqdarı bundan 10 dəfə

çoxdur. Neytralizatosuz benzin mühərriklərində isə aldehidlərin miqdarı 20 dəfədən də çoxdur;

4) benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki polisiklik aromatik

karbohidrogenlərin miqdarı neytralizator qoyulduqda 20 dəfəyə qədər az olur. Bu maddənin dizel

mühərrikinin işlənmiş qazlarındakı miqdarı da adi benzin mühərrikindəkindən 10 dəfə az olur.

6.4. NORMATĠV TƏLƏBATLAR.

İşıənmiş qazlarla atılan zərərli maddə tullantıları. Daxili yanma mühərrikləri və avtonəqliyyat

vasitələrinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrin tərkibinə olan normativ tələblər

müxtəlif kriterilərə görə qoyulur. Tam kütləsi 3.5 t-na qədər olan avtonəqliyyat vasitəsi üçün normalar

avtomobilin mühərriklə birgə aparılan sınağının şərtlərinə görə qoyulur. Tam kütləsi 3.5 t-dan yuxarı

olan avtomobillər üçün nəzərdə tutulan mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli

39

maddələrin xüsusi miqdarına qoyulan normalar istifadə olunan sınaq metodikasından asılı olaraq

müxtəlif olur. Bu zaman nisbətən kiçik ölçülü (bir silindrinin işçi həcmi 0.7 l-dən az olan) mühərriklər

üçün ayrıca normalaşdırmanın tətbiqi mümkündür. Kənd təsərrüfatı və meşə sənayesi təyinatlı

avtonəqliyyat vasitələrində qoyulması nəzərdə tutulan mühərriklərdə normalaşdırma əsas etibarilə güc

sinfindən, yəni istismar gücündən asılı olaraq aparılır. Normaların dəyişmə periodikliyi 3-4 il olur. Dəyişmələri təbii ki, sərtləşdirilmə istiqamətində

aparırlar. Lakin hər bir ölkə bu istiqamət üzrə öz dövlət siyasətinə uyğun hərəkət edir. Bəzi ölkələr Avropa, ABŞ və ya Yaponiya standartlarının avtomatik qəbul olunmasına üstünlük verirlər. Digər ölkələr sınaqların vahid metodikasına sadiq qalmaq şərti ilə öz normalarını qəbul edirlər. Bəzi ölkələr isə özlərinin mühərrik və avtomobil istehsal edən zavodlarının texniki hazırlığından asılı olaraq yeni normalardan bir neçə il ―geri qalmağa‖ üstunlük verirlər. Burada həmçinin mövcud dövlət ənənələrinə sadiqlik göstərilməsi də mümkündür. Bu cəhətdən Avropa ölkələrinin və ABŞ-ın dizelləşdirmə probleminə olan münasibəti xüsusilə diqqəti cəlb edir. Ənənəvi olaraq ABŞ-da belə hesab edirlər ki, dizel mühərriki səs-küy və qurum mənbəyidir. Bu fikir tarix boyu formalaşıb. Belə ki, XX əsrin ilk yarısında ABŞ-da istismar olunan dizel mühərrikli yük avtomobillərinin texniki səviyyəsi o qədər də yüksək deyildi. Halbuki, benzin mühərrikli minik avtomobillərinin texniki səviyyəsi kifayət qədər yüksək idi və onlar yüksək dinamikaya malik olmaları ilə fərqlənirdilər. Nəticədə, 2000-ci ildə ABŞ-da satılan minik avtomobillərinin ümumi sayının yalnız 0.26 %-i dizel mühərrikli idi. Halbuki həmin il Avropa ölkələrində satılan minik avtomobillərinin 33 %-i məhz dizel mühərrikli idi və belə avtomobillərin satışının artım tendensiyası son illərdə özünü daha qabarıq göstərməkdədir. Belə ki, 1990-cı ildə Avropada satılmış minik avtomobillərinin yalnız 14 %-i dizel mühərrikli idisə, 1995-ci ildə bu rəqəm 22 %, 1998-ci ildə isə 28 % təşkil etmişdi. 2010-cu ildə bu rəqəmin 50 % həddinə çatması gözlənilir. Ayrı-ayrı Avropa ölkələrində isə dizel mühərrikli minik avtomobillərinin satış faizi daha yüksəkdir — 1999-cu ildə belə avtomobillərin satış faizi Avstriyada 61 %, Belçikada 54 %, Fransada 50 % təşkil etmişdi. ―Lyuks‖ sinifli minik avtomobilləri üzrə bu rəqəm Avropada 44 %, o cümlədən Belçikada 87 %, Fransada 82 %, Avstriyada 77 % və İtaliyada isə 70 % təşkil edir.

Avropa ölkələrində dizel mühərrikli minik avtomobillərinə olan belə xeyirxah münasibət aşağıdakı faktorlara əsaslanır:

1) yanacaq qənaətliliyinin benzin mühərrikli minik avtomobillərilə müqayisədə 30÷60 % yüksək olması;

2) dirsəkli valın aşağı dövrlər sayında daha böyük gücün alınması; 3) yanacağı birbaşa püskürməklə daha kasıb qarışıqların səmərəli yandırılması, quruma qarşı

süzgəclərin və neytralizatorların tətbiqi ilə əlaqədar dizellərin ekoloji cəhətdən daha təmiz olması; 4) qənaətliliyin daha yaxşı olması ilə əlaqədar karbon qazı tullantılarının az olması. Bəllidir ki, Avropa ölkələri özlərinin mühərrik yanacağına olan tələbatlarının böyük bir hissəsini

xam neft idxalı hesabına ödəyirlər. Dizellər daha qənaətli olduqlarından neftçıxaran ölkələrdən mövcud asılılığı nisbətən yüngülləşdirirlər. Buna görə Avropa ölkələrinin hökumətləri hətta proteksionist tədbirlərə də əl atırlar. Məsələn, bu ölkələrdə dizel yanacağının qiyməti benzinə nisbətən ucuz müəyyənləşdirilir, halbuki ABŞ-da dizel yanacağı ilə benzinin qiymətləri praktiki olaraq eynidir. Bundan başqa avropalılar karbon qazının atmosferdəki miqdarına da daha ciddi nəzarət edirlər. Çünki karbon qazının miqdarının artması ―parnik effekt‖ini yüksəldir və nəzərə almaq lazımdır ki, Avropa ölkələrində əhalinin sıxlığı ABŞ-la müqayisədə xeyli yüksəkdir.

Belə vəziyyət zərərli maddə tullantılarının miqdarına qoyulan normaların səviyyəsinə təsir edir (şək.6.1).

40

Şək.6.1. Minik avtomobillərinin dizellərinin ekoloji göstəricilərinə ABŞ və Avropada göstərilən tələblərin

müqayisəsi.

ABŞ-da azot oksidləri və dispers hiccəcik tullantılarına qoyulan normalar Avropaya nisbətən

daha sərtdir. Buna səbəb adı çəkilən tullantılar üçün nəzərdə tutulan normalara riayət etməyin nisbətən

asan olmasıdır. Belə ki, benzin mühərriklərində üçkomponentli neytralizatorların tətbiqi azot oksidləri

tullantılarını xeyli azaltmağa imkan verir. Benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarında isə dispers

hissəciklərin miqdarı onsuz da azdır. Əksinə, ABŞ-da dəm və karbon qazına qoyulan normalar Avropa

normalarına nisbətən ―yumşaq‖dır, çünki, benzin mühərriklərinin işlənmiş qazlarında bu maddələrin

miqdarı dizellərə nisbətən xeyli çox olur. Bundan başqa, ABŞ-da işlənmiş qazların tərkibində olan

karbohidrogenlərin miqdarını da ayrıca normalaşdırmırlar və onların azot oksidləri ilə cəminə norma

qoyulmasına üstünlük verirlər. Belə olan halda azot oksidləri tullantılarının miqdarını azaltmaqla cəm

karbohidrogen tullantıları problemi üstüörtülü şəkildə həlli mümkün olur.

Deyilənlərdən belə nəticə çıxarmaq olar ki, ABŞ standartları benzin mühərrikli avtonəqliyyat

vasitələri üçün ən əlverişli şəraitin yaradılmasına və eyni zamanda minik avtomobilləri bazarında dizel

mühərrikli avtomobillərə süni çətinliklərin yaradılmasına yönəlib. Avropada isə əksinə, dizel

mühərrikli minik avtomobillərinin daha geniş yayılması üçün mümkün olan bütün şəraitlər yaradılır.

İşlənmiş qazların tüstülülüyü. Bu göstərici müəyyən uzunluğa malik işlənmiş qazlar

sütunundan keçən işıq selinin udulma dərəcəsini xarakterizə edir. İşlənmiş qazların tüstülülüyü

aşağıdakı göstəricilərlə qiymətləndirilir:

1) işıq selinin zəifləmə əmsalı.

Bu parametr Hartidge (Hartric) şkalası üzrə faizlə (%) ölçülür və tüstüölçən cihazın işçi

borusundan keçən işıq selinin işlənmiş qazlar tərəfindən udulması və ya səpələnməsi nəticəsində

zəifləmə dərəcəsini göstərir.

2) işıq selinin zəifləməsinin natural göstəricisi.

Bu parametr m-1-lə ölçülür və işlənmiş qazların elə qatının qalınlığına əks olan ədəddir ki,

tüstüölçən cihazın işıq mənbəyindən çıxan şüa axını bu qatdan keçərkən e dəfə zəifləsin.

Yuxarıda göstərilənlərdən əlavə Bosch şkalası üzrə ölçülən tüstülülük dərəcəsindən də istifadə

olunur.

İşlənmiş qazların tüstülülüyünün yuxarı hədləri bu qazların şərti sərfindən asılıdır. İşlənmiş

qazların şərti sərfi isə havanın şərti sərfinə bərabər götürülür və aşağıdakı kimi hesablanır:

30

niVQ h

İQ ,

burada: i — silindrlərin sayı, hV — silindrin işçi həcmi (l-lə), n — dirsəkli valın müvafiq rejimdə

ölçülmüş dövrlər sayı (dəq-1-lə), — mühərrikin taktlıq əmsalıdır.

EPA təşkilatının (ABŞ) tələblərinə görə dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tüstülülüyünün

orta qiyməti sürətlənmə rejimində 20 %-dən, tormozlanma rejimində isə 15 %-dən çox olmamalıdır.

Bütün sınaq rejimlərində tüstülülüyün maksimal qiyməti 50 %-i ötməməlidir. Yaponiyada isə hər bir

rejim üçün daha sərt normalar qoyulub.

Tüstülülüyü müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulan nəzarət sınaqları da ətraf mühit göstəricisinin

41

müəyyən qiymətlərində aparılır.

7-ci mühazirə

7. ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN TƏRKĠBĠNĠN QĠYMƏTLƏNDĠRĠLMƏSĠ.

7.1. ÜMUMĠ QAYDALAR.

Lazımi ölçmə vasitələrinə malik olan, avtomobil nəqliyyatı ilə əlaqəli istənilən təşkilat və ya

müəssisənin mühərrikin işlənmiş qazlarının tərkibini müəyyən etmək məqsədi ilə müvafiq sınaqlar

aparmağa ixtiyarı var. Belə sınaqların nəticələrindən də ancaq elə həmin təşkilatın özü istifadə edə bilər.

Müəssisənin apardığı sınaqlardan alınan nəticələrin düzgünlüyü istifadə olunan ölçmə qurğularının

tipindən, sazlıq dərəcəsindən, sınağı aparan işçilərin ustalıq səviyyəsindən asılı olur.

Elə təşkilatlar da vardır ki, onlara digər müəssisələrə və ya fiziki şəxslərə məxsus avtonəqliyyat

vasitələrini və daxili yanma mühərriklərini yoxlayıb sınaqdan keçirmək səlahiyyətləri verilir. Bunlar

Daxili İşlər Nazirliyinin post-patrul xidməti və sınaq mərkəzləridir.

Hər hansı bir məhsulun və ya məmulatın müəyyən göstəricilərini yoxlamaq hüququna malik

olmaq üçün təşkilatın akkreditə olunması və buna əsasən həmin təşkilata lisenziya verilməsi vacib

şərtdir. Akkreditə olunmaq üçün həmin təşkilatda müvafiq avadanlıqların, onun məqbul texniki

səviyyəsinin və mütəxəssislərin lazımi peşə səviyyəsinin olması vacibdir.

Məhsul və ya məmulatın qoyulmuş tələblərə uyğun olmasını təsdiq etmək üçün göstərilən

fəaliyyətə sertifikasiya deyilir. Məcburi sertifikatlaşdırılmalı olan məmulat və xidmətlərin siyahısı

mövcuddur. Bu siyahıya daxil olmayan məmulat və xidmətlər könüllü olaraq sertifikatlaşdırıla bilər.

Sertifikatlaşdırmanın əsas məqsədləri və prinsipləri aşağıdakılardır:

- istehlakçılara məmulatların seçilməsində səriştəli köməyin göstərilməsi;

- məmulatların xarici ölkələrə ixrac edilməsinə kömək göstərilməsi, məmulatların rəqabətə

davamlılığının artırılması;

- istehlakçını istehsalçının, satıcının, icraçının səhlənkarlığından qorumaq;

- məmulatın ətraf mühitə, sağlamlığa və əmlaka zərərli təsirinə nəzarət edilməsi;

- istehsalçı tərəfindən məmulat üçün elan edilmiş keyfiyyətin təsdiq edilməsi.

Sertifikatlaşdırmanın qaydaları hər bir ölkənin Dövlət Standartlaşdırma təşkilatının müvafiq

qərarı ilə təsdiq olunur. Bu qərarla aşağıdakı əsas anlayışlar müəyyən edilir:

- sınaq laboratoriyası və ya mərkəzi — belə laboratoriya və ya mərkəzdə konkret məhsul və ya

məmulatın sınaqları keçirilir;

- akkreditə edilmə — müvafiq ölkənin qanunvericilik orqanının səlahiyyət verdiyi orqanın və ya

təşkilatın sınaq laboratoriyasının və ya məkəzinin hər hansı bir sahədə konkret işləri yerinə yetirə

bilmək imkanı olmasının rəsmi tanınması prosedurudur;

- məhsul və ya məmulatın identifikasiyası — sertifikatlaşdırma üçün təqdim olunmuş məhsulun

belə tip məhsullara qoyulan tələbatlara uyğun olub-olmamasını müəyyənləşdirən prosedurdur.

Konkret olaraq avtomobil mühərrikinin identifikasiyası təqdim olunmuş nümunənin konstruktor

sənədlərinin tələbatlarına uyğun olub-olmamasının analizindən başlayır. Bu mərhələdə aşağıdakı

göstəricilər yoxlanılır:

- işçi prosesin tipi: taktlılıq;

- soyutma sisteminin tipi: hava, maye, yağla soyutma və ya qarışıq soyutma;

- silindlərin işçi həcmi;

- havanın silindrlərə verilmə üsulu: sərbəst doldurma, üstlik üfürməli doldurma

(turbokompressorlu və ya mexaniki üfürmə aqreqatlı);

- istifadə olunan yanacağın tipi;

- yanma kamerinin forması: birbaşa püskürməli, ön və ya burulğan kamerli, forkamerli, porşenin

təpəsində olan yanma kamerinin forması:

- silindrlər başlığının xarakteristikası: sorma və xaric klapanlarının və kanallarının sayı və

ölçüləri;

42

- yanacaqvermə sistemi: yüksək təzyiqli yanacaq nasosunun tipi; forsunka, tozlandırıcı və

injektorların konstruksiyası və tənzimlənməsi; karbürator və ya benzin püskürmə sisteminin tipi;

- mühərrikin işini idarə edən sistemin olub-olmaması (müxtəlif elektron idarəetmə sistemləri

nəzərdə tutulur);

- mühərrikin digər xüsusiyyətləri — işlənmiş qazların neytrallaşdılması və resirkulyasiyası

sistemlərinin olub-olmaması və onların xarakteristikaları və s.

İdentifikasiya prosedurunun sonrakı mərhələsində mühərriklərin motor sınaqları keçirilir.

Texniki-iqtisadi və təbiəti mühafizə (ekoloji, səs-küy, vibrasiya) göstəricilərinin müəyyən edilməsi

zamanı alınan nəticələr müəssisənin təqdim etdiyi ―Texniki şərtlər‖ və ―Reklam prospektlər‖dəki

göstəricilərə uyğun gəlməlidir.

Avtonəqliyyat vasitəsinin texniki xarakteristikalarının hər hansı bir standarta uyğun olub-

olmamasının təsdiqinə zərurət olan hallarda obyekt omoloqasiya adlanan proseduru keçməlidir. Bu və

ya digər standartın tələblərinin yerinə yetirilməsinin təsdiqi omoloqasiya adlanır.

7.2. STANDARTLAġDIRILMIġ SINAQLAR. NORMATĠV SƏNƏDLƏR.

Müxtəlif tipli daxili yanma mühərriklərinin və nəqliyyat vasitələrinin onların ekoloji

göstəricilərinə görə müqayisə edilməsi üçün vahid sınaq şərtlərinin qəbul edilməsi vacibdir. Belə vahid

şərtlər rolunu müvafiq obyektlərin ekoloji göstəricilərinin sınaq və hesabi metodlarının standartları

oynayır.

Dünyanın bir sıra ölkələrində belə standartlar qəbul edilib və mövcuddurlar. Onlara misal olaraq

milli standartları göstərmək olar. Elə beynəlxalq standartlar da vardır ki, onlardan milli standartlar

kimi, və ya onlarla birgə istifadə olunur. Bunlardan dünyada ən çöx istifadə olunanları BMT-nin

Avropa İqtisadi Komissiyasinin (ECE) Qaydaları, Avropa Şurasının Direktivləri, Beynəlxalq

Standartlaşdırma Təşkilatının (İSO) standartları və ABŞ-ın Ətraf Mühitin Müdafiəsi Agentliyinin

(EPA) sərəncamlarıdır.

Müxtəlif yerli standartlar da var. Buna misal olaraq ABŞ-ın Kaliforniya ştatınım (CARB) stan-

dartlarını, Rusiyanın sahə standartlarını (OCT) və s. göstərmək olar. Belə standartlar konkret məkan

və sahə daxilində qüvvədədirlər. Elə standartlar da var ki, onlar hər hansı bir şəhər üçün nəzərdə tutu-

lublar. Bunlara misal olaraq, ağir yük avtomobilləri mühərriklərinin keçid rejimlərindəki sınaq metodi-

kasını reqlamentləşdirən ABŞ-ın Çikaqo standartını (CTA), avtomobil nəqliyyatının şəhər daxilində

aşağı sürətlə hərəkət şərtlərini imitasiya edən ABŞ-ın Nyu-York standartını (NYCC) və s. göstərmək

olar.

ISO standartları əvvəlcədən normativləri müəyyənləşdirmədən sınaqların aparılma metodlarını

reqlamentləşdirir. Müxtəlif ölkələrdə aparılmış sınaqların nəticələrinin bir-biri ilə müqayisə oluna

bilməsini təmin etmək üçün dünyada artıq çoxdandır ki, müxtəlif ölkə və təşkilatların standartlarının

razılaşdırılması (unifikasiyası) prosesi gedir. Gələcəkdə bütün dünya üzrə eyni obyektlər üçün vahid

standartların qəbul olunmasını gözləmək olar. Sınaq obyektləri olan daxili yanma mühərrikləri və

nəqliyyat vasitələri iki əlamətə görə bölünürlər:

1) tətbiq olunduqları sahələrə görə:

a) mopedlər, motosikllər, kvadrisikllər, avtobuslar və avtomobillər;

b) kənd təsərrüfatı təyinatlı, kommunal təsərrüfatı təyinatlı, aviasiya, dəniz və çay gəmiləri,

dəmiryol nəqliyyatı və s.

2) qiymətləndirmə predmetinə görə:

a) layihəçi və istehsalçılar tərəfindən təminatı verilən konstruksiyanın ekolji səviyyəsi;

b) həm konstruksiyadan, həm də obyektə qulluğun vaxtında və düzgün olmasından asılı olan

istismar şəraitindəki texniki vəziyyət.

Hər bir normativ sənəd aşağıdakı əsas müddəaları şərt kimi irəli sürür:

1) təsir dairəsi, yəni hansı obyektlər verilən sənədin təsir dairəsindədir: mühərriklər və ya

nəqliyyat vasitələri, benzin, dizel və ya qaz mühərrikləri, yük və ya sərnişin daşınması üçün nəzərdə

tutulan güc və ya yükgötürmə (sərnişin tutumu) sinfi, kənd təsərrüfatı, sənaye, stasionar, səyyar və s.

təyinatlı maşınlar. Məsələn, nəqliyyat vasitələrinin aşağıdakı kateqoriyalara bölünməsi qəbul edilib:

43

- mopedlər,

buraya tam kütləsi 400 kq-dan, maksimal sürəti 50 saat

km-dan, mühərrikinin işçi həcmi 50 3sm -dən

çox olmayan iki və üç təkərli nəqliyyat vasitələri daxildir,

- motosikllər,

buraya tam kütləsi 400 kq-dan çox olmayan, maksimal sürəti 50 saat

km-dan, mühərrikinin işçi həcmi

50 3sm -dən çox olan iki və üç təkərli nəqliyyat vasitələri daxildir.

- kvadrisikllər,

buraya tam kütləsi sərnişin təyinatlı olduqda 400 kq-dan, yük təyinatlı olduqda 550 kq-dan çox

olmayan, maksimal sürəti 50 saat

km-dan, mühərrikinin işçi həcmi 50 3sm -dən çox olan təkərli

nəqliyyat vasitələri daxildir.

- sərnişin daşınması üçün avtomobillər (PC – passenger cars),

buraya sərnişin tutumu sürücüdən əlavə 8-dən çox olmayan və sərnişin daşınması üçün nəzərdə tutulan

avtomobillər daxildir,

- yüngül yük avtomobilləri (LDV – light duty vehicle),

buraya yük daşınması üçün nəzərdə tutulan və tam kütləsi 3.5 t-dan çox olmayan nəqliyyat vasitələri

daxildir,

- orta sinifli yük avtomobilləri (MDV – medium duty vehicle),

buraya yük daşınması üçün nəzərdə tutulan və tam kütləsi 3.5 t-dan 12 t-a qədər olan nəqliyyat

vasitələri daxildir,

- ağır yük avtomobilləri (HDV – heavy duty vehicle),

buraya tam kütləsi 12 t-dan çox olan nəqliyyat vasitələri daxildir,

- yolsuzluq şəraiti üçün nəzərdə tutulan nəqliyyat vasitələr,

buraya yer səthi ilə yolsuzluq şəraitində hərəkət edə bilən inşaat, kənd və meşə təsərrüfatı, sənaye və s

təyinatlı maşınlar daxildir,

2) sınağın keçirilməsi üçün tələb olunam komplektləşmə, yəni sınağın keçirilməsi üçün vacib

olan aqreqatların siyahısı,

3) sınaq rejimləri, yəni mühərrikin yükünün, dirsəkli valın dövrlər sayının və hər bir rejimdəki

sınaq müddətinin üzlaşdırılması,

4) sınaq obyektinin ekoloji göstəricilərinin hesablama metodikası,

5) ekoloji göstəricilərin siyahısı və ölçülmə metodları,

6) nəzarətdə olan parametrlərin normativ qiymətləri,

7) sənəd və normativlərin qüvvədə olduğu müddət.

Sınaq metodikasından asılı olaraq normativlər daxili yanma nühərrikləri üçün konsentrasiya

[%-lə və mln-1-lə (1/mln və ya ppm)] və ya zərərli maddələrin xüsusi tullantı miqdarı ilə

saatkVt

q,

nəqliyyat vasitələri üçün isə zərərli maddələrin yürüş tullantısı miqdarı ilə ifadə olunurlar.

Hal-hazırda işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarının qiymətləndirilməsi

aşağıdakı kimi aparılır:

- işlənmiş qazların tərkibindəki qazşəkilli zərərli maddələrin miqdarına görə;

- dizellər üçün aparılan əlavə sınaqlarda işlənmiş qazların tərkibindəki dispers hissəciklərin

miqdarının və tüstülük dərəcəsinin müəyyənləşdirilməsinə görə.

7.3. SINAQ METODLARI.

Ekoloji göstəricilərin qiymətləndirilməsi üçün aparılan sınaqlardan əvvəl mühərriklərin

identifikasiya edilməsi üçün sınaqlar keçirilir. Bu sınaqlar zamanı müəyyən edilmiş konstruktiv və

texniki-iqtisadi göstəricilər istehsalçının elan etdiyi göstəticilərə uyğun olduqda mühərrikin ekoloji

səviyyəsinin müəyyənləşdirilməsi üçün sınaqların aparılmasına başlanılır. Bu sınaqların nəticələri

44

yalnız belə sınaqların keçirilmə Qaydalarının tələblərinə tam cavab verildikdə tanınırlar.

İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddə tullantılarının miqdarını və işlənmiş qazların

tüstülüyünü müəyyən edərkən iki müxtəlif üsuldan istifadə olunur:

1) mühərriklərin avtomobilin tərkibində yürüş barabanlarında və ya xüsusi yollarda sınaqdan

keçirilməsi;

2) motor stendində daxili yanma mühərrikinin sınağının aparılması.

Bu zaman hər iki üsul üçün prinsipcə müxtəlif olan iki sınaq metodundan istifadə olunur:

- sınaqların qərarlaşmış rejimlərdə aparılması,

bu zaman ölçmələr sürət və yük rejimlərinin sabit olduğu şəraitdə aparılır. Belə rejimlərin sayı müxtəlif

standartlarda müxtəlifdir,

- sınaqların keçid rejimlərində aparılması,

bu zaman ölçmələr yük və ya sürət rejimlərinin dəyişdirildiyi anda aparılır. Belə rejimlərdən biri, boş

işləmə rejimində mühərrikin dirsəkli valının dövrlər sayının minimal qiymətdən maksimal qiymətədək

dəyişdirilməsi, sərbəst sürətlənmə rejimi adlanır.

Yürüş barabanlarında sınaqlar (şək.7.1). Bu tip sınaqlar daxili yanma mühərriklərinin real

istismar şəraitindəki iş rejimlərini imitasiya edən yürüş siklləri üzrə aparılır.

Belə sınaqlara iki müxtəlif yanaşma mövcuddur:

a) ABŞ-da təklif edilmiş və istismar şəraitinə maksimal dərəcədə yaxın olan FTP-75 (Federal

Trancient Procedure) yürüş sikli yükün və hərəkət sürətinin kəskin olaraq dəyişdirilməsi ilə fərqlənir.

FTP-75 siklinin xarakteristikası aşağıdakı kimidir:

- tam sınaq vaxtı 2477 s

- siklin uzunluğu 17.87 km

- avtomobilin orta sürəti 31.67 km/saat

- boş işləmə nəzərə alınmadan avtomobilin orta sürəti 38.56 km/saat

- avtomobilin maksimal sürəti 91.2 km/saat

- boş işləmənin payı 17.9 %

FTP-75 sikli 3 bölmədən ibarətdir:

1-ci bölmə 505 saniyə müddətində yerinə yetirilir. Bu vaxt ərzində qızdırılmamış mühərrik sürət

və yüklərin kəskin dəyişdirilməsi şəraitində, dəyişən rejimlərdə işlədilir.

2-ci bölmə 500÷1372 s intervalında yerinə yetirilir. Bu bölmədə mühərrik nisbətən sabit

rejimlərdə işlədilir.

İkinci bölmənin sonunda avtomobilin sınağı 600 saniyə müddətində dayandırılır. Bu müddət

ərzində stenddəki avtomobilin soyudulmasını təmin edən hava pəri dayandırılır və avtomobolin

mühərrik örtüyü (kapotu) qaldırılır (açılır).

3-cü bölmə qızdırılmış mühərriklə 1-ci bölmənin təkrar edilməsidir (1373÷1877 s).

b) Avropada, Rusiyada və Yaponiyada tətbiq edilən sikllərdə isə sabit sürətli ayrı-ayrı hərəkət

intervalları əsas kimi qəbul edilir.

Şək.7.1. Nəqliyyat vasitəsinin yürüş barabanlarında aparılan sınağının sxemi:

45

1-tormoz; 2-nazimçarx; 3-xaricetmə borusu; 4-hava süzgəci; 5-əlavə havanın verişi; 6-

soyuducu; 7-temperatur sensoru; 8-ressiver; 9-qazoanalizator; 10-kompressor; 11-təzyiq

sensoru.

Yeni Avropa yürüş sikli NEDC — New European Drive Cycle iki bölmədən ibarətdir. Birinci

bölmədə avtomobilin şəhər şəraitindəki hərəkəti imitasiya edilir. İkinci bölmədə isə avtomobilin

şəhərətrafı yolla hərəkəti imitasiya edilir. İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddə tullantılarının

ölçülməsinə avtomobil yürüş barabanları üzrə hərəkət etməyə başlayan andan start verilir. Avtomobil

soyuq mühərrik işə salınan andan, yəni mühərrik əvvəlcədən boş işləmə rejimində qızdırılmadan

hərəkətə gətirilir.

NEDC siklinin xarakteristikası

1-ci bölmə:

- tam siklin müddəti 820 s

- siklin uzunluğu 4.052 km

- avtomobilin orta sürəti 18.7 km/saat

- avtomobilin maksimal sürəti 50 km/saat

- boş işləmənin payı 31 %

2-ci bölmə:

- tam siklin müddəti 1220 s

- siklin uzunluğu 11 .007 km

- avtomobilin orta sürəti 32.5 km/saat

- boş işləmə nəzərə alınmadan avtomobilin orta sürəti 44.0 km/saat

- avtomobilin maksimal sürəti 120 km/saat

- boş işləmənin payı 26.2 %

İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddə tullantılarının miqdarı bütün sınaq sikli ərzində

fasiləsiz olaraq ölçülür, sonra isə tullantıların kütlələri vahid keçilmiş yol

km

q və ya bütöv sikl üçün

sik l

q hesablanır.

Motor stendində aparılan sınaqlar (şək.7.2). Məlum olduğu kimi zərərli maddə tullantılarının

mənbəyi konkret nəqliyyat vasitələri yox, onlarn energetik qurğusu olan daxili yanma mühərrikləridir.

Əgər nəqliyyat vasitəsinə energetik qurğu kimi istilik mühərriki yox, məsələn, elektrik mühərriki

qoyularsa, o zaman heç bir işlənmiş qaz və onun tərkibində olan zərərli maddələrin tullantıları mövcud

olmaz. Ona görə də nəqliyyat vasitələrinin yürüş barabanlarındakı sınağına nisbətən daxili yanma

mühərriklərinin motor stendlərindəki sınağı daha əlverişli sayılır. Belə ki, sınağın bu növü həm daha

dəqiqdir, həm də nisbətən ucuz başa gəlir. Bundan başqa, hər hansı nəqliyyat vasitəsi istehsalçısı

texniki-iqtisadi və ekoloji göstəricilərinə görə onun məhsuluna uyğun gələn mühərrik seçmək imkanına

malik olur və onların müxtəlif sınaqlarının aparılmasına əlavə vəsait sərf etmir.

İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddə tullantılarının müəyyənləşdirilməsi üçün daxili

yanma mühərriklərinin motor stendlərində aparılan sınaqlarının əsas növü bir neçə rejimdən ibarət

sikllər üzrə olan sınaqlardır. Bu zaman rejimlər həm qərarlaşmış, həm də keçid rejimləri ola bilərlər.

Sınaqlar zamanı sürət rejimləri içərisində nominal və aralıq rejimlər kimi xarakterik rejimlər də

yer alır. Nominal sürət rejimi (Rated speed) mühərrikin dirsəkli valının dövrlər sayının istehsalçı

tərəfindən bəyan edilmiş elə qiymətidir ki, mühərrikin nominal (netto) və istismar (brutto) güclərinin

alınması təmin olunsun. Nominal güc istehsalçı müəssisə tərəfindən təyin edilmis elə gücdür ki, o, pər,

hava təmizləyicisi, xaricetmə sisteminin səsboğucusu, neytralizator, habelə mühərrikə xidmət etmədən

onun gücündən yararlanan avadanlıqlar olmadan komplektləşdirilən mühərrikin standart atmosfer və

tam yanacaq verilişi şəraitində aparılan sınaqları zamanı alınan gücə uyğun olsun. İstismar gücü elə

gücə deyilir ki, o mühərrikə xidmət etmədən onun gücündən yararlanan avadanlıqlar olmadan

komplektləşdirilən mühərrikin standart atmosfer və tam yanacaq verilişi şəraitində aparılan sınaqları

46

zamanı alınan gücə uyğun olsun.

Şək.7.2. DYM-ni tədqiq etmək üçün məzərdə tutulan motor ctendinin sxemi:

1-yığılan məlumatların işlənməsi və mühərrikin sınağını idarə edilməsi üçün nəzərdə tutulan

kompüter; 2-mühərrik; 3-yükləyici qurğu; 4-işlənmiş qazların tərkibindəki qazşəkilli

komponentlərin və dispers hissəciklərin miqdarının ölçülməsi üçün avtomatlaşdırılmış

kompleks; 5-işlənmiş qazların xaricetmə sistemi; 6-işlənmiş qazların mühərrikdən xaric

edilməsinin baypas sistemi; 7-tədqiq edilən qurğu (katalizator və ya qurum süzgəci; 8-

tüstüölçən; 9-mühərrikin fəaliyyət parametrləri və işlənmiş qazların tərkibi haqda məlumat

yığan kanallar; 10-məlumat yığan qurğu.

Aralıq sürət rejimi (İntermediate speed) — daxili yanma mühərrikinin dirsəkli valının dövrlər

sayının maksimal burucu moment rejiminə uyğun gələn qiymətidir, bu şərtlə ki, rejim dirsəkli valın

nominal dövrlər sayının 60÷75 %-i diapazonunda olsun. Maksimal burucu moment (Maximum

torque) — mühərrikin xarici sürət xarakteristikası üzrə işi zamanı burucu momentin ən böyük

qiymətidir.

47

8-ci mühazirə

8. TƏDQIQAT SINAQLARI.

8.1. ELMĠ-TƏDQĠQAT SINAQLARI, ÖLÇMƏ METODLARI VƏ VASĠTƏLƏRĠ.

Tədqiqat sınaqlarını aparmaqda məqsəd mühərriklərin və nəqliyyat vasitələrinin hər hansı bir

konstruktiv və ya tənzimləmə parametrlərinin, hissələrinin, aqreqatlarının, ayrı-ayrı sistemlərinin

onların ekoloji xarakteristikasına göstərdiyi təsiri müəyyən etməkdir. Bunun üçün sınaqların hansı yük

və sürət rejimlərində aparılacağı, sınaqdan keçirilən obyektdə hansı konstruktiv və tənzimat

dəyişikliklərinin ediləcəyi tədqiqatçıların özləri tərəfindən müəyyənləşdirilir.

Lakin bu zamam normativ-texniki sənədlərin tələbləri nəzərə alınmalıdır. Əgər sınaqda məqsəd

yanacaq qənaətliliyinin yaxşılaşdırılması yollarını aramaqdırsa, avtomobil mühərrikləri üçün əsas

kriteri kimi minimal xüsusi effektiv yanacaq sərfi götürülür. Bu isə maksimal burucu moment rejiminə

ən yaxın rejimlərdir. Mühərrik və nəqliyyat vasitəsinin ekoloji xarakteristikasının

yaxşılaşdırılmasından söhbət gedirsə, nəzərə almaq lazımdır ki, tədqiqat sınaqları qəbul edilmiş

standarlarda göstərilmiş rejimlərdə aparılmalıdır.

Mühərrikin qənaətliliyi və onun xaric qazlarının zəhərliliyi aralıq yük və sürət rejimlərində

pisləşirsə və xarici sürət xarakteristikası rejimlərində yaxşılaşırsa, təklif olunmuş və yoxlanılan

yeniliyin səmərəliliyi haqda son nəticəni bütün standart rejimlərdə yoxlama sınaqları apardıqdan sonra

bəyan etmək olar. Lakin belə yoxlama sınaqları adətən müxtəlif cür tədbirlər məcmusunun təsirini

öyrənmək üçün aparılan tədqiqat işləri kompleksinin başa çatmasından sonra keçirilir. Hər bir yeniliyin

təsiri ayrıca bir rejim üçün qiymətləndirilir. Odur ki, hər bir yeniliyin mövcud normativ sənədlərin

tələblərinə uyğun olaraq tam proqramla yoxlanılması praktiki əhəmiyyət kəsb etmir. Belə ki, bu halda

sınaqlar baha başa gəılir və daha çox vaxt aparır.

Araşdırmalar göstərir ki, işlənmiş qazların tərkibində olan zərərli maddələrin normalaşdırılan hər

üç komponentinin xüsusi tullantı miqdarında ən böyük pay sahibi mühərrikin maksimal burucu

moment və nominal rejimlərdir. Azot oksidləri üzrə maksimal burucu moment rejimi 50 %-lik,

nominal rejim isə 25 %-lik paya malikdirlər. Qalan 11 sınaq rejiminin payına isə azot oksidinin xüsusi

tullantı miqdarının cəmi 25 %-i düşür. Dəm qazı üzrə də cəm tullantı miqdarının 75 %-ə qədəri bu iki

rejimin payına düşür. Özü də həm azot oksidləri, həm də dəm qazı üzrə tullantı miqdarlarının 50 %-ə

qədərini təkcə maksimal burucu moment rejimi verir. Karbohidrogenlər üzrə isə cəm tullantı

miqdarının 50 %-ə qədəri bu iki rejimin payına düşür. Özü də hər bir rejimin payı ayrılıqda 2225 %

təşkil edir.

Sınaq müddətini azaltmaq üçün çoxfaktorlu eksperimentlərdən daha çox istifadə olunur. Bu

halda bir sıra asılı olmayan faktorların müəyyən edilməsi tələb olunur. Yanma və zərərli maddələrin

yaranma prosesləri ilə əlaqədar olan tədqiqatlar üçün belə faktorların müəyyən edilməsi isə kifayət

qədər çətindir.

Məsələn, yanacaq püskürmənin tezləşdirmə bucağı dəyişdirildikdə nəinki yanacağın dizelin

silindrinə verilmə momenti (bununla əlaqədar yanma kamerindəki təzyiq və temperatur, habelə

alışmanın gecikmə periodunun uzunluğu), həm də bu moment ərzində hava ilə qarışan yanacağın

miqdarı dəyişir. Hava ilə qarışan yanacaq miqdarının dəyişməsi isə yanma prosesinin kinetik və

diffuziyalı fazalarında istilik ayrılmasının nisbətinin dəyişməsinə gətirib çıxarır.

Subyektiv faktorlara gəldikdə qeyd etmək yerinə düşər ki, sınaqların aparılmasında,

məlumatların yığılması və işlənməsində avtomatlaşdırılmış sistemlərin tətbiqinin genişləndirilməsi

nəticəsində subyektiv faktorlara görə buraxılan səhvlər ölçmə vasitələrinin xətaları dairəsindən metodik

səhvlər dairəsinə keçir.

Məsələn, ekoloji göstəricilərin müəyyən edilməsində yanacağın tərkibi əhəmiyyətli rol oynayır.

Müvafiq göstəricilərə malik olmayan yanacaqdan istifadə olunması sınaqların son nəticələrinin ciddi

təhrif olunmasına gətirib çıxarır. Özü də bu zaman göstəriciləri standartların tələblərinə uyğun

gəlməyən (məsələn, sıxlığı, özlülüyü tələb olunandan az və ya çox olan) yanacaqlar nəzərdə tutulmur.

Təhriflərə aparılan sınaq növləri üçün tövsiyə olunmayan yanacaqlardan istifadə səbəb ola bilər.

Məsələn, BMT-nin AİK-nın zərərli komponentlər üçün nəzərdə tutulan 24-03 saylı Qaydalarının

48

tələblərinə görə yanacağın tərkibindəki kükürdün miqdarı 0.20.5 % hədlərində olmalıdır. Tüstülük

üçün nəzərdə tutulan 49-02 saylı Qaydaların tələbinə görə isə kükürdün miqdarı 0.3 %-dən çox

olmamalıdır. İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddə tullantıları və tüstülüyü qiymətləndirmək

üçün sınaqlar eyni zamanda keçirildiyindən, tərkibində 0.05 % kükürd olan yanacaqdan istifadə

olunması bu qaydaların ikincisinə uyğun olsa da, birincisinin tələblərinə cavab vermir.

8.2. QAZġƏKĠLLĠ MADDƏLƏRĠN TƏRKĠBĠBĠN ÖLÇÜLMƏSĠ.

İşləmniş qazlarla atılan zərərli maddələrin tərkibi işlənmiş qazlardan götürülmüş müəyyən

miqdarda nümunənin müxtəlif cihazlarda kimyəvi analizinin aparılması yolu ilə müəyyənləşdirilir.

Kimyəvi analizin aparıldığı cıhazlar həm daimi (avtomatik pejimdə), həm də periodik işləyə bilər.

Ölçmə vasitələrinin köməyi ilə reallaşdırılan kimyəvi analız metodu konsentrasiyasının ölçülməsi tələb

olunan maddənin növündən asılıdır. Eyni maddə konsentrasiyası kimyəvi analizin müxtəlif növlərinin

köməyilə ölçüldükdə nəticələr eyni də alına bilər və ya kifayət qədər fərqli ola bilər. Hər hansı bir

maddə konsentrasiyası eyni və ya müxtəlif tipli ölçmə cihazlarına malik təşkilatların

laboratoriyalarında ölçüldükdə alınan nəticələr arasındakı fərq 5 %-dən çox olmamalıdır.

Hal-hazırda ən çox yayılmış kimyəvi analiz metodlarını nəzərdən keçirək (cəd.8.1):

1. Elektrokimyəvi metodlar. Buraya konduktometrik, kulonometrik və elektrokimyəvi

çeviricili metodlar daxildir.

a) Konduktometrik metodların iş prinsipi qaz qarışığının analizə uğradılan komponentinin

müvafiq məhlul tərəfindən udulması və məhlulun elektrik keçiriciliyinin ölçülməsinə əsaslanır.

b) Kulonometrik analizatorlarda müəyyən olunacaq komponentin oksidləşməsinin (bərpasının)

elektrodlu reaksiyasının cərəyanı bu komponentin konsentrasiyası haqda informasiya (məlumat)

daşıyıcısı rolunu oynayır. Kulonometrik metodlar həssas olsalar da, selektiv deyillər. Bu isə maddə

nümunəsinin əvvəlcədən işlənməsini və reaktivlərin periodik olaraq dəyişdirilməsini tələb edir.

c) Elektrokimyəvi çeviricilərdə həssas və hesablayıcı elektrod arasındakı fəzanı dolduran jele

şəkilli elektrolitdən istifadə olunur. Elektrolitin yuxarı qatı nasosla vurulan maddə nümunəsindən

yarımkeçirici membranla ayrılır. Cihazın seçicilik qabiliyyəti membranın və elektrodun materialı,

elektrolitin tərkibi və elektrodlardakı potensialın qiyməti ilə təmin olunur.

2. Fotokolorimetrik analiz metodları absorbsion optik analizin növlərindən biri olub,

şüalanmanın müəyyən ediləcək maddə tərəfindən udulmasına əsaslanır. Udulma nəticəsində müəyyən

ediləcək komponent nümunəsi ilə köməkçi reagentin qarşılıqlı əlaqəsindən yaranan rəngli birləşmənin

rənglənmə intensivliyi maddənin konsentrasiyasına mütənasib olaraq dəyişir. Rənglənmə dərəcəsi

süzgəcli fotometrin köməyilə müəyyən edilir. Bu metoddan mikrokonsentrasiyaların müəyyən

edilməsində və qazanalizatorların yoxlanmasında istifadə olunur. Reaksiyanın baş verdiyi mühitdən

asılı olaraq fotokolorimetrlər lentli və mayeli ola bilərlər:

- lentli fotokolorimetrlər əsas etibarilə zəhərli maddələrin indikatorları və siqnalizatorları kimi

istifadə olunurlar. Onlar kifayət qədər böyük ölçmə xətasına malikdirlər. Bu lentin qeyri-bərabər

hopdurulması və köhnəlməsi, habelə göstəricilərin temperaturdan hədsiz çox asılı olması iıə əlaqədardır.

- mayeli fotokolorimetrlərdə analizə uğradılan maddə nümunəsi köməkçi reagent məhlulundan

keçirilir (barbotaj olunur). Nəticədə rənglənmiş birləşmə yaranır:

a) spektral (absobsion) metodlarda molekulları müxtəlif növ atomlardan ibarət olan maddələr

onların ultrabənövşəyi, görünən və infraqırmızı diapazonlarda udulma spektrlərinin ölçülməsi yolu ilə

müəyyən edilirlər.

b) spektrofotometrik (dispersion) metodların iş prinsipi biri tədqiq olunan nümunədən, digəri

isə etalon nümunədən keçən iki monoxromatik şüa dəstinin udulmasının müqayisəsinə əsaslanır.

Şüaları spektrlərə ayıran element rolunu prizmalar, qəfəslər və interferometrlər oynaya bilər. Maddə

nümunəsi ultrabənövşəyi və infraqırmızı diapazonlarda udulma spektrinə görə ölçülür. Belə cihazların

üstünlüyü müxtəlif dalğa uzunluqlarında bir neçə komponentin eyni zamanda ölçülməsi imkanının

olmasıdır. İnfraqırmızı metod (İQ-metod) karbohidrogenlərin infraqırmızı diapazondakı absorbsion

xarakteristikalarına əsaslanır. Bu metodla radiasiyanın tərkibində karbohidrogenlər olan müəyyən

həcmə malik qazın temperatur və təzyiqinin yüksəlməsi şəklində qeydə alınan udulan hissəsi ölçülür.

49

Belə cihaz detektordan və iki özəkdən (və ya oyuqdan) ibarət olur. Özəyin birində analizə uğradılan

qaz, digərində isə hava olur. Özəklər işıq mənbəyi ilə detektor arasında yerləşdirilirlər. Detektor özü isə

iki kamerdən ibarət olur. Bu kamerlər biri-birindən perforasiya olunmuş membran vasitəsilə ayrılırlar.

Detektorun kamerləri eyni təzyiqdə qazla doldurulur. Membran dəyişən tutumlu kondensatorun

lövhəsi olub, detektorun kamerləri arasındakı təzyiq düşgüsünü ölçən həssas element kimi işləyir.

Özəklərdən detektorun kamerlərinə keçən işığın miqdarı müxtəlif olur. Enerjinin bir hissəsi analiz

olunan qazın doldurulduğu özəkdə udulduğundan detektorun müvafiq kamerindəki udulma azalır.

Nəticədə membrandakı təzyiq düsgüsü də dəyişir. Bu prinsiplə işləyən analizatorun prinsipial sxemi

şək.8.1-də verilmişdir.

Cədvəl 8.1.

Kimyəvi analiz metodlarından istifadə olunma halları

M e t o d l a r M a d d ə l ə r

SO2 CO CO2 NO NO2 CH4 CH O2

1. Elektokimyəvi:

- konduktometrik

- kulonometrik

- elektokimyəvi çeviricili

2. Fotokolorimetrik:

- spektral (absrbsion)

- spektrofotometrik (dispersion)

3. Emissiyalı:

- hemilüminesentli

- alovlu-fotometrik

- flüorosentli

- xromatoqrafik

- kütlə-spektrometrik

4. Lazerli

5. Termokimyəvi

6. Alovlu-ionlaĢdırmalı

7. Paramaqnitli

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Şəkil 8.1. Qeyri-dispers infraqırmızı spektroskopiya prinsipi üzrə işləyən analizatorun prinsipial

sxemi:

1-infraqırmızışüalandırıcı; 2-qırıcı (və ya aralayıcı) diafraqma; 3-ölçmə yuvası; 4-analiz

ediləcək qazın girişi; 5-analiz olunmuş qazın çıxışı; 6-analiz olunan qazın detektoru; 7-ayırıcı

membran; 9-infraqırmızı süalanmalar axını; 10-etalon qaz detektoru; 11-etalon yuva: -

neytral komponentlər; -analiz olunan qazın komponentləri.

50

3. Emissiyalı metodlar. Bu metodlar analiz olunan nümunənin şüalanma intensivliyinin

ölçülməsinə əsaslanır. Analiz üçün istilik şüalanması və molekulyar lüminesensiya spektrlərindən

istifadə olunur. Metodun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, analiz olunan molekullar optik həyəcanlanma

halına gətirilir, sonra isə qərarlaşmış vəziyyətə qaytarılır və bu zaman yaranan intensivlik qeydə alınır.

Hemilüminesent metodun əsasını azot oksidinin atomar oksigen və ya ozonla qarşılıqlı əlaqə

zamanı işıq kvantı ayıra bilməsi xassəsi təşkil edir. İşıq kvantı isə yüksək həssaslığa malik

fotoçoxaldıcı tərəfindən qeydə alınır (şək.8.2). Alınmış siqnal qaz qarışığının analiz olunan

komponentinin konsentrasiyası ilə mütənasibdir. Azot-4-oksidin ölçülməsi üçün onu əvvəlcədən azot-

2-oksidə çevirirlər. Azot-2-oksid ozonla oksidləşmə reaksiyasına girərək azot-4-oksidin həyəcanlamış

molekullarını əmələ gətirir. Azot-4-oksid isə həyəcanlı haldan qərarlaşmış hala keçərək işıq kvantının

ayrılmasına səbəb olur:

NO+O3 NO2+O2

NO2 NO2+h,

burada: h — Plank sabitidir, -tezlikdir, Hz.

Şək.8.2. Hemilüminessensiya metodu prinsipi ilə işləyən analizatorun prinsipial sxemi.

Alovlu-fotometrik metod kükürdlü birləşmələrin atomar kükürdə qədər bərpasına əsaslanır.

Yaranan həyəcanlı kükürd molekulları lüminesensiya effekiti verir. Metodun həssaslığı çox yükcəkdir

– 10-7

%. Bu səbəbdən yüksək konsentrasiyaları ölçərkən nümunə əvvəlcədən müəyyən həddə qədər

təmiz hava ilə qarışdırılır.

Flüorosent metodu isə ultrabənövşəyi şüalar tərəfindən komponentin şüalanma intensivliyinin

ölçülməsinə əsaslanır.

Qaz-adsorbsion xromatoqrafiya metodundan alovlu-ionlaşma detektoru rejimində istifadə

olunduqda müxtəlif sinif karbohidrogenlərinə təxminən eyni həssalıq təmin olunur. Tərkibində tədqiq

olunan karbohidrogenlər olan qaz şəkilli nümunə içərisinə bərk adsorbent (hərəkətsiz faza)

doldurulmuş kolonkaya yeridilir və daşıyıcı qaz axınının sorbsiyaedici qatından (hərəkətli faza)

keçirilir. Karbohidrogenlərin ayrılması prosesi sorbsiya və desorbsiya aktlarının dəfələrlə təkrarı

nəticəsində həyata keçirilir. Bu proseslər fazaların nisbi dəyişməsi ilə müşayət olunur. Qarışığın hər bir

komponentinin fazalar üzrə paylanma əmsalları müxtəlif olurlar. Nəticədə hər bir komponentin

―gecikmə vaxtının‖ qiymətləri müxtəlif olduğundan sorbentin hər bir qatı üzrə hərəkət zamanı qarışıq

ayrılmağa başlayır. Beləliklə, kolonkanın çıxışındakı daşıyıcı qaz axınında ayrılmış komponentlər

müxtəlif zaman fərqi ilə meydana çıxırlar.

Qarışığın komponentləri növbə ilə alovlu-ionlaşma detekteruna daxil olaraq hidrogen-hava

alovunda yandırılırlar. Yanma iki elektrod arasında baş verir. İonlaşma cərəyanı cihaz tərəfindən qeydə

alınır. Nəticə isə qaz xromatoqramı şəklində kağızda çap olunur.

Kütlə-spektrometrik metod müxtəlif maddə qarışıqlarını analiz etmək üçün ən həssas

metodlardan sayılır. Metod maddənin ionlaşması və sonradan həmin ionların kütləsinin yükünə olan

nisbəti müxtəlif olan ionlara parçalanması prinsipinə əsaslanır. İonlaşma zamanı əksər hallarda

atomlararası əlaqənin qırıması üzündən ilkin maddənin parçalanması baş verir. Nəticə zahirən

xromatoqrama bənzəyən kütlə spektri şəklində göstərilir.

4. Lazer metodları. Bu metodlardan əsasən havanın tərkibinin məsafədən ölçülməsi zamanı

istifadə olunur. Onlar kombinasiyalı səpələnmə və rezonanslı udulma kimi iki əsas prinsipə əsaslanırlar.

5. Alovlu-ionlaĢma metodunun mahiyyəti ölçülən komponenti hidrogen alovuna daxil edərkən

elektrodlar arasında yaranan ionlaşma cərəyanının ölçülməsindən ibarətdir (şək.8.3). Cərəyanın

qiyməti qazın konsentrasiyasına və karbohidrogen molekulundakı atomların sayına mütənasibdir.

Bu metod işlənmiş qazlardan götürülmüş nümunənin tərkibində olan bütün növ karbohidrogenlərin

51

cəmini ölçməyə imkan verir. Metanı çıxmaq şərtilə karbohidrogenlərin ölçülməsinə zərurət yarandıqda

katalızatoru və ya xromotoqrafik kolonkaları olan ikikanallı sxemdən istifadə olunur.

Şəkil 8.3. Alovlu-ionlaşma prinsipi üzrə işləyən analizatorun prinsipial sxemi:

1-hidrogenin qorelkaya verişi; 2-havanın qorelkaya verişi; 3-kollektor; 4-

ossiloskop; 5-displey; 6-işlənmiş qaz nümunəsinin verişi; 7-yüksək gərginlik.

6. Paramaqnit metodu. Digər element molekullarından fərqli olaraq oksigen molekulları güclü

paramagnit xassələrə malikdirlər. Qaz qarışığının götürülmüş numunəsindəki oksigenin

konsentrasiyasını ölçmək üçün məhz bu xassələrdən istifadə olunur. Nümunə axını iki həssas elementin

arasından keçdikdə onun tərkibindəki oksigen nümunə axınının hərəkət trayektoriyasının ilkin

istiqamətə nəzərən meyllənməsinə səbəb olur. Nəticədə həssas elementlər müəyyən qədər dönür və bu

dönmə optik sistem tərəfindən qeydə alınır. Həssas elementlərin ilkin vəziyyətə qayıtmasını təmin

etmək üçün lazım olan cərəyan nümunədəki oksigenin konsentrasiyası ilə mütənasibdir.

Müasir avtomatik işləyən qazanalizatorlarda işlənmiş qazların tərkibində olan həm

normalaşdırılan (NO, NO2, CO, CnHm, NMCH), həm də normalaşdırılmayan (CO2, SO2, O2)

maddələtin konsentrasiyasını ölçməyə imkan verən analizatorlar quraşdırılır. Ölçmə qazoanalizatordan

keçirilən işlənmiş qazlar nümunəsində aparılır. Normativ sənədlərdə kimyəvi analiz metodu şərt kimi

mütləq göstərilir. Ölçmələrdə digər metoddan istifadə olunduqda əvvəlcədən bu metodun standartda

göstərilmiş metoda ekvivalent olması sübut olunmalıdır.

Səyyar qazanalizatorlardan fərqli olaraq bütün stasionar qazanalizatorlarda işlənmiş qaz

nümunəsinin termostatlaşdırılması təmin olunur, yəni numunənin temperaturu müəyyən olunmuş

hədlərdə saxlanılır. Bu ilk növbədə karbohidrogenlərə aiddir. Qazgötürən şlanqın qızdırılması

nəticəsində işlənmiş qaz nümunəsinin temperaturu 180200C hədlərində saxlanılır. Temperatur aşağı

düşdükdə ağır karbohidrogenlər kondensasiya olunur və karbohidrogenlərin ölçülən konsentrasiyası bir

neçə dəfə azalır. Azot oksidi ölçülən zaman gazgötürücü borudakı temperatur 70C-dən aşağı

olmamalıdır. Əks halda nümunədəki su buxarları kondensasiya olunar və nəticədə azot oksidlərinin

müəyyən hissəsi udular. Digər qazların (CO, CO2, O2) termostatlaşdırılması +5+70C hədlərində

təmin olunur. Nəticədə su buxarı kondensasiya olunur və ölçülən qazların quruması təmin edilir.

Hər bir ölçülən maddənin analizatoru ölçmədən əvvəl yoxlayıcı qaz qarışıqları ilə köklənir

(arvalanır). Hər bir yoxlayıcı qaz qarışığının pasportu olmalıdır. Pasportda analizə uğradılan qazın

―daşıyıcı‖ qazla qarışığındakı konsentrasiyasının nominal qiymətləri və bu qiymətlər üçün ölçmə

xətaları, habelə yoxlayıcı qaz qarışığının istifadə olunma müddəti, onun saxlandığı balonun həcmi və

balondakı təzyiq əks olunmalıdır. Hər bir qazşəkilli maddənin öz yoxlayıcı qaz qarışığı olur. Azot

oksidləri üçün tərkibində müəyyən konsentrasiyalı azot oksidi olan yoxlayıcı qaz qarışığından istifadə

olunur. Dəm qazı üçün tərkibində müəyyən konsentrasiyalı karbon-2-oksid olan yoxlayıcı qaz

qarışığından istifadə olunur və s.

Analizatorların köklənməsi cihazın bütün ölçmə diapazonlarında aparılır. Bu zaman ölçmə

şkalanın ―0‖ qiymətindən tam qiymətin 80%-nə bərabər qiymətinəcən aparılır.

Daxili yanma mühərriklərinin motor stendlərində aparılan sınağı zamanı işlənmiş qazların

tərkibindəki zərərli maddələrin ölçülməsi bilavasitə işlənmiş qazlardan götürülmüş nümunədə aparılır.

Avtonəqliyyat vasitələrinin sınağı zamanı isə əvvəlcə işlənmiş qazların hamısı xüsusi polietilen kisələrə

doldurulur. Sonra bu kisələrə müəyyən miqdarda hava əlavə edilir. Yalnız bundan sonra qarışdırılmış

52

xaric qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrin ölçülməsi aparılır.

9-cu mühazirə

9. DISPERS HISSƏCIKLƏR VƏ IġLƏNMIġ QAZLARIN TÜSTÜLÜLÜYÜ.

9.1. DĠSPERS HĠSSƏCĠKLƏRĠN KONSENTRASĠYASI.

Hal-hazırda dizel mühərrıklərinin istər motor stendindəki sınağı zamanı, istərsə də nəqliyyat

vasitəsinin tərkibindəki sınağı zamanı dispers hiccəciklər tullantısının kütləsini müəyyən etmək üçün

standart metod kimi qravimetrik metod qəbul edilib. Bu metod işlənmiş qazlarla təmiz hava qarışığının

süzgəcdən keçirilməsinə əsaslanır. Dispers hissəciklərin kütləsi süzgəcin sınaqdan sonrakı və qabaqkı

kütlələrinin fərqi kimi müəyyən edilir. Süzgəc fiberqlasdan hazırlanır.

Sınaqlar texniki ədəbiyyatda ―tunel‖ adlanan ölçmə kompleksinin köməyi ilə aparılır.

Kompleksin belə adlanmasına səbəb onun mərkəzi bloklarından birinin boru şəklində olmasıdır. Məhz

bu blokda qarışığın temperaturunu 52C-yə qədər aşağı salmaq üçün işlənmiş qazlara təmiz hava

qatılır və bu, yüksək molekullu birləşmələrin kondensasiyasına səbəb olur. Daxili yanma

mühərriklərinin müxtəlif sürət və yük rejimlərində işlənmiş qazların sərfi müxtəlif olduğundan istənilən

rejimdə hava ilə işlənmiş qazların nisbətini sabit saxlamaq üçün qatılan havanın miqdarını da dəyişmək

lazım gəlir. Qarışdırmadan sonra işlənmiş qazlarla havanın qarışığından nümunə götürülür və

süzgəcdən keçirilir.

Hal-hazırda ―tunel‖ölçmə kompleksinin 2 tipi mövcuddur: tam axınlı (şək.9.1, a) və natamam

axınlı (şək.9.1, b) tunellər. Natamam axınlı tunellərin ―mini-tunel‖ və ―mikro-tunel‖ adlanan 2 növü

var. Tam axınlı tunel kompleksində mühərrikin işlənmiş qazlarının hamısı, natamam axınlı tunel

kompleksində isə işlənmiş qazların yalnız müəyyən hissəsi tuneldən keçirilir. Bu səbəbdən bir ―mini-

tunel‖ kompleksi ilə müxtəlif gücə malik mühərriklərdə sınaq aparıla bilər. Tam axınlı tunel

kompleksi isə yalnız bir-birinə yaxın güclərə malik mühərrıklərin sınağının aparılmasına imkan verir.

Böyük güclü mühərriklərin hava sərfi də böyük olduğundan ölçmə kompleksinin ―tunel‖i iri həcmli

olmalıdır. Çünki, yalnız bu halda mühərrikin çıxışında işlənmiş qazlara göstərilən müqaviməti

azaltmaq mümkün olur. Tam axınlı ―tunel‖ komplekslərində qarışdırıcı borunun uzunluğu 611 m,

―mini-― və ―mikro-tunel‖ komplekslərində isə 0.63 m hədlərində olur.

Hal-hazırda məhz tam axınlı ölçmə komplksləri etalon hesab edilirlər. Onlardan gücü 25 kVt-dən

çox olmayan mühərriklərin sınağında, xüsusilə də aralıq rejimlərdə istifadə etmək məqsədəuyğundur.

Onların bir üstünlüyü də hava qarışdırma sisteminin lazım olmamasıdır.

Natamam axınlı ölçmə sistemlərinin çatışmayan cəhəti gücü 25 kVt-dən az olan mühərriklərin

sınağı zamanı işlənmiş qazların hava ilə qarışdırılmasının dəqiq xarakteristikalarının təmin oluna

bilməməsidir. Buna səbəb belə mühərriklərin hava sərfinin çox kiçik olmasıdır. Nəzərə almaq lazımdır

ki, işlənmiş qazlara təmiz havanın qarışdırılması prosesi ölçmələr zamanı əlavə xətalar mənbəyidir,

çünki qarışdırma zamanı dispers hissəciklərin tərkibinin keyfiyyətcə və miqdarca dəyişməsi

mümkündür. Ona görə də natamam axınlı komplekslərdə alınan nəticələrin həqiqətə uyğunluğu sübut

olunmalıdır. Bu adətən komplekslərin yaradılması zamanı edilir və sertifikatla təsdiq olunur.

Beynəlxalq Standartlar Təşkilatının (İSO) tələblərinə uyğun olaraq keçirilən ekvivalentlik proseduru

kifayət qədər mürəkkəbdir. Belə ki, bu halda bir neçə mühərrik müxtəlif sınaq laboratoriyalarında

sınaqlara uğradılır. Sınaqlar hamısı eyni yanacaq dəsti ilə aparılmalıdır. Belə sınaqlar ―Robin-test‖

adlanırlar. Qeyd edək ki, natamam axınlı ölçmə metodu işlənmiş qazlarla atılan dispers hissəcik (PM)

tullantılarının həqiqi miqdarını 12 %-ə qədər azaldır.

Natamam axınlı ölçmə sisteminin nöqsanlarından biri də odur ki, işlənmiş qazların yüksək

temperaturunun təsirindən avtomobilin və ya mühərrikin xaricetmə sistemindən nümunəyə düşmüş

üzvü maddələrin dağılması (piroliz) prosesi gedir. Bu isə öıçmələrin xətasını artırır. Bunu aradan

qaldırmaq üçün sınaq zamanı hər bir rejimdə iş müddətini xeyli uzatmaq tələb olunur. Uzatma müddəti

53

boş işləmə rejimindən başlayaraq yük artdıqca böyüməlidir.

İşlənmiş qazlar aerozol, yəni bərk və qazşəkilli hissəciklərin tarazlıq şəklində olduğu qaz mühiti

şəklində olurlar. Aerozol hissəciklərin ölçüsü dispers hissəciklərin yaranmağa başladığı andan ölçmə

üçün nümunə götürüldüyü anadək baş verən kimyəvi və fiziki proseslərin funksiyasıdır. İşlənmiş

qazlara hava qatılması, kondensasiya, koaqulyasiya prosesləri, habelə homogenliyin və heterogenliyin

səviyyəsi hissəciklərin ölçüsünə öz təsirlərini göstərirlər. Son zamanlar aparılmış tədqiqatların

nəticələri göstərir ki, ətraf mühitə əsas zərər vuran dispers hissəciklərin kütləsi deyil, onların ölçüləri və

saylarıdır. Maye və bərk hissəciklərin qaz mühitində paylanması disperslik adlanan parametrlə

xarakterizə olunur. Disperslik vahid həcmə düşən hissəciklərin sayına deyilir və hissəciklərin ölçüsünə

görə paylanmasını göstərir.

a)

b)

Şək.9.1. «Tunel» ölçmə kompleksinin prinsipial sxemi:

a-tam axınlı ölçmə kompleksi; b-natamam axınlı ölçmə kompleksi; 1-mühərrik; 2-işlənmiş

qazlara qarışdırılan hava; 3-hava süzgəci; 4- xaricetmə borusu; 5-qarışdırıcı tunel; 6-

dispers hissəciklərin çökdürülməsi üçün süzgəc; 7-işlənmiş qazların soyuducusu; 8-Venturi

soplosu; 9-işlənmiş qazların çıxışı; 10-hava vurmaq üçün nasos; 11-nümunə götürmək

üçün nasos; 12-sərfölçən; 13-mühərrikin xaric borusu; 14-hava sərfölçəni.

Dispers hissəcıklərin qiymətləndirilməsi üçün qravimetrik metoddan fərqli ölçmə prinsiplərinə

54

əsaslanan avadanlıqdan istifadə olunur. Belə avadanlıq 2 növ olur:

a) ölçməni real zaman miqyasında təmin edən avadanlıqlar;

b) əvvəlcə işlənmiş qazların nümunəsinin götürülməsini, sonra isə onun analizinin aparılmasını

təmin edən avadanlıqlar.

Əksər hallarda ölçmənin dəqiqliyi nümunənin götürülmə metodu ilə, yəni nümunəgötürmə

sistemi ilə müəyyən edilir.

1953-cü ildə cərəyan keçirən maye mühitli dispers sistemləri analiz etmək üçün Koulter

(W.Coulter) sayğacı icad olunmuşdur. Onun prinsipial sxemi şək.9.2-də verilmişdir.

Şək.9.2. Mühitin dispersliyini ölçən Koulter sayğacı.

1-stəkan şəkilli qab; 2-ampula; 3-civə; 4-anod və katod; 5-çıxış borusu; 6-elektrik sayğacı.

Cihazda, hissəciyin keçiriciliyə malik olmayan arakəsmədəki deşikdən keçərkən yaranan elektrik

gərginliyi impulsu ölçülür. Elektrik gərginliyinin yaranmasına səbəb cərəyankeçirici maye axınına

düşmüş hissəciyin deşikdən keçdiyi anda elektrodlar arasındakı müqavimətin artmasıdır. Yaranan

impulsun amplitudu hissəciyin həcmi ilə mütənasibdir. Xarici seyrəklik mənbəyi (vakuum-nasos)

işləməyən halda manometrin sağ qolundakı civə ağırlıq qüvvəsinin təsiri altında aşağı düşür və analiz

olunan sistem (məsələn, suspenziya) ampulaya sorulur. İmpulsların sayının avtomatik hesablanması

və onların amplituda görə çeşidlənməsi hissəciklərin ölçülərinə görə paylanma əyrisini almağa imkan

verir. Mikrodeşiklərinin diametri müxtəlif olan ampula dəstlərindən istifadə etməklə hissəciklərinin

diametri 0.3800 mkm hədlərində olan mayelərdə suspenziyaların, emulsiyaların və qaz

qabarcıqlarının dispersion analizini aparmaq mümkündür.

Dispers hissəciklərin dispersliyinin standartlaşdırılmış qravimetrik metoddan fərqli prinsiplərə

əsaslanan ölçmə metodlarının geniş yayılması məcburi alışdırmalı mühərriklərə diqqətin artmasına

səbəb olub. İlkin tədqiqatların nəticələri göstərmişdir ki, dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarında olan

dispers hissəciklərin kütləsi daha böyükdür. Lakin məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş

qazlarındakı dispers hissəciklərin ölçüsü daha kiçik, sayı isə daha çoxdur. Bu isə ətraf mühit üçün heç

də az olmayan təhlükə mənbəyidir. Bu səbəbdən beynəlxalq miqyasda benzin mühərriklərinin işlənmiş

qazlarının tərkibindəki dispers hissəciklərin də normalaşdırılması haqqında məsələ qızğın müzakirə

obyektinə çevrilib.

9.2. ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN TÜSTÜLÜLÜYÜNÜN ÖLÇÜLMƏSĠ.

İşlənmiş qazların tüstülülüyü optik və süzgəcləmə kimi iki müxtəlif ölçmə prinsiplərinə

əsaslanan cihazların köməyi ilə qiymətləndirilir.

Optik metod müəyyən uzunluğa malik işlənmiş qazlar sütununun (standartlara görə 0.43 m)

qeyri-şəffaflığının ölçülməsinə əsaslanır. Yəni, işıq selinin işlənmiş qazların göstərilən sütunundan

keçərkən onun udulma intensivliyi ölçülür və o fotoverici vasitəsilə qeydə alınır (şək.9.3). Kalibrləmə

55

müəyyən həddə qədər qaraldılmış standart şüşə süzgəclərdən istifadə olunmaqla aparılır.

Bu ölçmə üsulu ilə yalnız işlənmiş qazlar sütununun sıxlığı ölçülür. Sıxlıq isə təkcə qurumun

tərkibindən yox, həm də işlənmiş qazların tərkibində qazşəkilli komponentlərin və su buxarının olub-

olmamasından asılıdır.

Süzgəcləmə metodu isə işlənmiş qazların qeydə alınmış həcmini (adətən 0.3÷1 l götürülür)

özündən keçirən süzgəcin qaralma dərəcəsinin ölçülməsinə əsaslanır (şək.9.4). Qaralma dərəcəsi

süzgəcin səthinə yönəldilmiş işıq selinin əks olunma intensivliyinin qiymətinə görə müəyyən edilir.

Süzgəc müəyyən məsaməliliyə və sıxlığa malik kağızdan hazırlanır. Kalibrləmə standart süzgəclərin

köməyi ilə təmin olunur.

Qeyd etmək lazımdır ki, süzgəclər qurum hissəciklərinin heç də hamısını tuta bilmir.

Məsamələrin böyüklüyündən asılı olaraq qurum hissəciklərinin 60 %-ə qədəri süzgəcdən keçə bilir.

Şək.9.3. Optik tüstüölçənin prinsipial sxemi:

1-köməkçi kamer; 2-qoruyucu klapan; 3-üfürmə üçün hava; 4-fotoelement; 5-ölçmə kameri;

6-kalibrləyici süzgəc; 7-işlənmiş qaz axını; 8 və 9-əl dəstəyinin kalibrləmə və işçi vəziyyətləri;

10-işlənmiş qazlareın cihazdan çıxışı; 11-qapayıcı klapan; 12-işlənmiş qazların cihaza girişi.

Adı çəkilən hər iki metodda elektik cərəyanının dəyişməsinin müqayisəsi aparılır. Birnici

metodda işıq selinin eyni uzunluğa malik işlənmiş qazlar və təmiz hava sütunundan keçməsi zamanı

elektrik cərəyanının dəyişməsi müqayisə olunur. İkinci metodda isə işıq selinin təmiz və çirklənmiş

süzgəcdən keçməsi zamanı elektrik cərəyanının dəyişməsi müqayisə edilir.

Dizel mühərrıklərinin qərarlaşmış rejimlərdə sınağı aparılan zaman hər iki növ cihazlardan

istifadə oluna bilər. Optik metoda əsaslanan cihazlardan tüstüölçənlərdən, opasimetrlərdən,

nefelometrlərdən, süzgəcləmə metoduna əsaslanan cihazlardan isə qurumölçənlərdən daha çox istifadə

olunur.

Qərarlaşmamış rejimlərdə dizellərin işlənmiş qazlarının tüstülüyünü yalnız optik metodla işləyən

cihazlarla ölçmək olar. Çünki süzgəcləmə metodu ilə işləyən cihazlar rejimdən rejimə keçid zamanı

işlənmiş qazların tüstülüyünün fasiləsiz dəyişməsini izləyə bilmir. Müasir cihazlarda işlənmiş qazların

maksimal qiyməti avtomatik olaraq qeydə alınır.

Tüstülük ya ―Hartridge‖ şkalası üzrə qeyri-şəffaflıq faizi ilə, ya da ―Bosch‖ şkalası üzrə

tüstülük vahidi ilə ölçülür. Bir ölçü vahidindən digərinə keçmək üçün köklənmə cədvəllərindən istifadə

olunur (cəd.9.1). Hər iki metodun bir-birindən prinsipial fərqi ondan ibarətdir ki, qeyri-şəffaflıq

aerozolun (qurumlu hissəciklərin, yanmamış karbohidrogenlərin və su buxarının) dispersliyindən,

süzgəclərin qaralma dərəcəsi isə təkcə dispers hissəciklərin kütləsindən asılıdır.

56

Şək.9.4. Süzgəcləyici qurumölçənin prinsipial və elektrik sxemləri:

1-işlənmiş qazların girişi; 2-süzgəc; 3 və 5-porşenin ilkin və son vəziyyətləri; 4-kamer; 6-yay;

7-cərəyan mənbəyi; 8-işıq mənbəyi; 9-ampermetr; 10-fotoverici.

Cədvəl 9.1.

İşlənmiş qazların tərkibindəki qurumun miqdarı ilə tüstülüyün ölçü vahidi arasındakı nisbətlər

Qurum

q/m3-lə

BOSCH

vahidi ilə

Hartridge

vahidi ilə

% m-1

0

0.025

0.050

0.100

0.1250

0.2125

0.325

0.430

0.650

0.675

0.750

0.950

0

0.9

1.75

2.6

3.3

3.85

4.6

5.15

5.7

6.05

6.35

7.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

85

90

94.5

0

0.245

0.519

0.829

1.188

1.612

2.131

2.800

3.743

4.412

5.355

6.900

Optik tüstüölçənlərin ən vacib xarakteristikası onun effektiv bazasının uzunluğudur. Müxtəlif

effektiv bazaya malik tüstüölçənlərlə aparılmış ölçmələrin nəticələri də müxtəlif olur. Effektiv bazanın

qiyməti böyük olduqca işlənmiş qazların tüstülüyü də böyük olur. Çünki effektiv baza böyük olduqca,

işıq şüasının işıqlanma mənbəyindən qəbulediciyədək keçdiyi yol da böyüyür, işığın udulması güclənir

və qəbulediciyədək gəlib çatan işıq şüası da zəifləyir.

57

Optik tüstüölçənlər üçün işlənmiş qazlardan götürülmüş nümunənin termostatlaşdırılması da

mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Bu zaman cihazın ölçmə kamerindəki qaz nümunəsinin temperaturu

müəyyən diapazonda saxlanılır. Çünki, nümunənin temperaturu çox aşağı düşdükdə onun tərkibindəki

su buxarları kondensasiya olunduğundan işlənmiş qazların tüstülüyünün həqiqətə uyğun olmayan

qiymətlərə qədər artımı baş verir.

Nəzərə almaq lazımdır ki, bu və ya digər tədbirlərin mühərrikin ekoloji göstəricilərinin

yaxşılaşdırılmasındakı səmərəliliyi haqqında yekun qərarı ancaq standartlaşdırılmış sınaqların

nəticələrinə əsasən vermək olar. Cəd.9.2-də mühərriklərin konstruksiyasının ekoloji səviyyəsinin

qiymətləndirilməsi zamanı istifadə olunması tövsiyə olunan ölçmə metodları və vasitələrinin siyahısı

verilmişdir.

Cədvəl 9.2.

Normalaşdırılan göstərici

İşarəsi

Ölçmə vasitəsi

Ölçmə metodu

Mühərriklər

Məcburi

alışdırmalı

Özüalış-

dırmalı

1. DYM-nin işlənmiş qazları ilə atılan

zərərli maddələrin xüsusi tullantı

miqdarı, q/(kVt.saat) -la

gi

- azot oksidləri NOx Qazoanali-

zator

Hemilyumi-

nesentli

+

+

- dəm qazı CO Qazoanali-

zator

Qeyri-

dispersion

infraqırmızı

+

+

- karbohidrogenlər CnHm Qazoanali-

zator

Alovlu-

ionlaşma

+

+

- dispers hissəciklər PM Tunel Qravimetrik - +

2. DYM-nin işlənmiş qazlarının

tüstülüyü, %-lə

N

Tüstüölçən,

qurumölçən

- qərarlaşmış rejimlərdə Nmax Tüstüölçən,

qurumölçən

Optik,

süzgəcləyici

-

+

- qərarlaşmamış rejimlərdə Nf Tüstüölçən Optik - +

58

10-cu mühazirə

10. DĠZEL MÜHƏRRĠKLƏRĠNĠN ĠġLƏNMĠġ QAZLARININ ZƏHƏRLĠLĠYĠNĠN

AZALDILMASI YOLLARI.

10.1. ĠġÇĠ PROSESƏ TƏSĠR GÖSTƏRMƏKLƏ ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN ZƏHƏRLĠLIYĠNĠN

AZALDILMASI.

DYM-nin işlənmiş qazları ilə birgə ətraf mühitə atılan zərərli maddə tullantılarının miqdarını həm

onların bilavasitə yaranması zamanı, yəni işçi prosesin gedişində, həm də işlənmiş qazların tərkibində

olan bu maddələrə təsir göstərməklə azaltmaq mümkündür.

Mühərrikin silindrində yanacağın yanması prosesində zərərli maddələrin yaranması reaksiya baş

verən həcmdə temperatur və konsentrasiya sahələrinin fəzada və zaman ərzində qeyri-yekcins olması

ilə əlaqədardır. Bu qeyri-yekcinslik yanacaq, hava və yanıcı qarışıq verilişinin hidroqazodinamiki

xarakteristikalarından, istilik ayrılma və istlikötürmə proseslərindən, habelə reaksiya gedən həcmdə

baş verən kütlə mübadiləsindən asılıdır.

Deyilənlərdən belə çıxır ki, yanacaq verilişi və qaz mübadıləsi xarakteristikalarında, qaz

mübadiləsi və yanacaqvermə sistemlərinin və yanma kamerinin həndəsi ölçülərində, formasında,

materialında və səthində edilən istənilən dəyişikliklər işçi proses ərzində baş verən maddələrin

yaranması və parçalanması proseslərinə təsir edəcək. Bu isə öz növbəsində işlənmiş qazların tərkibinin

dəyişməsinə gətirib çıxarır.

Bununla əlaqədar daxili yanma mühərriklərində konstruktiv-tənzimləmə dəyişikliklərinin

mümkün olan bütün variantlarını nəzərdən keçirmək qeyri-mümkündür. Bu səbəbdən ancaq

mühərrikin konstruksiyasında və tənzimlənməsində, habelə yanacağın fiziki-kimyəvi göstəricilərində

edilən əsas dəyişikliklərə baxaq.

10.2. DĠZEL MÜHƏRRĠKLƏRĠNDƏ TƏNZĠMLƏMƏ PARAMETRLƏRĠNIN

ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN ZƏHƏRLĠLĠYĠNƏ TƏSĠRĠ.

Hava qarıĢığının temperatur və təzyiqinin təsiri. Hava qarışığının temperatur və təzyiqi

silindrə doldurulan havanın miqdarına və oradakı başlanğıc temperatura təsir edir. Son nəticədə bu

soyuq divaryanı zonanın ölçülərini, silindrdəki təzyiqin və yanacağın ilkin porsiyalarının yanma

temperaturunun qiymətlərini müəyyənləşdirir. Azot oksidlərinin yaranması termiki təbiətli olduğundan

hava qarışığının temperaturunun və müvafiq olaraq, silindrə yanacaq verilişinin başlanğıc anında

oradakı temperaturun yüksəlməsi nəticəsində işlənmiş qazlardakı NOx emissiyası artır.

Mühərriklərdə üstəlik üfürmə tətbiq olunduqda sikllik yanacaq verilişinin maksimal miqdarını

artırmaq mümkün olur. Bu isə öz növbəsində mühərrikin gücünün və siklin orta effektiv təzyiqinin

yüksəlməsinə səbəb olur. Üstəlik üfürməli dizellərdə xarici sürət xarakteristikası rejimlərində hava

artıqlıq əmsalının qiyməti 2271 .. -yə çatır. Halbuki, üstəlik üfürməsi olmayan, birbaşa

püskürməli dizellərdə 5131 .. , bölünmüş kamerli dizellərdə isə 351151 .. hədlərində olur.

Üstəlik üfürmənin tətbiqi işlənmiş qazlardakı azot oksidi emissiyasına birmənalı təsir göstərmir. Belə

ki, bir tərəfdən üstəlik üfürmədə hava artıqlıq əmsalı böyüdüyündən (yəni, yanıcı qarışıq

kasıblaşdığından) azot oksidi emissiyası azalır, digər tərəfdən isə sorma zamanı havanın temperaturu

yüksək alındığından azot oksidi emissiyasının artımı müşahidə olunur.

Azot oksidlərinin miqdarını azaltmaq üçün daxil olan işlənmiş qazların istiqamətini tənzimləyən

turbokompressorlardan istifadə olunur (şək.10.1). Üstəlik üfürmə təzyiqi lazım olan həddən yüksək

olduqda belə turbokompressorlarda havanın müəyyən hissəsi kompressor çarxından dolayı kanalla

hava axınının istiqamətini dəyişən klapana tərəf yönəldilir. Təzyiq altında klapan açılır və xaric

olunan qazların bir hissəsini turbin çarxına daxil olmadan birbaşa xaricetmə borusuna yönəldir.

Nəticədə turbin çarxına yönəldilən xaric qazlarının miqdarı azaldığından həm turbin, həm də

kompressor çarxlarının dövlər sayı aşağı düşdüyündən üstəlik üfürmə təzyiqi də azalır. Belə

turbokompressor azot oksidinin ən çox miqdarda yarandığı maksimal burucu moment rejimində hava

artıqlıq əmsalının böyük qiymətini təmin edir və eyni zamanda mühərrikin xarici sürət xarakteristikası

59

üzrə işi zamanı nisbətən yüksək dövrlər sayında üstəlik üfürmə təzyiqinin tələb olunandan çox

olmasının da qarşısı alınır.

Son zamanlar daha dəqiq tənzimləməni təmin etmək üçün kompressor çarxları pərlərinin

meyletmə bucaqlarını və kompressor çarxı tərəfindən sıxılmış havanın silindrədək olan yolunun

uzunluğunu avtomatik dəyişən sistemlərə malik turbokompressorlardan istifadə olunur.

Şək.10.1. Hava axınının istiqamətini dəyişən turbokompressorun prinsipial sxemi:

1-kompressor çarxı; 2-turbin çarxı; 3-işlənmiş qazların çıxışı; 4-işlənmiş qazlar

axınının yolunu dəyişən klapan; 5-dolayı kanal; 6-havanın girişi.

Üstəlik üfürmənin tətbiqi zamanı hava artıqlıq əmsalının () qiyməti böyüsə də alovun divaryanı

sönmə zonalalarının həcmi ümumi temperatur rejiminin yüksəlməsi üzündən kiçilir. Sikllik yanacaq

verilişi azaldıqda, yəni mühərrik aralıq yük rejiminə keçdikdə turbokompressor vurulan havanın

miqdarını avtomatik olaraq azaldır. Bu, həm turbokompressor çarxlarının fırlanma tezliklərinin

azalması, həm də yüksək təzyiqli yanacaq nasosu pnevmokorrektorunun məhdudlaşdırıcı hərəkəti

sayəsində baş verir. Beləliklə, aralıq yük rejimlərində də alovun divarboyu sönmə zonalarının həcmi

artmır. Bütün bunlar karbohidrogenlər emissiyasının azalmasını təmin edir. İşlənmiş qazların

tərkibindəki karbon-2-oksid emissiyasının və işlənmiş qazların tüstülülüyünün azalması

oksidləşdiricinin, yəni havanın konsentrasiyasının verilən yanacağın miqdarı ilə müqayisədə artması ilə

əlaqədardır.

Üstəlik üfürmənin tətbiqi zamanı vurulan hava axınının aralıq soyudulması da təmin edilməlidir.

Bu məqsədlə aralıq soyuduculardan (ingiliscə ―intercooler‖ — interkuler) istifadə olunur. Aralıq

soyuducular kompressordan çıxan havanın temperaturunu 110÷170C-dən 50÷70C-yə qədər

azaltmağa imkan verir. Mühərrikin işçi prosesinin təşkilinin xüsusiyyətlərindən asılı olaraq hava

qarışığının temperaturunun 10C aşağı salınması azot oksidləri tullantılarının miqdarını 10 %-ə qədər

azaltmağa imkan verir.

Doldurma və iĢlənmiĢ qazların xaricetmə sistemlərinin müqavimətinin təsiri. Məlumdur ki,

havanın kütlə sərfini, silindrdəki qalıq qazların miqdarını və temperaturunu hava doldurma və işlənmiş

qazların xaricetmə sistemlərinin müqaviməti müəyyənləşdirir. Odur ki, hava doldurma və işlənmiş

qazların xaricetmə sistemlərinin müqavimətinin işlənmiş qazların tərkibinə təsiri xarakteri elə silindrin

doldurulması zamanı havanın təzyiq və temperaturunun təsir xarakteri ilə eynidir.

Sürət rejiminin təsiri. Sürət rejimi həm silindrdəki havanın hərəkət xarakterinin, həm də işçi

proses üçün ayrılan vaxtın dəyişməsini müəyyən edir. Burada əsas problem sikllik yanacaq verilişi ilə

hava sərfinin düzgün uzlaşdırılmasıdır.

Dirsəkli valın fırlanma tezliyinin qeyri-müntəzəmliyi də sürət rejiminin təsirinin təzahürüdür. Bu,

həm işçi taktların növbəliliyi, həm də aqreqatların təsirinin periodikliyi üzündən burucu momentin

dirsəkli valın dönmə bucağı üzrə qeyri-müntəzəm alınmasının nəticəsidir. Adı çəkilən qeyri-

müntəzəmlik nazimçarx tərəfindən əsasən aradan qaldırılır. Lakin, ətraf mühitin mühafizəsi üzrə

tədbirlər getdikcə daha da sərtləşdirildiyindən dizelin sürət rejiminin daha dəqiq saxlanması tələb

olunur. Bu tələb isə adətən burucu rəqslərin dempferləri hesabına yerinə yetirilir.

Qərarlaşmış rejimlərdə hava sərfi ilə sikllik yanacaq verilişi arasındakı lazımi asılılıq yanacaq

verilişi və qaz mübadiləsi sistemlərinin müvafiq tənzimləmələrinin seçilməsi hesabına saxlanılır. Lakin

60

keçid rejimlərində yuxarıda göstərilən asılılıq pozula bilər. Buna səbəb qaz mübadiləsi sisteminin

(havatəmizləyici, sorma kollektoru, turbokompressor, aralıq soyuducu, sorma kanalları və klapanları)

ətalətliliyi və müqavimətidir. Sikllik yanacaq verilişi demək olar ki, ani olaraq dəyişir. Nəticədə,

dizelin yükünün və ya dövrlər sayının artması ilə əlaqədar keçid rejimlərində hava artıqlıq əmsalının

zənginləşməsi baş verir. Bu isə işlənmiş qazların tüstülülüyünün artmasına səbəb olur. Aydındır ki,

dizelin yükünün və ya sürət rejiminin yavaş dəyişməsi yanacaq və hava arasındakı optimal nisbətin

mümkün qədər qorunmasına xidmət edər.

Yanacaqvermə sisteminin tənzimləmə xarakteristikaları yanacaq şırnağının yanma

kamerindəki inkişaf xarakterini, yanacağın tozlandırılma intensivliyini, yanacaq damlalarının

dispersliyini, hava ilə yanacağın qarışma prosesinin sürətini müəyyənləşdirir.

Sikllik yanacaq verilişinin miqdarı yanacağın alışmasının gecikməsini, onun alışma hədlərindən

aşağı və yuxarıda yerləşən hissəsinin miqdarını təyin edir. Yəni, sikllik yanacaq verilişinin işlənmiş

qazların tərkibinin dəyişməsinə təsirini birmənalı olaraq qiymətləndirmək mümkün deyil. Çünki, hər

şey digər parametrlərin də qiymətindən asılı olacaq. Lakin bunu qeyd etmək olar ki, sikllik yanacaq

verilişi artdıqca NOx emissiyası və tüstülülük də artacaq, CO və CH tullantıları isə orta yük

zonalarında ən minimal qiymətə malik olacaqlar. Yükə görə forsirə edilmiş dizellərdə isə 90 %-dən

yüksək yük rejimlərində NOx emissiyasının azalması müşahidə edilə bilər.

Yanıcı qarışığın hazırlanması və yanması proseslərinin inkişaf xarakterinə təsir edən əsas

amillərdən biri də yanacağın püskürülməsinin maksimal təzyiqidir (maxyp ). Yanacağın püskürülmə

təzyiqinin yüksəldilmiş (100 MPa-a qədər), yüksək (150 MPa-a qədər) və çox yüksək (150÷250 MPa)

qiymətlərinin tətbiqi akkumulyatorlu yanacaq püskürmə sistemindən və nasos-injektorlardan istifadəni

labüd etdi (şək.10.2, 10.3). Akkumulyatorlu yanacaq püskürmə sistemində yüksək təzyiqli yanacaq

zonası verilən yanacağın püskürülmə momentini və miqdarını idarə edən zonadan ayrı olur. Belə

yanacaq sistemlərindən biri Common Rail, yəni ―ümumi magistral‖ adlanır.

Adi yanacaqvermə sistemlərində maxyp -un yüksəldilməsi sistemin ayrı-ayrı hissələrinin —

yanacaq borularının, injektorların, tozlandırıcıların, yüksək təzyiqli yanacaq nasoslarının yumruqlu

vallarının daha çox yüklənməsinə gətirib çıxarır. Nəticədə sürtünən cütlərin yeyilməsi, hissələrin

dağılması sürətlənir, yüksək təzyiqli yanacaq nasosu intiqalında mexaniki itkilər və dirsəkli valın

fırlanmasının qeyri-müntəzəmliyi artır.

Akkumulyatorlu yanacaq püskürmə sistemləri hələ XX əsrin 20-ci illərində yaradılmışdır. O

vaxtlar bu sistemlər yanacaq püskürmənin idarə olunması prinsipi ilə seçilirdilər. Onların bəzilərində

soplo deşiyi hərəkəti qazpaylama valından alan çiyinliyin təsiri ilə, digərlərində isə injektor yaylarının

seçimi hesabına açılırdı. Son zamanlar yanacağın püskürülməsində elektron idarəetmənin tətbiqi

akkumulyatorlu yanacaq püskürmə sistemlərinin inkişafına yeni təkan verdi. Hаl-hazırda тətbiq edilən

Common Rail yanacaq sistemlərinin böyük əksəriyyətində injektorların açılmasını solenoidlər idarə

edir. Тоyоtа şirkətinin istehsalı olan D-4D Clean Power dizelində isə pyezoelementlər yanacaq

püskürmə prosesini ani olaraq idarə edirlər. Bu dizelin hər bir injektoru keramik pyezoelektrik

elementlər bloku ilə təchiz olunub. Dövrəyə gərginlik verildikdə elementlər ani olaraq genişlənərək

injektoru çox tez açır. Pyezoelementlərin yüksək sürətli təsiri və ümumi magistraldakı yüksək təzyiq

sikllik yanacaq dozasının çox kiçik vaxt ərzində, həm də bir neçə dəfəyə püskürülməsinə imkan

yaradır. Bu, püskürmənin xarakteristikasını yaxşılaşdırır, yanacağın çoх narın tozlanmasına və

yanmanın səmərəli olmasına kömək edir.

Hazırda Common Rail yanacaq sistemləri ilə nasos-injektorlar bərabər səviyyədə rəqabət aparırlar.

Мəlum olduğu kimi, nasos-forsunkalarda püskürmə qanunauyğunluğu kanalların en kəsik sahələri və

yayların sərtliklərindən asılı olaraq birdəfəlik verilir. Bu səbəbdən nasos-forsunkalarda ancaq

püskürmənin başlanğıcını və yanacaq verilişinin miqdarını dəyişmək mümkündür.

Hər iki yanacaqvermə sistemi yanacaq püskürmənin maksimal təzyiqini xeyli yüksəldə

bildiyindən yanacaq daha narın tozlandırılır. Bu isə yanıcı qarışığın daha yaxşı hazırlanmasına,

yanacaq damlalarının tez qızıb buxarlanmasına və daha tam yanmasına səbəb olur. Nəticədə

qurumun əmələ gəlməsi azalır, azot oksidlərinin emissiyası isə artır (şək.10.4). Azot emissiyasının

azaldılması isə yanacaq verişinin gecikdirilməsi hesabına mümkün olur.

61

a)

b)

Şək.10.2. Common Rail yanacaq vermə sisteminin prinsipial sxemi və onun injektoru:

a) 1-akselerator; 2-sərf olunan hava; 3-sorma borusundakı təzyiq; 4-sinxronlaşdırıcı; 5-

temperatur vericisi; 6-yanacaq çəni; 7-yanacaq süzgəci; 8-aşağı təzyiqli yanacaq nasosu

(ATYN); 9-yüksək təzyiqli yanacaq nasosu (YTYN); 10-magistrala daxil olan yanacağın

miqdarını dozalandıran klapan; 11-ümumi magistral; 12-magistraldakı təzyiqi idarə edən klapan;

13-electron idarəetmə bloku; 14-idarə olunan klapanlı forsunka; b) 1-elektromaqnitli klapan; 2-

solenoid; 3-mil; 4-qapayıcı iynə; 5-çoxdeşikli tozlandırıcı

Şək.10.3. Nasos-injektor:

1-plunjer; 2-elektromaqnit klapan; 3-geri qaytarma kanalı; 4-doldurma kanalı; 5-porşen; 6-

yanma kameri; 7-çoxdeşikli tozlandırıcı; 8-qapayıcı iynə; 9-qazpaylayıcı val; 10-diyircək;

11-çiyincik.

Şək.10.4. Yanacağın püskürülməsinin maksimal təzyiqinin (maxyp ) azot oksidlərinin xüsusi tullantısına

62

təsirı.

Yanacağın püskürülməsinin başlanğıc təzyiqinin artırılması yanacaq püskürmənin təzyiqinin

yüksəldilməsi üsullarından biridir. Bu, yanacaq damlalarının ölçülərini kiçiltməyə imkan verir və

yanacaq verilişinin kəskin qurtarmasını təmin edir. Nəticədə püskürmənin sonundakı yanacaq

sızmalarının qarşısı alınır, yanma prosesi xeyli yaxşılaşır, işlənmiş qazların tüstülülüyü azalır, azot

oksidləri emissiyası isə artır.

Azot oksidlərinin yaranmasına ən güclü təsir göstərən amil yanacağın yanma kamerinə

püskürüldüyü momentdir. Bu moment püskürmənin tezləşdirmə bucağı adlanan parametrlə ifadə

olunur () (şək.10.5). bucağı kiçik olduqca, yəni yanacağın yanma kamerinə püskürülməsi

gecikdirildikcə, silindrdəki havanın temperaturu yüksək olur. Bu, alışmanın gecikmə periodunu

azaltdığından həmin müddət ərzində hava ilə qarışan yanacağın miqdarı da azalır. Nəticədə azot

oksidləri emissiyasının maksimal qiymətlər aldığı kinetik mexanizm üzrə yanan yanacaq-hava

qarışığının miqdarı da azalacaq. Yanacağın daha böyük miqdarının diffuziyalı rejimdə yanması isə

işlənmiş qazların tərkibindəki azot oksidlərinin mümkün qədər az olacağını göstərir. Lakin diffuziyalı

yanmanın üstünlük təşkil etməsi eyni zamanda işlənmiş qazların tərkibindəki natamam yanma

məhsullarının və tüstülülük dərəcəsinin artacağından xəbər verir.

Şək.10.5. İşlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin xüsusi tullantılarının və

konsentrasiyalarının yanacaq püskürmənin tezləşdirmə bucağından

asılılığı.

Bu halda iki müxtəlif yanaşmadan istifadə olunur: ya püskürmənin tezləşdirmə bucağının

mühərrikin işinin bütün sürət və yük rejimləri üçün sabit həndəsi qiymətinin (h) təmin edilməsi, ya da

h-ın qiymətini yuxarıda göstərilən iki amildən asılı olaraq dəyişən qurğulardan istifadə olunması.

İkinci hal yanacağın püskürülməsini qabaqlayan avtomat muftaların tətbiqi yolu ilə reallaşa bilər. Belə

muftalar ya yüksək təzyiqli yanacaq nasosu ilə onun intiqalının valı arasında, ya da nasos intiqalının

dişli çarxında quraşdırıla bilər. Bu halda h bucağının dirsəkli valın fırlanma tezliyindən asılı olaraq

dəyişmə xarakteri üç cür ola bilər: 1) h-ın nominal və aralıq sürət rejimləri üçün qeyd edilmiş 2

qiymətinin götürülməsi; 2) h-ın qiymətinin dirsəkli valın fırlanma tezliyinə mütənasıb olaraq

dəyişməsi; 3) h üçün birinci və ikinci variantlar arasında aralıq qiymətin götürülməsi.

Qurumun yaranma prosesinə porşen YÖN vəziyyətini keçdikdən sonra yanacaq verilişinin

müddəti kimi amil çox əhəmiyyətli təsir göstərir. Yanacaq verilişi gec qurtardıqca, porşen genişlənmə

taktı üzrə xeyli yol qət etdiyindən silindrdəki temperatur azaldığı üçün aşağı temperarurlarda yanan

yanacağın miqdarı da artır. Nəticədə yaranmış qurumun oksidləşməsinin kimyəvi reaksiyalarının sürəti

azaldığından qurum və karbohidrogenlərin işlənmiş qazlardakı miqdarı artır.

10.3. DĠZELLƏRDƏ KONSTRUKTĠV DƏYĠġĠKLĠKLƏRĠN ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN

ZƏHƏRLĠLĠYĠNƏ TƏSĠRĠ.

Daxili yanma mühərriklərində yanıcı qarışığın hazırlanma üsülu onun texniki-iqtisadi və ekoloji

göstəricilərinə əhəmiyyətli təsir göstərir (şək.14.6).

Bu hər bir tip üçün yanacaqvermə, yanıcı qarışığın hazırlanması, alışma, alovun inkişafı və yanma

63

prosesləri xarakteristikalarının xüsusiyyətləri ilə özünü biruzə verir. Birbaşa püskürməli daxili yanma

mühərriklərindən fərqli olaraq bölünmüş kamerli (ön və ya burulğan kamerli) dizel mühərrikləri əlavə

kamerdə zənginləşdirilmiş yanıcı qarışığın əmələ gəlməsi, əsas yanma kamerində yanıcı qarışığın

yaranmasının davam etməsi və yanıb qurtarması ilə xarakterizə olunur. Məhz buna görə əlavə kamerdə

çoxlu miqdarda natamam yanma məhsulları yaransa da, onlar yüksək turbulentlik təmin edildikdə əsas

yanma kamerində, demək olar ki, bütünlüklə yanıb qurtarırlar. Digər tərəfdən hava çatışmazlığı

üzündən əlavə kamerdə çox az miqdarda azot oksidləri yaranır. Əsas yanma kamerində yanıb qurtarma

uzandıqda da yanma məhsullarındakı oksigenin konsentrasiyasının artmasına baxmayaraq yanma

temperaturunun aşağı düşməsi azot oksidi emissiyasının artımına mane olur.

Bölünmüş kamerli dizellərin mənfi cəhəti yanma kamerinin səthinin sahəsinin onun həcminə olan

nisbətinin böyük olmasıdır.

a) b) c) d)

Şək.10.6. Dizel mühərriklərinin yanma kamerlərinin sxemləri:

a) ön kamerli: 1-ön kamer; 2-közərtmə şamı; 3-forsunka; b) burulğan kamerli: 1-

burulğan kamer; 2-forsunka; 3-közərtmə şamı; 4-porşen; c) açıq ―Hesselman‖

kamerli: 1-porşen; 2-yanma kameri; 3-forsunka; d) MAN kamerli: 1-porşen; 2-yanma

kameri; 3-forsunka.

Bu, yanma kameri divarlarına verilən istilik itkilərini artırır. Bundan başqa yanıcı qarışığın əlavə

kamerdən əsas yanma kamerinə keçidi zamanı hidravlik itkilər də baş verir. Nəticədə bölünmüş

kamerli dizellərin qənaətliliyi birbaşa püskürməli dizellərinkindən pis olur.

Yanma kamerinin həndəsi forması silindrdəki havanın hərəkətinin xarakteristikasını, yanacaq

şırnağının ilkin inkişaf həcmini və yanıcı qarışığın hazırlanma üsulunu müəyyən edir. Birbaşa

püskürməli, Hesselman tipli açıq yanma kamerli dizellərdə həcmi qarışdırma üsulu həyata keçirilir.

Bu mühərriklərdə bütün sikllik yanacaq yanma kameri həcminə verilir və orada da yanır. Yarımaçıq

tipli (yarımsferik, -şəkilli, ЦНИДИ tipli və s.) yanma kamerinə malik dizellərdə həcmi-təbəqəli

qarışdırma həyata keçirilir. Bu tip dizellərdə sikllik yanacağın az bir hissəsi yanma kamerinin səthinə

verilir və divardan aldığı istiliyin təsiri ilə buxarlanaraq hava ilə qarışır və yanır. Yanacağın əsas

hissəsi isə yanma kameri həcminə verilir və elə orada da yanır. Yarımaçıq tipli yanma kamerinə malik

(MAN tipli) dizellərdə isə təbəqəli qarışdırma həyata keçirilir. Texniki ədəbiyyatda ―M-proses‖lə

işləyən dizellər adlanan bu mühərriklərdə sikllik yanacağın əsas hissəsi yanma kamerinin səthinə

verilir, cəmi 5 %-ə qədəri isə yanma kamerinin həcminə verilərək orada yanır və yanacağın yanma

kamerinin səthinə püskürülmüş hissəsi tədricən buxarlanaraq yanmada iştirak edir. Nəticədə işçi

prosesin ―sərtlik‖ dərəcəsi azalır, mühərrik daha səssiz işləyir.

Yanıcı qarışığın hazırlanma üsullarının hər birinin həm müsbət, həm də mənfi cəhətləri vardır.

Zərərli maddələrin yaranması nöqteyi-nəzərindən həcmi qarışdırma zamanı işlənmiş qazların

64

tərkbindəki natamam yanma məhsullarının miqdarı ən az olur. Təbəqəli qarışdırma zamanı isə azot

oksidi tullantıları minimal miqdarda olur. Həcmi-təbəqəli qarışdırma üsulu aralıq vəziyyətdə qərar

tutur.

Tozlandırıcının həndəsi forması yanacaq şırnağının inkişaf xarakterini, yəni şırnağın sayını,

konusluq bucağını, yanacaq damlalarının dispersliyini, püskürmə uzunluğunu və s. müəyyən edir.

Tozlandırıcının ucluq (soplo) deşiklərinin burğulama, lazer şüasının və ya elektrik qövsünün

köməyilə açılmasının da böyük təsiri var. Belə ki, deşik divarlarının hamar olması yanacaq şırnağına

göstərilən müqaviməti xeyli azaldır və yanacağın tozlandırılması keyfiyyətini yüksəldir. Ucluq

deşiklərinin hidrocilalama üsulu ilə emalı da yanacaq məşəlinin yanma kamerindəki inkişafına müsbət

təsir göstərir və bu natamam yanma məhsulları olan karbohidrogen və qurum tullantılarının

azalmasına səbəb olur.

Yanacaq şırnağı tozlandırıcıda, onun iynəsi ilə gövdəsi arasındakı araboşluğundan keçərkən

formalaşmağa başlayır. Burada əsas rolu iynənin ucunun həndəsi parametrləri — konusların sayı,

hündürlüyü və bucaqları oynayır (şək.10.7). Belə ki, ümumilikdə tozlandırıcının həndəsi forması

yanacaq şırnağının yanma kameri həcmindəki inkişafını müəyyənləşdirir. Qapalı tipli tozlandırıcılarda

hətta iynəaltı quyunun həcmi də müəyyən təsirə malikdir. Belə ki, hər yanacaq dozasının

püskürülməsindən sonra iynəaltı quyuda qalan yanacağın miqdarı az olduqca, karbohidrogen

emissiyası da azalır.

a) b)

Şək.10.7. Dizel injektorları tozlandırıcılarının sxemləri:

a) qapalı ştiftli; b) qapalı iynəli.

Yanacaqvermə sisteminin bütün parametrləri bir-birilə əla-qəlidirlər. Bu parametrlərdən biri də

tozlandırıcının hidravlik xarakteristikasıdır. O tozlandırıcının effektiv keçid sahəsinin (μf) (və ya

yanacaq sərfinin – Q) iynənin qalxma hündürlüyündən asılılığını göstərir. Tozlandırıcının effektiv

keçid sahəsi böyüdükcə yanacağın püskürülməsinə ayrılan vaxtı azaltmaq imkanı yaranır. Bu isə o

deməkdir ki, yanacaq püskürmənin tezləşdirmə bucağını kiçiltmək olar. Nəticədə işlənmiş qazların

tərkibində olan azot oksidləri tullantısının miqdarı xeyli azalır.

Tozlandırıcının ucundan porşenin təpəsinə qədər olan məsafə yanacaq məşəlinin zirvəsi ilə

porşen təpəsi səthinin təmas nöqtəsini müəyyən edir. Bu, yanmanın səmərəli təşkili nöqteyi nəzərindən,

xüsusilə də yarımaçıq tipli yanma kamerinə malik dizellər üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir.

Sorma və xaric kanalları və klapanlarının həndəsi forması və sayı hava axınının

aerodinamikasını, yəni onun burulğanlığını və ona göstərilən müqaviməti müəyyən edir. Tangensial və

vintvari sorma kanallarından istifadə etməklə hava axınının lazımi formalı hərəkətini təşkil etmək

mümkündür.

Sorma kanalları və klapanlarının profilləşdirilməsi silindrin doldurma əmsalını yüksəltməyə və

yanma kamerinin qalıq qazlardan təmizlənməsini yaxşılaşdırmağa imkan verir. Bütün bunlar

yanacağın tam yanmasını təmin etdiyindən natamam yanma məhsulları tullantılarının miqdarı azalır.

Lakin paralel olaraq azot oksidi emissiyası da artır. Buna baxmayaraq müasir dövrdə iki klapanlı

silindlər başlığından üç, dörd, beş və altı klapanlı silindrlər başlığına keçid tendensiyası hökm sürür.

Porşen və porşen üzüklərinin yan səthlərinin həndəsi forması silindr divarlarından yanma

kamerinə keçən yağın miqdarını müəyyənləşdirir. İşlənmiş qazlardakı karbohidrogenlərin, dəm

qazının, qurumun və dispers hissəciklərin miqdarı isə adı çəkilən parametrdən birbaşa asılıdır.

Porşenüstü araboşluğu porşenin y.ö.n. vəziyyətində alovun sönmə zonasının həcmini müəyyən

edir. Yanacaq şırnağının müəyyən hissəsi porşenüstü araboşluğuna düşdükdə işlənmiş qazların

tərkibindəki natamam yanma məhsulları tullantılarının miqdarı, xüsusilə də karbohidrogen emissiyası

kəskin artır.

65

İşlənmiş qazların resirkulyasiyası işlənmiş qazların müəyyən hissəsinin sorma kollektoruna

qaytarılmasıdır. Bu, dizelin işçi prosesinə təsir göstərməklə onun ekoloji xarakteristikasının

yaxşılaşdırılmasının ən geniş yayılmış üsullarından biridir.

İşlənmiş qazların resirkulyasiyasının tətbiqi nəticəsində:

- işlənmiş qazlarla hava qarışığının istilik tutumu böyüdüyündən maksimal temperatur azalır;

- oksigenin qarışıqdakı konsentrasiyası azaldığından azotun oksidləşmə reaksiyasının sürəti kiçilir.

Son nəticədə işlənmiş qazların tərkibindəki azot oksidləri emissiyası nəzərəçarpacaq dərəcədə

azalır.

Qarışığın istilik tutumunu və qarışıqdakı oksigenin konsentrasiyasını aşağıdakı üsullarla dəyişmək

olar:

1) daxili resirkulyasiya təşkil etməklə. Bunun üçün sorma və xaricetmə klapanlarının eyni

zamanda açıq qaldığı vaxtı artırmaq tələb olunur;

2) qalıq qazlar əmsalını artırmaqla. Buna sıxma dərəcəsini azaltmaqla nail olmaq olar;

3) işlənmiş qazların resirkulyasiyasını təşkil etməklə;

4) hava qarışığını azotla zənginləşdirməklə.

Üstəlik üfürməli dizellərdə resirkulyasiya sisteminin iki müxtəlif sxeminin tətbiqi mümkündür:

1) işlənmiş qazların turbin çarxından sonra götürülüb kompressor çarxından əvvəl sorma

kollektoruna verilməsi;

2) işlənmiş qazların turbin çarxından qabaq götürülüb kompressor çarxından sonra sorma

kollektoruna verilməsi.

İkinci halda resirkulyasiya edilən qaz sorma kollektoruna ya aralıq soyuducudan əvvəl, ya da

sonra verilə bilər. Özü də sorma kollektoruna yönəldilən işlənmiş qazlar qurumtutucu süzgəcdən

keçirilə bilər.

Birinci sxemin ikinci ilə müqayisədə üstünlüyü resirkulyasiya edilən qazların temperaturunun

100÷150˚C az olmasıdır. Bu hava qarışığının nisbətən az qızmasını təmin edir. Bu sxemdə

qurumtutucu süzgəcdən istifadə məqsədəuyğundur, çünki hava qarışığının qurum hissəcikləri ilə

çirklənməsinin qarşısı alınır. Resirkulyasiya edilən qazların sorma kollektoruna kompressor çarxından

əvvəl verilməsi onun aralıq soyuducu vasitəsilə soyudulmasını da təmin edir.

İşlənmiş qazların resirkulyasiyası azot oksidləri emissiyasını azaltsa da, dəm qazı və dispers

hissəciklər kimi natamam yanma məhsulları tullantılarının miqdarını, işlənmiş qazların tüstülülüyünü

artırır, dizelin qənaətliliyini pisləşdirir. Cəm karbohidrogenlərin emissiyası isə resirkulyasıya sisteminin

təşkilindən və dizelin işçi prosesindən asılı olaraq arta və ya azala bilər. Bu səbəbdən dizelin ekoloji

göstəricilərini yaxşılaşdırmaq üçün işlənmiş qazların resirkulyasıyası ilə birgə yanacaq püskürmənin

tezləşdirmə bucağının tənzimlənməsindən də istifadə olunur.

Resirkulyasiya əmsalının real qiyməti 120080 ..Kr hədlərində olur. Yəni işçi qarışığın yalnız

8÷12 %-i işlənmiş qazlardan ibarət ola bilər. İşlənmiş qazlar bu həddən yuxarı olduqda natamam

yanma məhsulları emissiyası və işlənmiş qazların tüstülülüyü artır, dizelin gücü və qənaətliliyi azalır.

Bu özünü xüsusilə də 200.K r qiymətlərində büruzə verir.

Resirkulyasiya əmsalını müxtəlif üsullarla hesablamaq mümkündür. Bunlardan biri silindrə

verilən havanın sərfinin dəyişməsinə əsaslanır. Bu halda faktiki olaraq həcmcə işlənmiş qazlarla əvəz

olunan havanın miqdarı qiymətləndirilir:

1000

resHHr VVK , %,

burada: 0HV -işlənmiş qazların resirkulyasiyası olmadıqda mühərrikə verilən havanın həcmcə

miqdarıdır; resHV -işlənmiş qazların resirkulyasiyası tətbiq olunan zaman mühərrikə verilən havanın

həcmcə miqdarıdır.

Resirkulyasiya olunan işlənmiş qazlar hava sərfini ölçən qurğudan sonra sorma kollektoruna

verilir.

Resirkulyasiya əmsalının hesablanmasının digər üsulunda karbon qazının konsentrasiyasından

istifadə olunur:

66

10022

22

atmxar

atmsor

rCOCO

COCOK , %,

burada: sor

CO2-mühərrikə girişdə hava ilə işlənmiş qazların qarışığının tərkibindəki karbon qazının

konsentrasiyasıdir; xar

CO2-mühərrikin çıxışında işlənmiş qazların tərkibindəki karbon qazının

konsentrasiyasıdir; atm

CO2 -ətraf mühitdəki havanın tərkibindəki karbon qazının konsentrasiyasıdır.

Yanma kameri hissələrinin (əsasən porşenin) səthlərinə nəcib metallardan olan katalizator

örtüyü çəkməklə zərərli maddələrin yaranması və parçalanması proseslərinə təsir etmək mümkündür

(şək.10.8). Lakin dizel mühərriklərində bu az səmərə verir. Belə ki, yanma kamerinin səthi çox tezliklə

qurum qatı ilə örtülür və yanma məhsullarının katalizatorla təmasına son qoyulur.

Porşenin materialı isə dizeldə işçi prosesin gedişinə əhəmiyyətli təsir göstərir. Çuqundan

hazırlanmış porşenin səthinin temperaturu alüminium ərintisindən hazırlanmış porşenlə müqayisədə

yüksəkdir, çünki, alüminiumun istilikkeçirməsi daha yüksəkdir. Deməli, çuqun porşenli dizelin yanma

kamerindəki havanın temperaturu da yüksək olur. Nəticədə çuqun porşendən istifadə etdikdə eyni

rejimlərdə alışmanın gecikmə periodu qısa alınacaq. Onda yanacaq qənaətliliyinə görə yanacaq

püskürmənin tezləşdirmə bucağının optimal qiyməti də 6÷8˚ kiçik olacaq və bu azot oksidləri

emissiyasının azalmasına gətirib çıxaracaq.

Şək.10.8. Yanma kamerini təşkil edən səthlərin katalizator qatı ilə örtülməsi sxemi:

1-örtük çəkilmiş səthlər.

Sıxma dərəcəsinin artması yanma məhsullarının temperaturunun yüksəlməsi ilə müşahidə olunur.

Nəticədə azot oksidi tullantılarının miqdarı artır, karbohidrogen emissiyası isə azalır. CnHm

emissiyasının azalmasına səbəb isə yanma kameri səthinin sahəsinin onun həcminə olan nisbətinin

kiçilməsidir. Digər tərəfdən sıxma temperaturunun artması alışmanın gecikmə periodunun kiçilməsinə

gətirib çıxarır. Nəticədə bu period ərzində hazırlanan yanacaq-hava qarışığının miqdarı da azalır.

Az miqdarda yanacağın kinetik yanması nəticəsində yaranan azot oksidinin miqdarı da azalır. Ona

görə də son nəticələri birmənalı olaraq qiymətləndirmək çətindir. Bir halda NOx emissiyası azala bilər,

digər halda isə artar. Ona görə də bir sıra hallarda hər şey digər amillərlə birgə təsirin cəmindən

müəyyən-ləşə bilər.

Mühərrikin mexaniki itkilərinin azaldılması daha az yanacaq sərf etməklə lazımi gücün

alınmasını təmin edir. Nəticədə işlənmiş qazların tərkibində olan həm natamam yanma məhsulu, həm

də azot oksidi tullantılarının miqdarı, habelə işlənmiş qazların tüstülülüyü azalır. Mexaniki itkiləri

azaltmaq üçün həm köməkçi aqreqatların hərəkətə gətirilməsinə sərf olunan gücün azaldılması, həm də

sürtünməyə işləyən cütlər arasında sürtünmə əmsalının kiçildilməsi ilə əlaqədar tədbirlərdən istifadə

olunur.

10.4. DĠZELLƏRDƏ ĠSTĠFADƏ OLUNAN YANACAQLARIN FĠZĠKĠ-KĠMYƏVĠ

GÖSTƏRĠCĠLƏRĠNĠN ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN ZƏHƏRLĠLĠYĠNƏ TƏSĠRĠ.

Ənənəvi yanacaqların fiziki-kimyəvi xarakteristikaları işlənmiş qazların tərkibinə əhəmiyyətli

67

dərəcədə təsir göstərir.

Məlum olduğu kimi dispers hissəciklərin 65 %-ni metal oksidləri və sulfatlar təşkil edir. Sulfatlar

yanacağın tərkibindəki kükürdün 3 %-nin yanmasından alınır. Qalan kükürdün yanmasından isə

qazşəkilli kükürd oksidləri alınır. Yanacağın tərkibindəki kükürdün miqdarının 0.33 %-dən 0.05 %-ə

qədər azaldılması sulfatların xüsusi tullantı miqdarını 0.05÷0.07 q/(kVtsaat)-dan 0.015 q/(kVtsaat)-a

qədər azaltmağa imkan verir (şək.10.9). Beləliklə, yanacağın tərkibindəki kükürdün miqdarının

azaldılması ilə dispers hissəciklər problemini daha az xərc hesabına həll etmək mümükün olur.

Halbuki, yeni bərk hissəciklər süzgəclərinin layiləndirilməsi və yaradılması daha çox vəsait tələb edir

və bu süzgəclər həm də xaricetmə traktının müqavimətini artırırlar.

Şək.10.9. Yanacağın tərkibindəki kükürdün dispers Şək.10.10. Dizel yanacağının setan

ədədinin

hissəcik tullantılarnın miqdarına təsiri. işlənmiş qazların tüstülüyünə təsiri:

1-yüksək dövrlər sayı və yüklərdə;

2-orta dövrlər sayı və yüklərdə.

Dizel yanacağının setan ədədinin işlənmiş qazların tüstülülüyünə təsiri mühərrikin müxtəlif yük

rejimləri üçün eynidir. Yalnız mütləq qiymətlər fərqlidirlər ki, bu da verilən yanacaq miqdarının

təsirinin güclü olmasının təzahürüdür (10.10).

GeniĢ, ağır və geniĢləndirilmiĢ fraksiya tərkibinə malik yanacaqlar və əmtəəlik neftdən

istifadə olunması əsasən iqtisadi səbəblərdən irəli gəlir. Belə ki, 1 t xam neftdən dizel mühərriki üçün

yanacağın çıxışı xeyli artır. Ağır yanacaqlardan istifadə olunduqda püskürmə təzyiqi yüksəlir,

yanacağın verilmə müddəti artır. Yanacağın özlülüyü artdıqca bu artımlar da böyüyür. Ağır

yanacaqların setan ədədi dizel yanacağınınkına nisbətən azdır. Deməli, belə yanacaqlarla işlədikdə

alışmanın gecikmə periodu böyük olacaq. Bu səbəbdən alışmadan qabaq verilən yanacağın miqdarı

çoxalır və bunun nəticəsi kimi dizelin işinin sərtliyi artır. Ağır yanacaq yavaş sürətlə yandığından

yanma prosesi uzanır, işlənmiş qazların temperaturu yüksək alınır. Dizel yanacağına benzin və kerosin

kimi yüngül fraksiyaları qatmaqla ondan daha aşağı temperaturlarda istifadə imkanı yaranır. Lakin bu

halda işlənmiş qazların tərkibindəki cəm karbohidrogenlərin miqdarı artır. Azot oksidləri emissiyası isə

demək olar ki, dəyişməz qalır. Tərkibindəki yüngül karbohidrogenlərin miqdarı artırılmış yanacaqdan

istifadə olunduqda onun setan ədədi azalır, özüalışma pisləşir.

QazĢəkilli yanacaqlardan dizellərdə yalnız qazodizel prosesi həyata keçirildikdə istifadə oluna

bilər. Belə ki, nə sıxılmış təbii qazı, nə də ki, mayeləşdirilmiş qazı sıxmanın köməyi ilə alışdırmaq

mümkün deyil. Dizelin silindrinə doldurulmuş qazşəkilli yanacağı yalnız ilkin dizel yanacağı dozasının

köməyi ilə alışdırmaq olar. Sıxılmış qaz dizelin sorma kollektoruna verilməklə xarici qarışdırma

üsulunu tətbiq etmək olar. Bu zaman sıxılmış qazın vaxtından qabaq özüalışma təhlükəsi də demək

olar ki, yoxdur, çünki sıxılmış qazın oktan ədədi 136 vahiddir. Mayeləşdirilmiş qazı da dizelin sorma

kollektoruna vermək olar. Bu halda da xarici qarışdırma üsulu tətbiq olunur. Lakin mayeləşdirilmiş

qazı dizel yanacağı ilə birgə birbaşa silindrə vermək də mümkündür. Bu halda daxili qarışdırma həyata

keçirilir. Xarici qarışdırma sıxma dərəcəsi nisbətən aşağı olan mühərriklər üçün məqbul hesab edilir,

çünki mayeləşdirilmiş qazın oktan ədədi 90÷95 vahiddən çox olmur. Daxili qarışdırmanı təşkil etmək

üçün mayeləşdirilmiş qazı dizel yanacağının püskürülmə siklləri arasındakı periodda yüksək təzyiqli

yanacaq boruları vasitəsilə silindrə verilməsi təmin olunur. Bundan ötrü yüksək təzyiqli yanacaq

nasosunun əks klapanının yüksüzləşdirici həcminin seçilməsi hesabına yanacaq borularında müvafiq

seyrəkliyin yaradılması tələb olunur. DYM-də mayeləşdirilmiş qazın verilməsinin hər iki üsulunun

eyni zamanda tətbiqi də mümkündür — bu yanıcı qarışığın hazırlanmasının kombinə edilmiş üsulu

adlanır. Qazşəkilli yanacağın xüsusi forsunka və ya əlavə klapanın köməyi ilə birbaşa yanma kamerinə

püskürülməsi üsulları da mümkündür.

68

Hal-hazırda sıxılmış təbii qazın iştirakı ilə qazodizel prosesinin təşkili dizel yanacağı dozasının

sabit miqdarının təmin edilməsi yolu ilə həyata keçirilir. Bu miqdar mühərrikin nominal iş rejimindəki

sikllik dizel yanacağı verilişinin 18÷20 %-ini təşkil edir. Bu yolla qazodizel prosesini həyata keçirmək

üçün yüksək təzyiqli yanacaq nasosu üzərində elektromaqnit tipli qurğu quraşdırılır. Bu qurğu

mühərrikin qazodizel rejimində işi zamanı yüksək təzyiqli yanacaq nasosu tamasasının yerdəyişməsini

məhdudlaşdırır. Lakin belə sxem dizel yanacağından rasional istifadə etməyə imkan vermir. Çünki

müvafiq dizel yanacağı dozası mühərrikin aşağı yük rejimlərindəki sabit iş şəraitinə görə seçilir. Bu

rejimlər isə yüksək olmayan istilik ayrılması və müvafiq olaraq kasıb qaz-hava qarışıqlarının qeyri-

sabit yanması ilə xarakterizə olunur. Tam yük rejimlərində isə mühərrik dizel yanacağı dozasının daha

az qiymətlərində ( 5 % civarında) də çox sabit işləyə bilir və bununla dizel yanacağının sıxılmış qazla

əvəz olunma əmsalı 95 %-ə qədər yüksəlir.

Qazın dizel mühərrikinin silindrləri üzrə qeyri-bərabər paylanması problemi isə havanın silindrlər

üzrə analoji olaraq qeyri-bərabər paylanması ilə əlaqədardır. Xarici qarışdırma üsulu tətbiq olunduqda

belə qeyri-bərabərlik sorma kanalı və kollektorlarının həndəsi formasından, qazpaylama fazalarının

həqiqi qiymətlərindən, hər bir silindrdəki kompressiyanın qiymətindən, xaricetmə kanallarının

müqavimətindən asılı olur. Göstərilən qeyri-bərabərlik V-şəkilli mühərriklərdə özünü daha bariz

şəkildə ğöstərir. Belə ki, işçi prosesin gedişindəki qeyri-bərabərlik nəinki ayrı-ayrı silindrlərdə, habelə

ayrı-ayrı sıralarda da özünü biruzə verir. Nəticədə həm işlənmiş qazların temperaturunda, həm də

zərərli maddələrin əmələ gəlməsində fərqlər yaranır.

Dizellərdə sıxılmış və mayeləşdirilmiş qazlardan istifadə olunduqda işlənmiş qazların tüstülülüyü

xeyli azalır. Buna səbəb sikl ərzində silindrə verilən və hava ilə nisbətən pis qarışan dizel yanacağının

miqdarının az olmasıdır. Dizel yanacağı həmçinin qurum və bərk sulfatların yaranma mənbəyi

olduğundan qaz yanacaqlarından istifadə olunması adı çəkilən hissəciklərin işlənmiş qazların

tərkibindəki emissiyasının azalmasına səbəb olur. Əsas mənbəyi dizel yanacağının tərkibindəki ağır

molekullu karbohidrogenlər olan qeyri-metan karbohidrogenlərinin miqdarı da azalır. İşlənmiş qazların

tərkibindəki NOx və CO emissiyaları isə həm arta, həm də azala bilər.

Ətraf mühitin mühafizəsi nöqteyi-nəzərindən avtonəqliyyat vasitələrinin ekoloji göstəricilərinə

olan tələblər günü-gündən sərtləşdiyindən tədqiqatçılar işlənmiş qazlarının tərkibində daha az miqdarda

zərərli maddələr olan alternativ yanacaq növləri axtarmaq məcburiyyətindədirlər. Bununla əlaqədar

tərkibi oksigenlə zənginləşdirilmiş yanacaqlardan istifadə müəyyən maraq kəsb edir. Belə yanacaqlara

spirtlər və tərkibində oksigen olan digər alternativ yanacaqlar aiddir.

Yanma məhsullarının və müvafiq olaraq işlənmiş qazların tərkibi ―karbon-hidrogen-oksigen‖

nisbətindən asılıdır. Yanacağın tərkibində oksigen (O2) molekulunun olması natamam yanma

məhsulları tullantılarının və işlənmiş qazların tüstülülüyünün kəskin azaldılmasına imkan yaradır.

Oksigenin yanacaqdakı kütlə konsentrasiyası 30 % təşkil etdikdə tüstülülük dərəcəsi və bərk

hissəcikləri əmələ gətirən karbonun migdarı sıfıra qədər azalır. Karbonun bu qədər azalmasına səbəb

onun dəm qazına (CO) qədər tamamilə oksidləşə bilməsidir. Azot oksidi (NOx) tullantıları da azalır.

Buna səbəb isə spirt və digər bu tipli yanacaqların istiliktörətmə qabiliyyətlərinin aşağı olması ilə

əlaqədar yanma temperaturlarının aşağı alınmasıdır. Bioyanacaqlar da tərkibində oksigen olan

yanacaqlara aiddir. Lakin onların xarakteristikaları bir-birindən çox fərqlənir. Ona görə də

bioyanacaqların zərərli maddə tullantılarına təsiri də müxtəlifdir. Məsələn, dizel yanacağı əvəzinə

günəbaxan yağından istifadə olunduqda işlənmiş qazların tərkibindəki dəm qazının miqdarı 1.2 dəfə,

azot oksidinin miqdarı 2.6 dəfə artır, cəm karbohidrogenlərin miqdarı isə dizel yanacağı ilə eyni olur.

Pambıq yağından istifadə olunduqda azot oksidi tullantılatının miqdarı 2.35 dəfə artır, cəm

karbohidrogenlər 0.9 dəfə azalır, dəm qazının miqdarı isə dizel yanacağı ilə eyni olur. Təmiz

bioyanacağın və onun dizel yanacağı ilə 20 %-li qarışığının dizel mühərrikinin işlənmiş qazlarının

tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarına təsiri cəd.10.1-də verilmişdir.

Dizellərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki azot oksidləri emissiyasını azaltmaq məqsədi ilə suyun

püskürülməsi tətbiq edilir. Lakin suyun verilmə üsulundan asılı olaraq natamam yanma məhsullarının

tullantıları arta bilər.

Suyu iki üsulla püskürmək mümkündür:

1) suyu sorma kollektorundakı hava qarışığında tozlandırmaq hesabına;

69

2) suyun dizel yanacağı ilə qarışığını su-yanacaq emulsiyası şəklində birbaşa silinrə püskürmək

yolu ilə.

Birinci üsul üçün tələb olunan su püskürmə aparaturu daha sadə və etibarlıdır. Suyun mühərrikin

bütün silindrləri üzrə bərabər paylanmasını təmin etmək üçün hər bir silindrin qarşısındakı sorma

borusunda xüsusi forsunkaların quraşdırılması məqsədəuyğundur. Suyun buxarlanması sorma

kollektorunda başlanır və mühərrikin silindrində başa çatır. Sıxma prosesinin sonunda su buxarları

yanma kamerində hava ilə homogen qarışıq əmələ gətirir. Bu halda hava qarışığının temperaturu aşağı

düşdüyündən sıxma və yanmanın sonundakı temperaturlar da azalır, alışmanın gecikmə periodu

böyüyür və natamam yanma məhsullarının emissiyası artır.

Cədvəl 10.1

Bioyanacaqdan istifadə olunduqda ağır yük avtomobili dizelinin iĢlənmiĢ qazlarının tərkibindəki zərərli

maddələrin xüsusi tullantı miqdarının dəyiĢməsi, %-lə

Maddə

Bioyanacağın (20 %)

dizel yanacağı ilə

qarışığı

100 %

bioyanacaq

Azot oksidləri (NOx) +2 +10

Dəm qazı (CO) - 10 - 47

Cəm karbohidrogenlər (CH) - 11 - 48

Dispers hissəciklər (PM) - 21 - 67

Qeyd: ‖+‖ — xüsusi tullantı miqdarının artması; ―-― — xüsusi tullantı miqdarının azalması.

Suyun su-yanacaq emulsiyası şəklində birbaşa silindrə püskürülməsi zamanı yanma kamerindəki

yüksək temperatura malik (600 K) hava mühitinə düşən su zərrəcikləri ani olaraq qaynayır, su

damcıları partlayaraq yanacağın əlavə olaraq tozlanmasını və müvafiq olaraq yanacaq-hava qarışığının

homogenləşməsini təmin edir. Nəticədə yanıcı qarışığın temperaturu aşağı düşür, alışmanın gecikmə

periodu isə artır. Bu üsulun tətbiqi zamanı natamam yanma məhsullarının emissiyası artmır.

Su-yanacaq emulsiyası həm əvvəlcədən, həm də bilavasitə dizelin özündə hazırlana bilər. Bu halda

su yüksək təzyiqli yanacaq borusuna verilir. Bunun üçün yanacaq borusunda sikllik yanacaq verilişləri

arasında yaranan seyrəklikdən istifadə olunur. Su ilə yanacağın qarışdırılması yanacaq borusunda

quraşdırılmış qarışdırıcıda baş verir — boruda yaranan seyrəklik suyun oraya sorulmasını təmin edir.

Yanacaq verilişinin növbəti sikli baş verərkən təzyiq kəskin artdıqda yüksək dərəcəli homogenliyə

müvafiq qarışma baş verir. Belə olan halda su-yanacaq emulsiyasının sabitliyi ilə əlaqədar heç bir

problem yaranmır.

Əvvəlcədən hazırlandıqda isə su-yanacaq emulsiyası zaman keçdikcə təbəqələşməyə başlayır.

Bunun qarşısını almaq üçün kimyəvi aktiv maddələrdən hazırlanmış stabilizatorlardan istifadə

olunmalıdır.

Yanma zamanı qurumun əmələ gəlməsinin qarşısını almağın perspektiv istiqamətlərindən biri də

yanacaqlara aşqarların əlavə edilməsidir. Bu aşqarların miqdarı yanacağın kütləcə miqdarının

0.01÷0.025%-i qədər ola bilər. Onlar kimyəvi üzvi-metal birləşmələri olub, yanacağın yanması zamanı

əmələ gələn qurumun yanıb qurtarmasını təmin edirlər. Hal-hazırda isə yanacağa elə kimyəvi

birləşmələrin əlavə edilməsi nəzərdə tutulur ki, onlar qazşəkilli maddələrin də emissiyasının azalmasını

təmin edə bilsin. Bunlar tərkibində oksigen olan kimyəvi birləşmələrdir.

Yanacağın tərkibinə təsir etmək üçün konversiya üsulundan da istifadə olunur: mühərrikin

silindrinə verilməzdən əvvəl yanacaq yüksək temperaturların təsirinə uğradılır. Bu məqsədlə

mühərrikin qida sisteminə miniatür yanacaq distillə edən qurğu qoşulur (şək.10.11). Nəticədə

yanacağın tərkibindəki ağır molekullu karbohidrogenlər daha yüngül molekullu karbohidrogenlərə

parçalanır, habelə sərbəst hidrogen molekulları (H2) ayrılır. Yanacağın konversiya hesabına ilkin

hazırlanması neytralizatorların start keyfiyyətlərini yaxşılaşdırır və mühərrikin işə salındığı ilk

saniyələrdə yanma məhsullarının tərkibindəki natamam yanma məhsulları tullantılarının azalmasına

səbəb olur. Nəticədə yanacağın daha tam yandırılması təmin olunur: mühərrikin soyuq startı zamanı

onun işlənmiş qazlarının tərkibindəki karbohidrogenlərin (CH) və dəm qazının (CO) konsentrasıyaları

müvafiq olaraq 80 və 40 % aşağı düşür.

70

Şək.10.11. Yanacaq distillə edən qurğulu qida sisteminin sxemi:

1-əsas benzin çəni; 2-tənzimləyici; 3-əks klapanlar; 4-üçgedişli kran; 5-mühərrik; 6-

distillə qurğusu; 7-ağır fraksiyalar üçün nasos; 8-yüngül fraksiyalar üçün nasos; 9-

yüngül fraksiyalar üçün çən.

11-ci mühazirə

11. MƏCBURĠ ALIġDIRMALI MÜHƏRRĠKLƏRĠN ĠġLƏNMĠġ QAZLARININ

ZƏHƏRLĠLĠYĠNĠN AZALDILMASI YOLLARI

11.1. MƏCBURI ALIġDIRMALI MÜHƏRRĠKLƏRDƏ TƏNZĠMLƏMƏ

PARAMETRLƏRĠNĠN VƏ KONSTRUKTĠV DƏYĠġĠKLĠKLƏRIN ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN

ZƏHƏRLĠLĠYĠNƏ TƏSĠRĠ.

Dizel mühərriklərindən fərqli olaraq məcburi alışdırmalı mühərriklərdə yanıcı qarışığın tərkibi

xarici sürət xarakteristikası üzrə 251600 .. hədlərində dəyişir. Nisbətən kasıb qarışıqlarla

( 11051 .. ) iş zamanı dəm qazı (CO) və cəm karbohidrogenlərin (CH) konsentrasiyası minim

olsa da, azot oksidləri (NOx) konsentrasiyası maksimal həddə olur.

Qığılcım verilməsinin tezləşdirmə bucağının və mühərrikin sürət rejiminin işlənmiş qazların

zəhərliliyinə təsiri dizel mühərriklərində yanacaq püskürmənin tezləşdirmə bucağının və sürət rejiminin

təsirinə oxşardır.

Mühərrikin taktlılığı da işlənmiş qazların zəhərliliyinə əhəmiyyətli təsir göstərir. Məlumdur ki, 2

taktlı mühərriklərdə silindri yanma məhsullarından qənaətbəxş şəkildə təmizləmək mümkün olmur,

xaricetmə pəncərələrini tez açmaq lazım gəlir. Nəticədə işlənmiş qazların tərkibindəki

karbohidrogenlərin konsentrasıyası xeyli böyük olur. Silindr-porşen cütünün yağlanması üçün

yanacağa yağın əlavə edilməsi karbohidrogenlərin miqdarının bir qədər də artmasına səbəb olur.

Lakin son zamanlar 2 taktlı mühərriklərə olan maraq artmaqdadır. Belə ki, mühərrikqayırmadakı

son elmi-texniki nailiyyətləri, o cümlədən yüngül yanacağın birbaşa silindrə püskürülməsini təmin

etməklə 2 taktlı mühərriklərin bir sıra nöqsanlarını aradan qaldırmaq mümkündür. 2 taktlı

mühərriklərin iş müntə-zəmliyinin daha yüksək olduğunu nəzərə alsaq, onların 1, 2, 3 və 4 silindrli

variantlarının minik və yüngül yük avtomobillərində istifadə olunmasının əlverişliliyi şübhə doğurmaz.

Eyni gücə malik 4 taktlı mühərrikə nisbətən 2 taktlı mühərrikin kütləsinin xeyli az olduğunu da nəzərə

almaq lazımdır. Adı çəkilənlər hamısı bir yerdə yanacağın istismar sərfinin və zərərli maddə

tullantılarının, o cümlədən dəm qazı tullantılarının xeyli azaldılmasına imkan yaradır.

Yanıcı qarışığı kasıblaşdırdıqda onun vahid həcmindən ayrılan istilik də azalır. Bu isə alovun

vaxtından qabaq sönməsinə və ya alışmanın başvermə ardıcıllığının pozulmasına səbəb olur. Yanıcı

71

qarışığın sabit alışdırılmasını təmin etmək üçün qığılcımın hesabına verilən enerjinin artırılması tələb

olunur. Lakin kasıb qarışıqların yandırılmasının tətbiqinin üstün cəhətləri daha çoxdur: dəm qazı

tullantılarının miqdarı azalır, detonasiyasız yanma həddləri genişlənir, mühərrikin işçi həcmini

böyütmədən onun gücünün artırılması imkanı yaranır.

Kasıblaşdırılmış yanıcı qarışıqların yanma prosesini sabitləşdirmək üçün yanıcı qarışığın

hazırlanma prosesini yanma kamerinin həndəsi forması və ya hava axınının hərəkəti hesabına idarə

edən sistemlərdən istifadə olunur (şək.11.1).

Havanın və ya yanacaq-hava qarışığının silindrə doldurulması vaxtının sorma klapanlarının

sayının artırılması (şək.11.2) hesabına azaldılması məqbul variantlardan biridir. Bu, dirsəkli valın

dövrlər sayına görə forsirə edilmiş mühərriklər üçün daha əlverişli sayılır.

A

B

Şək.11.1. Yanacaq-hava qarışığının hərəkətinin idarə olunma sxemləri:

A-yanma kamerinin həndəsi forması hesabına idarə olunma;

B-hava axınının hərəkəti hesabına idarə olunma.

a)

b)

c)

d)

e)

Şək.11.2. 3, 4, 5 və 6 klapanlı mühərriklərin sorma və xaric klapanlarının yerləşmə sxemləri:

1-alışdırma şamı; 2-sıxışdırıcı səth; ―S‖-sorma klapanı; ―X‖-xaricetmə klapanı

Elektrik qığılcımının enerjisinin artırılması nəticəsində yanıcı qarışığa verilən enerji artır,

nəticədə alışma zonasındakı temperatur yüksəlir və kasıb qarışıqların sabit alışdırılması təmin edilir.

Bu məqsədlə ya elektrik qığılcımının verilmə müddəti dəyişdirilir, ya da sikl ərzində verilən

qığılcımların sayı artırılır. İkinci halda bir neçə periferik elektrodu olan şamlardan istifadə olunur

(şək.11.3).

Kasıb yanıcı qarışıqların sabit alışdırılmasını təmin etmək məqsədi ilə hər silindrdəki şamların sayı

da çoxaldıla bilər (şək.11.2 a, e).

72

Şək.11.3. Üç periferk elektrodlu alışdırma şamları.

Mühərrikin həm ekoloji, həm də texniki-iqtisadi göstəricilərinin əhəmiyyətli dərəcədə

yaxşılaşdırılmasına yönəldilmiş üsullardan biri də elektrik şamının plazmalı alışdırma ilə əvəz

olunmasıdır. ABŞ-ın Milli fizika laboratoriyasında təklif olunmuş bu üsula görə yanma kamerində 2

elektrod yerləşdirilir. Yüksək gərginlik verildikdə elektrodlar arasında plazma qaytanı yaranır.

Nəticədə boşalma qaytanına düşən karbohidrogen molekulları ayrı-ayrı atomlara parçalanır. Alınan

atomar qarışı-ğın daha tez və səmərəli alışması və yanması nəticəsində həm zərərli tullantıların

miqdarı və yanacaq sərfi azalır, həm də effektiv güc xeyli artır.

Son illərdə benzin mühərriklərinin yanacaq püskürmə sistemləri bir sira əhəmiyyətli dəyişikliklərə

məruz qalmışdır. Artıq yanıcı qarışığın karbüratorda hazırlanıb mühərrikin silindrlərinə verilmə sistemi

(şək.11.4) tarixə qovuşmaqdadır. Bu sistemin əsas mənfi cəhəti yanıcı qarışığın silindrlər üzrə qeyri-

bərabər paylanmasıdır. Bundan başqa yanacağın xeyli hissəsi nazik təbəqə şəklində sorma

kollektorunun daxili divarlarına çökür və tədricən hava axınının təsiri ilə sorma klapanı tərəfə aparılır.

Bu, silindrlərə periodik olaraq əlavə yanacağın daxil olması deməkdir. Nəticədə işlənmiş qazların

tərkibində olan natamam yanma məhsullarının — dəm qazının və karbohidrogenlərin konsentrasiyası

kəskin olaraq artır. Bu səbəbdən karbüratorlu yanacaq sistemi işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli

maddə tullantılarının miqdarına qoyulan sərt tələbatlara cavab vermək iqtidarında deyil.

Şək.11.4. Yanacağın karbüratorla verilmə sisteminin sxemi:

1-sorma kollektoru; 2-karbüratorun üzgəc kameri; 3-yanacaq; 4-hava; 5-drossel qapağı; 6-yanıcı

qarışıq.

Yanacaq-hava qarışığının verilmə sistemlərinin inkişafındakı növbəti addım yanacağın sorma

borusuna püskürülməsidir. Əvvəlcə yanacağın sorma borusuna bir nöqtəli püskürülməsi — mərkəzi

püskürmə (şək.11.5, a), sonradan isə çoxnöqtəli püskürülməsi — fazalar üzrə paylanmış püskürmə

(şək.11.5, b) tətbiq edilməyə başlandı. Birinci halda yanacaq sorma kollektorunun girişində qoyulmuş

tək injektor, ikinci halda isə hər silindrin sorma klapanı qarşısında qoyulmuş injektorlar vasitəsilə

püskürülür.

Daha sonra yanacağın birbaşa yanma kamerinə püskürülməsi sistemi işlənib hazırlandı (şək.11.6).

Adı çəkilən yanacaq püskürmə sistemləri karbüratorlu yanacaq sistemlərinə xas olan nöqsanlardan

yaxa qurtarmağa imkan verdi. Eyni zamanda bu yeni yanacaq sistemləri yanacaq verilişinin elektron

tənzim-lənməsinə çox uyğun gəldiyindən həm mühərrikin yanacaq qənaətliliyinin yaxşılaşmasına, həm

də natamam yanma məhsulları emissiyasının nəzərə çarpacaq dərəcədə azalmasına şərait yaradır. Qeyd

73

etmək lazımdır ki, benzinin birbaşa silindrə püskürülməsi ideyası lap çoxdan mövcud olub və müxtəlif

illərdə müxtəlif müəlliflər (o cümlədən keçən əsrin 60-cı illərində AzTU-nun əməkdaşları — görkəmli

alim prof. N.Kərimovun rəhbərlik etdiyi kollektiv tərəfindən çox səmərəli ixtiralar təklif edilib və

onların yüksək səmərəliliyi təsdiq olunub. Lakin o zaman mövcud olan texnologiya bu ixtiraların

istehsala geniş tətbiq olunmasına imkan verməyib.

a)

b)

Şək.11.5. Yanacağın sorma borusuna mərkəzi və fazalar üzrə paylanmış püskürmə sxemlərı:

a) mərkəzi püskürmə sistemi: 1-hava süzgəci; 2-yanacaq; 3-drossel qapağı; 4-sorma

boruları; 5-sorma kollektoru; 6-injektor, b) fazalar üzrə paylanmış püskürmə sistemi: 1-

hava süzgəci; 2-drossel qapağı; 3-sorma boruları; 4-injektorlar; 5-yanacaq rampası; 6-

sorma kollektoru.

Şək.11.6. Yanacağın yanma kamerinə birbaşa püskürülməsi sxemi:

1-hava süzgəci; 2-drossel qapağı; 3-injektorlar; 4-sorma boruları; 5-yanacaq

rampası; 6-sorma kollektoru; 7-silindr.

Yanacağın birbaşa püskürülməsi sistemlərində yanıcı qarışığın hazırlanmasının səmərəliliyini

yüksəldən üsullardan biri də yanacağın hava ilə tozlandırılmasıdır (şək.11.7). Yanacağın pnevmatik

tozlandırılması ilk dəfə XX əsrin əvvəllərində kompressorlu dizellərdə tətbiq olunub. Burada yanacaq

və hava ayrı-ayrılıqda injektora verilirdi. Yanacaq-hava qarışığının silindrə verilməsi forsunkanın

qapayıcı iynəsinə göstərilən mexaniki təsirin nəticəsində təmin olunurdu. Havanın təzyiqi 6.0÷8.0

MPa, temperaturu isə 45÷50C hədlərində saxlanılırdı. Tozlandırıcı havanın miqdarı ümumi hava

sərfinin 5÷8%-ni təşkil edirdi, hava artıqlıq əmsalı isə 1.8÷2.0 hədlərində saxlanılırdı. Tozlandırıcı

havanın tələb olunan təzyiqi və sərfi 2 və ya 3 pilləli kompressorların köməyi ilə təmin edilirdi. Bu

kompressorlar hərəkəti adətən dirsəkli valdan alırdı. Kompressorun silindrində istifadə olunan sürtkü

yağının alışmasının qarşısını almaq üçün mütləq hava soyuducularından istifadə olunurdu. Yanacağı

tozlandırmaq üçün tələb olunan hava işçi balonlara vurulur və həmişə lazımi təzyiqdə saxlanılırdı.

Mühərriki işə salmaq üçün isə işəsalma balonlarından istifadə olunurdu. Kompressorlu dizellər

―yumşaq‖ işi və çoxyanacaqlılığı ilə fərqlənirdi. Lakin kompressor və hava soyuducuları, habelə içşi və

işəsalma balonları ilə onların boruları kompressorlu dizelin həcmi ölçülərinin və kütləsinin böyük

alınmasına səbəb olurdu. Bu səbəbdən tezliklə kompressorsuz dizellər yaradıldı və kompressorlu

dizellərdən imtina edildi.

74

Şək.11.7. Yanacağın hava ilə püskürülməsi sistemi:

1-hava kollektoru; 2-dozalandırıcı injektor; 3-püskürdücü injektor.

Benzinin hava ilə püskürülməsi sistemində 2 injektordan — dozalandırıcı və püskürdücü

injektorlardan istifadə olunur. Yanacağın dozalandırılması və püskürülməsi proseslərinin bir-birindən

ayrı olması hər iki injektorun öz vəzifəsini daha dəqiq yerinə yetirməsinə imkan verir. Dozalandırıcı

injektor yanacağı əvvəlcədən 0.7 MPa təzyiq altında akkumulyasiya həcminə verir. Püskürdücü

injektora hava verilir və yanacaq-hava qarışığı 0.6 MPa təzyiqlə yanma kamerinə püskürülür. Belə

püskürmə sisteminin tətbiqi hər şeydən əvvəl işlənmiş qazların tərkibindəki dispers hissəciklərin

aerodinamik diametrini azaltmağa imkan verir.

Şək.11.8. Yanıcı qarışığın burulğanlılığını təmin edən AzTU tipli yanma kamerinin sxemi:

A-alov cəbhəsinin alışdırma mərkəzindən yayılma istiqaməti; B-yanıcı qarışığın yanma

kamerinə sıxışdırıldığı istiqamət; C, D-bir-birinə əks istiqamətdə fırlanan oxboyu

burulğanlar; E, F-turbulizatordan çıxan yanar qazlar məşəli; 1-silindr; 2-yanma kameri; 3-

sıxışdırıcı səth; 4-sıxışdırıcı səthin çıxıntısı; 5-turbulizator; 6, 7-soplo-kanallar; 8-alışdırma

şamı.

Yanma kamerinə verilən yanacaq-hava qarışığının burulğanlılığının optimallaşdırılması daxili

yanma mühərrikinin alışma zonasında yanma üçün əlverişli şərait yaradır. Buna misal olaraq AzTU-

nun ―DYM və avtotraktorlar‖ kafedrasının əməkdaşları tərəfindən təklif edilmiş yanma kamerinin

konstruksiyasını göstərmək olar (şək.11.8).

Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərriklərində tətbiq edilən forkamer-məşəllə alışdırma

üsulunun (şək.11.9) mahiyyəti ondan ibarətdir ki, alışdırma şamı əsas yanma kamerinin 3÷4 %-ni

təşkil edən əlavə kamerdə (buna forkamer və ya turbulizator deyilir) yerləşdirilir. Forkamerin zəngin

qarışıqla ( 6040 .. ) doldurulması təmin olunur. Bu zəngin qarışığın forkamerdə alışdırılması

təşkil edilir və nəticədə yaranan natamam yanma məhsulları məşəl şəklində əsas yanma kamerinə atılır.

Məşəl əsas yanma kamerindəki kasıb qarışığın ( 6151 .. ) etibarlı alışdırılmasını və yanmasını

təmin edir. Etibarlı alışdırmanın səbəbi açıq alovun enerjisinin şamın verdiyi elektrik qığılcımının

enerjisindən 100÷10000 dəfə yüksək olmasıdır.

Forkamer-məşəllə alışdırmanın silindrə birbaşa benzin püskürülməsi ilə birgə tətbiqi (ilk dəfə

AzTU-da təklif edilmişdir) nəticəsində işlənmiş qazlardakı NOx emissiyası 75 %, CO emissiyası 50 %,

75

CnHm emissiyası isə bir neçə dəfə azalır.

Şək.11.9. Forkamer-məşəllə alışdırmalı və silindrinə birbaşa benzin püskürməli mühərrikin AzTU

sxemi:

1-əsas yanma kameri; 2-forkamer; 3-injektor; 4-üfürmə kanalı; 5-yanacaq kanalı; 6-məşəl kanalı.

Əslində forkamer-məşəllə alışdırma üsulu faktiki olaraq yanıcı qarışığın süni olaraq

təbəqələşdirilməsi üsullarından biridir. Yanıcı qarışığın təbəqələşdirilməsini təmin edən konstruktiv

həllərin sayı kifayət qədər çoxdur. Lakin bu üsulun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, şamın yerləşdiyi zona

etibarlı olaraq zəngin yanıcı qarışıqla təmin olunsun və onun yanmasından yaranan alovun enerjisi

hesabına yanma kamerinin bütün həcmi boyunca yerləşən kasıb qarışıqların səmərəli yandırılması

təmin edilsin.

Yanıcı qarışığın təbəqələşdirilməsi üsulunun tətbiqi mühərrikin 5202 .. tərkibli yanıcı

qarışıqla etibarlı işləməsinə imkan verir. Lakin 251. qiymətindən sonra CO emissiyasının artması

müşahidə edilir. Odur ki, hər bir mühərrikin konkret olaraq tənzimlənməsi onun konstruktiv-

tənzimləmə xüsusiyyətlərindən asılı olur. Yanıcı qarışığın təbəqələşdirilməsi üsulunun ən üstün cəhəti

onun detonasiyaya qarşı az həssas olmasıdır. Bu isə sıxma dərəcəsini 13 -ə qədər çatdırmağa

imkan verir ki, nəticədə termodinamiki f.i.ə yüksəlir və yanacaq qənaətliliyinin əlavə olaraq

yaxşılaşması baş verir.

Sorma klapanının qalxma hündürlüyünün dəyişdirilməsi hesabına yanıcı qarışığın

drossellənməsi üsulu silindrdəki yanıcı qarışıq axınının turbulentliyini artırmağa imkan verir. Bu

özünü xüsusilə aralıq yük rejimlərində biruzə verir (halbuki, drossel qapağı vasitəsilə drosselləmə

zamanı mühərrikin məhz aralıq yük rejimlərində silindrdəki yanıcı qarışıq axınının turbulentliyinin

azalması müşahidə olunur). Yanıcı qarışıq axınının turbulentləşdirilməsi məqsədilə sorma klapanının

nimçəsində xüsusi yönəldi-cilərin qoyulması klapanın konstruksiyasını mürəkkəbləşdirir, onun

kütləsini artırır, ən əsası isə nominal iş rejimində doldurma əmsalının azalmasına səbəb olur.

Şək.11.10-da benzini birbaşa püskürməli mühərrikdə tətbiq olunmuş və hava axınının

xarakteristikasını (havanın miqdarını və burulğanlılığını) dəyişdirməyə imkan verən sistemin (CVTS)

sxemi verilmişdir. Bu sistemin yuxarıda göstərilən nöqsanları yoxdur.

Yanma kamerinin səthinin sahəsinin onun həcminə olan nisbəti işlənmiş qazların tərkibinə

böyük təsir göstərir. Bu nisbət istiliyin verilməsi və ayrılması proseslərinin intensivliklərinin nisbətini

müəyyən edir. Bu nisbət böyük olduqca, aşağı temperatura malik divaryanı zonalarda qalan yanıcı

qarışığın miqdarı da artır. Bu isə işlənmiş qazlardakı CnHm emissiyasının artmasına səbəb olur

(şək.11.11).

76

Şək.11.10. Hava axınının xarakteristikasını dəyişən sistem:

1-zolotnik; 2-bölücü lövhə; 3-sorma klapanı; 4-porşen; 5-silindr; 6-xaricetmə klapanı; 7-injektor.

Şək.11.11. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikinin işlənmiş

qazlarındakı CO və CnHm emissiyalarının yanma kamerinin səthinin

sahəsinin onun həcminə olan nisbətindən asılılığı.

Şək.11.12. İşlənmiş qazların resirkulyasiyasının məcburi alışdırmalı mühərriklərin ekoloji

göstəricilərinə təsiri.

Azot oksidi (NOx) tullantılarının miqdarını azaltmaq məqsədilə işlənmiş qazların

resirkulyasiyası tətbiq olunduqda, dizel mühərriklərində olduğu kimi, bütün normalaşdırılan zərərli

maddə tullantıları arasında kompromis axtarmaq lazım gəlir (şək.11.12). Lakin məcburi alışdırmalı

mühərriklər üçün işlənmiş qazların tüstülülüyü və dispers hissəciklərin emissiyası bu siyahıya daxil

edilmir, çünki onlar beynəlxalq qanunlara görə hələ ki, normalaşdırılmır.

11.2. MƏCBURĠ ALIġDIRMALI MÜHƏRRĠKLƏRDƏ ĠSTĠFADƏ OLUNAN

YANACAQLARIN FĠZĠKĠ-KĠMYƏVĠ GÖSTƏRĠCĠLƏRĠNĠN

77

ĠġLƏNMĠġ QAZLARĠN ZƏHƏRLĠLĠYĠNƏ TƏSĠRĠ.

Ənənəvi benzin yanacaqlarının fiziki-kimyəvi tərkibini dəyişdirməklə məcburi alışdırmalı

mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibində olan zərərli maddələrin emissiyalarına təsir etmək

mümkündür (şək.11.14).

Məcburi alışdırmalı mühərriklərdə tərkibində spirt olan yanacaqlardan ən çox metanol (CH3OH)

və etanoldan (C2H5OH) istifadə olunur. Metanol əsəb-damar sisteminə təsir edən çox güclü zəhərdir,

orqanizmdə yığılıb qalmaq qabiliyyətinə malikdir, onu zahiri görünüşünə, iyinə və dadına görə

fərqləndirmək çətindir. Bu səbəblər üzündən metanoldan mühərrik yanacağı kimi istifadə olunması

kifayət qədər çətinliklər yaradır.

Şək.11.13. Benzinin fiziki-kimyəvi tərkibinin qazşəkilli zərərli maddələrin tərkibinin dəyişməsinə

təsiri:

1-benzinin tərkibindəki aromatik karbohidrogenlərin 45 %-dən 20 %-ə qədər

azaldılması; 2-5 % metil-tri-butil efirinin əlavə edilməsi; 3-olefinlərin 20 %-dən 5 %-ə

qədər azaldılması; 4-90%-li fraksiyanın qaynama temperaturunun 180C-dən 140C-

dək endirilməsi; 5-kükürdün kütlə miqdarının 465 ppm-dən 50 ppm-dək azaldılması.

Metanol və etanoldan istifadə edilməsi onların yüksək detonasiyaya davamlılığa malik olmasıdır

(metanolun oktan ədədi 104÷115, etanolunku isə 106 vahiddir). Lakin onların benzinlə qarışığından

istifadə olunduqda yuxarıda adı çəkilən xüsusiyyətin təsirinin hiss olunması üçün spirtlərin qarışıqdakı

payı 25÷50 %-dən az olmamalıdır. Metanoldan və etanoldan o qədər də geniş istifadə edilməməsi

onların yüksək gizli buxarlanma istiliyinə malik olmalarıdır (spirtlərdə 880 kC/kq, benzində 230÷330

kC/kq). Bu səbəbdən onların buxarlanmaları üçün xeyli istilik tələb olunur. Nəticədə, xüsusilə ilin

soyuq fəsillərində, mühərrikin işə salınması çətinləşir. Bundan başqa spirtlər hiqroskopik xassəyə

malikdirlər, yəni intensiv olaraq suyu udurlar. Bu oktan ədədini artırsa da, onların istiliktörətmə

qabiliyyətini azaldır.

Spirtlər yanma zamanı karbohidrogenlərə nisbətən daha yüksək aktivliyə malik olmaları ilə

xarakterizə olunurlar. Bu, spirtlərin yüksək temperaturlardakı dissosiasiyası nəticəsində iki aktiv

radikalın yaranması və onların yanacağın oksidləşmə prosesini aktivləşdirməsi ilə əlaqədardır:

CH3OH CH3 + OH,

C2H5OH C2H5 + OH.

Bu səbəbdən mühərrikdə yanma prosesi daha sabit və dayanıqlı gedir, alışma hədləri isə yanıcı

qarışığın daha kasıb hədlərinə doğru genişlənir. Mühərrikin metanolla işlədiyi zaman alışmanın

müntəzəmliyi yanıcı qarışığın 6151 .. qiymətlərində pozulmağa başlayır. Halbuki, mühərrik

benzinlə işlədikdə alışmanın müntəzəmliyi yanıcı qarışığın artıq 3121 .. qiymətlərində pozulur.

Spirtlərin tərkibində oksigen molekulu olduğundan belə yanacaqlar daha tam yanır. Nəticədə dəm

qazı və cəm karbohidrogen tullantılarının miqdarı xeyli az olur.

Dizellərdə olduğu kimi məcburi alışdırmalı mühərriklərdə də qaz şəkilli yanacaqlardan ən çox

sıxılmış təbii və mayeləşdirilmiş qazlardan istifadə olunur. Əlbəttə ki, alışma qığılcım verilişinin

sayəsində təmin olunur. Qeyd edək ki, məcburi alışdırmalı mühərriklər qaz və benzin yanacaqlarının

yalnız biri ilə işləyə bilər. Çünki, mühərrikin qazla işi zamanı yüksək texniki-iqtisadi və ekoloji

78

göstəricilərin təmin olunması üçün sıxma dərəcəsinin yüksək olması tələb olunur. Belə sıxma dərəcəsi

olan mühərrik benzinlə işə keçirildikdə isə detonasiyalı yanma labüddür. Ümumilikdə isə qazla və ya

benzinlə işlədikdə işlənmiş qazların tərkibi bir-birindən o qədər də fərqlənmir (şək.11.15).

Məcburi alışdırmalı mühərriklərdə benzinin su ilə qarışığın-dan, yəni su-yanacaq

emulsiyasından da istifadə olunur. Su yanıcı qarışığın hazırlanma prosesinə fiziki təsirdən başqa, həm

də yanma prosesinə kimyəvi təsir göstərmək qabiliyyətinə malikdir. Bu təsir özünü 1000C-dən

yüksək temperaturlarda su buxa-rı ilə karbohidrogenli yanacaq arasında gedən reaksiya şəklində biruzə

verir:

CnHm + nH2O nCO +(n+0,5m)H2.

Şək.11.14. Mayeləşdirilmiş qazla işləyən məcburi alışdırmalı mühərrikin işlənmiş

qazlarının tərkibindəki dəm qazı (CO) emissiyasının yanıcı qarışığın tərkibindən

asılılığı.

Reaksiya nəticəsində dəm qazı və sərbəst hidrogen yaranır. Bundan başqa su buxarları 800C-dən

yüksək temperaturlarda qurum hissəciklərinin qazlaşdırılmasını da təmin edir.

Sudan, habelə digər yanacaq və aşqarlardan istifadənin səmərəliliyi həm yanacaq-hava qarışığının,

həm də yanacaq qarışıqlarının tərkibindən asılı olur (şək.11.16 və 11.17).

Şək.11.15. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikinin su-yanacaq emulsiyası ilə

işi zamanı azot oksidi (NOx) emissiyasının nisbi dəyişməsi:

1-benzin; 2-benzin + 10 % su; 3-benzin + 20 % su; 4-benzin + 40 % su.

Şək.11.16. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikinin su-yanacaq emulsiyası

79

ilə işi zamanı karbohidrogen (CHx) emissiyasının nisbi dəyişməsi:

1-benzin; 2-benzin + 10 % su; 3-benzin + 20 % su; 4-benzin + 40 % su

Ammonyakdan mühərrik yanacağı kimi istifadə olunmasının perspektivli olması onun tərkibində

karbon molekulunun yoxluğudur. Ammonyakın tam yanması nəticəsində cəmi bir zərərli maddə —

azot-oksidi (NOx) yaranır. Natamam yanma məhsulları isə yalnız silindrin divarlarından yanma

kamerinə keçən yağ zərrəciklərinin yanması nəticəsində əmələ gələ bilər. Lakin yanma temperaturunun

benzinə nisbətən aşağı olması (ammonyak üçün 1955 K, benzin üçün 2336 K) ondan yanacaq kimi

istifadəni mürəkkəbləşdirir.

Hidrogenin (H2) də tərkibində karbon molekulu yoxdur və bu baxımdan o mühərrik yanacağı

kimi maraqlı görünür (şək.11.18). Özünün kütlə enerji tutumuna görə hidrogen karbohidrogenli

yanacaqları 2.5÷3.0 dəfə, spirtləri 5.0÷6.0 dəfə, ammonyakı isə 7 dəfə üstələyir. Özü də hidrogen

tamamilə zərərsiz qazdır. Məcburi alışdırmalı mühərrik hidrogenlə işlədikdə onun dayanıqlı işı yanıcı

qarışığın çox kasıb olduğu ( 6 -ya qədər) hallarda da mümkündür. Bu o deməkdir ki, azot oksidi

tullantılarını praktiki olaraq sıfıra endirmək mümkündür. Hidrogenin yanması zamanı alınan işlənmiş

qazların tərkibi ammonyakın yanma məhsulları ilə eynidir. Hidrogenin yanacaq kimi əsas nöqsanı

onun çox aşağı sıxlığa malik olmasıdır ki, bu da onun praktiki tətbiqini çətinləşdirir.

Şək.11.17. Məcburi alışdırmalı daxili yanma mühərrikinin müxtəlif yanacaqlarla işi

zamanı azot oksidi (NOx) emissiyasının nisbi dəyişməsi:

1-hidrogen; 2-benzin; 3-təbii qaz; 4-etanol; 5-metanol; 6-ammonyak.

Hər hansı alternativ yanacaqdan praktiki istifadə imkanlarını araşdırarkən onların əsas motor

yanacağı hesab edilən benzinlə müqayisədə enerji ekvivalentinə xüsusi diqqət yetirmək lazımdır

(cədvəl 11.1).

Cədvəl 11.1.

Alternativ yanacaqların benzinə nisbətən enerji ekvivalenti

Göstərici Benzin STQ MKQ Hidrogen Metanol Etanol Maye

ammonyak

Yanacağın həcmi, litr 76 415*

100 275 147 110 164

Yanacağın kütləsi, kq 53 37*

51 20 117 88 127

Yanacağın və yanacaq

çəninin birgə kütləsi, kq 68 500 85 136 141 107 152

Qeyd: STQ — sıxılmış təbii qaz; MKQ — mayeləşdirilmiş karbohidrogenli qaz; * — sıxılmış

şəkildə.

Qeyd etmək lazımdır ki, mühərriklərin işçi proseslərinin təkmilləşdirilməsi texnologiyası çox

rəngarəngdir (cədvəl 11.2). Mühərrikin özündə reallaşdırılan konstruktiv dəyişikliklər də çox

müxtəlifdir. Mühərriklərin texniki-iqtisadi və ekoloji göstəricilərinin yaxşılaşdırılmasının əsas yolları

isə eynidir.

Cədvəl 11.2.

Daxili yanma mühərrikinin iĢçi prosesinin gediĢində zərərli maddələrin yaranması və

parçalanması proseslərinə təsirin prinsipial sxemi

80

Ġstiqamət T Ə D B Ġ R L Ə R

1 2 3 Ġ

Ģ ç i

p

r o

s e

s

Yanacaq:

kükürdün miqdarının azaldılması

aromatik karbohidrogenlərin azaldılması

oktan və setan ədədlərinin artırılması

alternativ yanacaqlardan istifadə edilməsi

OksidləĢdirici: işlənmiş qazların resirkulyasiyasının tətbiqi

Yanma kameri: sıxma dərəcəsi

həndəsi forma

Yanacaqvermə

sistemi:

YTYN: sıravi və paylayıcı tipli, nasos-injektor

yüngül yanacağın yanma kamerinə püskürülməsi

yanacağın hava ilə tozlandırması

akkumulyator tipli yanacaq sistemlərinin tətbiqi

yanacaq püskürmə qanununun idarə edilməsi: moment, sikllik

yanacağın hissələrə bölünməsi, püskürmə təzyiqi

tozlandırıcının konstruksiyası: ucluq (soplo) deşiklərinin sayı və

yerləşdirilməsi, iynəaltı quyunun həcmi, tozlandırıcının iynəsinin

konusunun profilləşdirilməsi

Qaz mübadiləsi

sistemi:

üstəlik üfürmənin və üfürülən havanın soyudulmasının tətbiqi

dəyişən soplo aparatlı, üfürülən havanın miqdarını tənzimləyən

turbokompressorların tətbiqi

sorma və xaricetmə klapanlarının yerdəyişmə qanununun və saylarının

dəyişdirilməsi

silindr başlığındakı sorma və xaricetmə kanalları, hava və işlənmiş

qazlar axınına qarşı müqavimətin azaldılması, burulğan hərəkətinin

yanacaq verilişi qanunauyğunluğu ilə uzlaşdırılması

üstəlik üfürməsiz mühərriklərdə daxil olan havanın miqdarının

tənzimlənməsi

yanıcı qarışığın təbəqələşdirilməsi

Silindr-porĢen

qrupu və dirsək-

Ģatun mexanizmi:

aqreqatların intiqalları və qovşaqların hissələrində mexaniki itkilərin

azaldılması

dirsəkli valın fırlanmasının qeyri-müntəzəmliyinin azaldılması

12-ci mühazirə

12. ĠġLƏNMIġ QAZLARLARIN ZƏHƏRLILIYINI AZALDAN NEYTRALIZATORLAR.

12.1. ƏSAS ANLAYIġLAR VƏ QĠYMƏTLƏNDĠRMƏ PARAMETRLƏRĠ.

Neytralizatorlar işlənmiş qazların zərərli komponentlərinin zərərsiz hesab olunan karbon qazına

(CO2), habelə su buxarına və sərbəst azota qədər oksidləşmək və ya bərpa olunmaq qabiliyyətlərinin

reallaşdıran qurğulardır. Neytralizatorun gövdəsi adətən paslanmayan poladdan hazırlanır. Gövdənin

içində metaldan və ya keramikadan hazırlanmış aktiv element daşıyıcısı yerləşdirilir. Daşıyıcı (buna

matritsa da deyilir) şan şəkilli, sferik və ya silindrik qranullar şəklində olurlar. Bəzi hallarda

daşıyıcılar odadavamlı metal lentdən və ya istiyədavamlı toxunma materialdan hazırlanırlar. Şanşəkilli

daşıyıcılar dairəvi və ya çoxbucaqlı deşiklərə malik monolit formasında olurlar.

Aktiv element və ya katalizator bərk və ya maye maddədən ola bilər. Bərk katalızator daşıyıcının

səthinə nazik örtük şəklində çəkilir (şək.12.1) və ya daşıyıcının tərkibinə daxil olur. Maye katalizator

81

isə neytralizatordan keçən işlənmiş qaz axınına püskürülür.

Şək.12.1. Şanşəkilli monolit daşıyıcının sxemi.

Neytralizatorun olması demək olar ki, mühərrikin konstruksiyasına və tənzimlənməsinə təsir

etmir. Yalnız işlənmiş qaz axınına göstərilən müqavimət ( rP ) dəyişir. Əgər verilən mühərrik tipi

üçün rP buraxılabilən həddən böyük olarsa, o zaman mühərrikin gücü azalar, qənaətlilik pisləşər,

natamam yanma nəhsullarının emissiyası isə artar.

Konkret DYM üçün neytralizatorun tətbiqinin səmərəliliyini qiymətləndirən zaman işlənmiş

qazların həcmi sərfinin neytralizatorun daxili həcminə olan nisbətindən istifadə olunur. Lakin bu nisbət

daha çox neytralizatorun işlənmiş qaz axınına göstərdiyi müqavimətin səviyyəsini göstərir. Yəni,

neytralizatorun mühərrikin texniki-iqtisadi göstəricilərinə olan neqativ təsirinin səviyyəsini müəyyən

edir, ekoloji göstəricilərə olan təsirini isə ifadə edə bilmir.

Neytralizatorların funksional keyfiyyətləri və ya səmərəliliyi üç göstəriciyə, yəni selektivliyə,

aktivliyə və stargötürmə keyfiyyətinə görə təyin edilir.

Bu və ya digər komponentə təsir etmə yönümlülüyünə selektivlik deyilir. Şək.12.2-də dizelin

yük xarakteristikası çıxarılarkən neytralizatorun selektivliyinin qiymətləndirilməsinin nəticələri

verilmişdir. Göründüyü kimi istifadə olunan neytralizator azot oksidləri emissiyasına heç bir təsir

göstərmir. Əvəzində dizelin bütün yük diapozonunda dəm qazı və cəm karbohidrogen tullantılarının

miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Şək.12.2. Neytralizatorun selektivliyinin və aktivliyinin qiymətləndirilməsinin nəticələri:

zərərli maddələrin neytralizatora qədərki konsentrasiyası;

zərərli maddələrin neytralizatordan sonrakı konsentrasiyası.

82

Neytralizatorun aktivliyi onun bu və ya digər komponentə təsir dərəcəsini göstərir və iW ilə

işarə olunur. Aktivlik hər hansı komponentin neytralizatora qədər və ondan sonrakı konsentrasiyaları

fərqinin neytralizatora qədərki konsentrasiyaya nisbəti ilə müəyyən edilir:

1000

0

i

ii

i W

WW H

W , %.

Neytralizatorun aktivliyi katalizatorun materialından, işlənmiş qazların temperaturundan və

zərərli maddə ilə katalizatorun təmasda olduğu vaxtdan asılıdır. İşlənmiş qazların eyni temperaturunda

katalizatorun müxtəlif komponentlər üzrə aktivliyi də müxtəlif olur (şək.12.3). Qrafiklərdən

göründüyü kimi neytralizatorun dəm qazı üzrə aktivliyi cəm karbohidrogenlərlə müqayisədə daha

yüksəkdir. Aktivlik hətta ayrı-ayrı karbohidrogenlər üzrə bir-birindən fərqli alınır. Bu müxtəlifliyi,

xüsusilə alternativ yanacaqlardan, məsələn təbii qazdan və mayeləşdirilmiş neft mənşəli qazlardan,

istifadə olunarkən nəzərə almaq vacibdir.

İstənilən komponentin çevrilmə reaksiyasının getməsi üçün müəyyən temperaturun olması

lazımdır. Aşağı temperaturlu katalizatorlar 100150C temperaturdan başlayaraq olması lazımdır.

Aktiv olurlar. Belə katalizatorlara misal olaraq manqanla mis oksidinin qarışığı olan hopkaliti

göstərmək olar. Yüksək temperaturlu katalitik neytralizatorlar üçün maksimal 250300C temperatur

tələb olunur. Şək.12.3-dəki

Şək.12.3. Katalitik neytralizatorun aktivliyi:

a) CO və cəm karbohidrogenlər üzrə, b) ayrı-ayrı karbohidrogenlər üzrə.

qrafikdən göründüyü kimi minimal güc rejimində neytralizator işləmir. Səbəb işlənmiş qazların

temperaturunun çox aşağı olmasıdır. Neytralizatorun cəm karbohidrogenlər üzrə maksimal aktivliyi

işlənmiş qazların 400C temperaturuna təsadüf edir. Ayrı-ayrı karbohidrogenlər üzrə maksimal

aktivlik isə 500C-də alınır. Bu onu göstərir ki, işlənmiş qazların tərkibində aşağı molekullu

karbohidrogenlərlə yanaşı yüksək molekullu karbohidrogenlər də var və onların neytrallaşması

nisbətən aşağı temperaturda baş verir.

Neytralizatorun aktivliyi qızdırılma temperaturundan çox asılıdır. Belə ki, aşağı temperaturlarda

neytralizatorun aktivliyi sıfıra bərabərdir. Bununla əlaqədar olaraq şəhər şəraitində neytralizatorlardan

istifadə müəyyən problemlər yaradır. Belə ki, şəhərin küçələri ilə hərəkət zamanı avtomobili tez-tez

tormozlamaq lazım gəlir, işıqforlarda və yolayrıclarında isə müəyyən müddət ərzində dayanmalara yol

verilir.

Neytralizatorun startgötürmə keyfiyyəti soyuq mühərrikin işə salındığı andan neytralizatorun 50

83

%-lik aktivliyə çatan ana qədər olan vaxtla müəyyən edilir (şək.12.4).

Şək. 12.4. Neytralizatorun qızdırılma müddətindən asılı olaraq dizelin işlənmiş

qazlarındakı CO konsentrasiyasının dəyişməsi.

Verilən qrafik üzrə normal iş rejiminə çıxmaq üçün 45 s vaxt sərf olunur. Bunun 20 s-si

neytralizatorun gazgötürmə sisteminin işlənmiş qazlarla tam doldurulmasına sərf edilir. Məhz bundan

sonra CO konsentrasiyası işlənmiş qazların tərkibindəki dəm qazının miqdarına (2000 ppm) uyğun

gəlməyə başlayır. Bundan sonra katalizator qızdıqca onun dəm qazı ilə əlaqədar aktivliyi artmağa

başlayır. 60 s-nin tamamında aktivlik ən yüksək həddə çatdığından neytralizator işlənmiş qazların

tərkibindəki dəm qazının 150 ppm-lik konsentrasiyasını təmin etməyə başlayır. Beləliklə, baxılan hal

üçün katalizatorun aktivliyinin qiyməti %92.51002000

1502000

olur.

Neytralizatorların funksional göstəricilərindən başqa onların resursu (istismar müddəti) də

qiymətləndirilir. Normativ tələbatlara görə minik avtomobillərində qoyulan neytralizatorlar öz

səmərəliliklərini 80000 km-lik, yük avtomobillərinin neytralizatorları isə 160000 km-lik yürüş ərzində

saxlamalıdırlar. Katalitik neytralizatorlara qoyulan tələbatlar BMT-nin AİK-nın 103 saylı Qaydaları

ilə reqlamentləşdirilirlər.

12.2. NEYTRALĠZATORLARIN NÖVLƏRĠ.

Hal-hazırda daxili yanma mühərriklərinin işlənmiş qazlarındakı zərərli maddələrin

neytrallaşdırılması üçün katalitik, termiki və mayeli neytralizatorlardan istifadə olunur.

Katalitik neytralizatorlar digərlərindən tərkiblərində aktiv elementlərin, yəni katalizatorların

olması ilə fərqlənirlər. Katalizatorlar zərərli maddələrin zərərsizləşdirilməsi üçün tələb olunan

reaksiyanı sürətləndirirlər. Katalitik neytralizatorlar elə hazırlanır ki, ona daxil olan işlənmiş qazlar

axını çoxsaylı şırnaqlara ayrıla bilsin. Bu, işlənmiş qazlarla daşıyıcının üzərinə örtük kimi çəkilmiş

katalizatorun təmas səthinin xeyli artmasını təmin edir. Nəticədə katalizatorla işlənmiş qazlar daha çox

vaxt ərzində təmasda ola bilirlər. Şəkil 12.5-də şan şəkilli monolit daşıyıcıya malik katalitik

neytralizatorun prinsipial sxemi verilmişdir. Daşıyıcıdakı deşiklərin divarlarının qalınlığı 0.150.20

mm hədlərində olur. Daşıyıcının hər 12sm -də onlarla şan (yuva) olur. Deşiklərin divarlarında çox

kiçik məsamələr olduğundan qaz axını asanlıqla qonşu deşiklərə keçə bilir. Qazların deşik boyu

birbaşa axınının qarşısını almaq üçün deşiklərin giriş və çıxışları növbə ilə tıxaclarla qapanır.

İşlənmiş qazların həcmi sərfinin ( İQV ) katalizatorun səthinin sahəsinə ( NS ) olan nisbəti

neytralizatorun yükünü ( NN ) xarakterizə edir. İşlənmiş qazların temperaturunun eyni qiymətində və

katalızatorun materialının dəyişmədiyi halda neytralizatorun yükü artdıqca onun aktivliyi azalır.

84

Şək.12.5 Katalitik neytralizatorun prinsipial sxemi.

Katalitik neytralizatorlar 2 cür olurlar: oksidləşdirici və bərpaedici neytralizatorlar.

Oksidləşdirici neytralizatorlar ikikomponentli olurlar. Onların əsas funksiyası natamam yanma

məhsulları olan dəm qazı (CO) və karbohidrogenləri (CHx) zərərsiz olan karbon qazına (CO2) və su

buxarına (H2O) qədər oksidləşdirməkdir. Bu cür neytralizatorlar mühərriklərin işlənmiş qazlarının

tərkibindəki dəm qazı və karbohidrogenlərin konsentrasiyasını 3095 % azaltmağa imkan verirlər.

Onlar həmçinin yanacaq və yağların karbohidrogen qalıqlarının 5080 %-ə qədərini oksidləşdirə və

işlənmiş qazların tərkibindəki dispers hissəciklərin emissiyasını aşağı sala bilirlər.

Bərpaedici neytralizatorlardan işlənmiş qazların tərkibindəki azot oksidləri emissiyasını

azaltmaq üçün istifadə olunur. Belə neytralizatorlarda azot oksidləri (NOx) zərərsiz azota (N2) qədər

bərpa edilirlər. Oksidləşdirici və bərpaedici neytralizatorlardan birgə istifadə olunduqda belə blok

bifunksional adlanır, çünki o həm oksidləşdirici, həm də bərpaedici funksiyaları yerinə yetirə bilir. Bu

cür neytralizatorlara üç komponentli neytralizatorlar (şək.12.6 və şək.12.7) da deyilir, çünki onlar

dəm qazına, karbohidrogenlərə və azot oksidlərinə təsir edə bilirlər.

Şək.12.6. Ənənəvi bifunksional katalitik neytralizatorun prinsipial sxemi.

Şək.12.7. Bifunksional neytralizator:

85

a) iş sxemi: 1-yanacaq sərfölçəni; 2-mühərrik; 3-idarəedici blok; 4-oksigen sensoru (-

zond); 5-neytralizator; b) ümumi görünüşü: 1-neytralizator; 2-keramik monolit; 3-

oksigen sensoru (-zond); 4-neytralizatorun gövdəsi.

Bu neytralizatorlarda katalizator kimi əsasən qiymətli və nəcib metallardan, habelə keçid

metalları və onların oksidlərindən istifadə olunur. Qiymətli metallardan ən çox platin, palladium və

rodiuma üstünlük verilir. Platin və palladium oksidləşdirici neytralizatorlarda katalizator rolunu

oynayırlar. Bərpaedici neytralizatorlarda isə rodiumdan istifadə olunur. Bəzi hallarda rutenium,

rubidium və iridium da katalizator rolunu oynayır. Katalitik bifunksional neytralizatordakı platin,

palladium və rodiumun nisbəti təxminən 4060/3040/1020 % hədlərində olur. Belə neytralizatorun

ilkin həcminin hər 1 litrinə 7.515.0 qram, əsas həcminin hər litrinə isə 3.07.5 qram metal düşür.

Müxtəlif materiallardan hazırlanmış hər bir katalizatorun maksimal aktivliyi müxtəlif

temperaturlarda olur. Bu səbəbdən katalizatorların materiallarının müxtəlifliyi işlənmiş qazların

mümkün olan temperatur diapozonunu əhatə etməyə imkan verir.

Nəcib və qiymətli metallardan hazırlanmış katalizatorların ən böyük nöqsanı onların

―zəhərlənməyə‖ meylli olmasıdır. Bu halda katalizatorun aktivliyi sıfıra qədər enir. Katalizatorun

―zəhərlənməsinə‖ səbəb olan amillər çoxdur. Bunlardan birincisi mühərriklərdə etilləşdirilmiş

benzinlərdən istifadədir. Bu cür benzinlərin tərkibində olan qurğuşun oksidləri molekullar səviyyəsində

aktiv elementlə (yəni, katalizatorla) kimyəvi əlaqəyə girərək çox sıx təbəqə əmələ gətirirlər. Nəticədə,

katalizator zərərli qazlardan təcrid olunur və aktivliyini itirir. Benzin və dizel yanacaqlarının tərkibində

olan kükürd birləşmələri də qeyd olunan zərərli təsirə malikdirlər. Bu təsir nəticəsində azot oksidinin

azot-4-oksidə (NO2) çevrilmə dərəcəsi də azalır. Halbuki, məhz NO2 ilə katalizatorun təması

nəticəsində azot oksidləri sərbəst azota N2 qədər bərpa olunurlar..

Neytralizatorların ―zəhərlənməsi‖ onların resursunu xeyli azaldır. İşlənmiş qazlar axınının

katalizator səthinə göstərdiyi mexaniki təsir, habelə işlənmiş qazların çox yüksək (600C-dən yuxarı)

temperaturu nəticəsində aktiv elementin termiki köhnəlməsi (dağılması) də neytralizatorların səmərəli

fəaliyyət müddətini azaldır. Katalizatorun səthində qurğuşun birləşmələrinin yaratdığı təbəqəni aradan

götürmək üçün onu 1000C-dən yuxarı temperatura qədər qızdırmaq tələb olunur. Bu isə termiki

köhnəlməni kəskin olaraq sürələndirdiyindən yolverilməz hesab olunur.

Keçid metallarından hazırlanmış katalizatorlardan ya fərdi surətdə, ya da bir neçə elementin

iştirakı ilə mineralların (məsələn, bazaltın) tərkibində istifadə olunur. Bazalt təbii materialdır, qiyməti

ucuzdur, zərif lifli struktura, yüksək ərimə temperaturuna (11001500C) və istilik tutumuna malikdir.

Bazaltların tərkibində labrador (plagioklaz) üstünlük təşkil edir. Kimyəvi tərkibinə görə labrador

natrium-kalsiumlu alümosilikatların fasiləsiz izomorf sırasına daxildir. Bazaltın sıxlığı 2.622.76

3sm

q-dir. Onun tərkib elementlərinin bəziləri natamam yanma məhsullarına katalizator kimi təsir edə

bilirlər. Düzdür, belə katalizatorların effektivliyi nəcib metallardan hazırlanmış katalizatorların

effektivliyindən xeyli aşağıdır. Onların natamam yanma məhsullarına qarşı aktivliyi 2030 %-dən

yuxarı olmur. Lakin onlar xeyli uzuz başa gəlirlər. Belə katalizatorlardan ilkin neytralizatorlarda

istifadə etmək məqsədəuyğundur. Bu halda əsas neytralizatorun nəcib metallardan hazırlanmış

katalizatoruna göstərilən təsiri xeyli zəiflətmək mümkündür. Təbiidir ki, mineral əsaslı katalizatorlar

daha tez korlanaraq, işdən çıxacaqdır. Lakin onların tez-tez dəyişdirilməsi iqtisadi cəhətdən nəcib

metallardan hazırlanmış katalizatorların dəyişdirilməsindən dəfələrlə sərfəlidir.

Maye şəklində olan katalizatorlardan sidik cövhərinin [(NH2)2CO] sulu məhlulunu göstərmək

olar (cövhərin məhluldakı payı 32.5 %-dir). Bu katalizatordan azot oksidlərinin azota qədər bərpasında

istifadə oluna bilər. Bərpa reaksiyası katalizatorun iştirakı ilə baş tutur. Bu metodun aktivliyi 90 %-ə

qədər çatır. Əvvəlcə, işlənmiş qazların yüksək temperaturunun təsiri ilə sidik cövhərinin [(NH2)2CO]

sulu məhlulundan karbon qazı (CO2) və ammiak (NH3) yaranır. Sonra isə ammiak azot oksidləri ilə

reaksiyaya girərək onları sərbəst azota (N2) çevirir:

(NH2)2CO + H2O CO2 + 2NH3

4NO +4NH3 +O2 4N2 +6H2O

86

6NO2 + NH3 7N2 +12H2O.

Bu reaksiyalar zamanı katalizator kimi müxtəlif maddələrdən istifadə oluna bilər. Lakin

neytralızatorun temperatur üzrə ―işçi pəncərəsi‖ müxtəlif diapozonlarda olur — platin üçün 180C-dən,

seolitlər üçün 500C-dək (şək.12.8).

Şək.12.8 Katalizatorun materialının işlənmiş qazların maksimal aktivliyi təmin edən temperaturuna

təsiri:

1-Pt; 2-Rh; 3- 232 TiOOV ; 4-seolitlər.

Yuxarıda adı çəkilən metod selektiv neytrallaşdırma metodlarına (SCR) aiddir. Bu metod hələ

1960-cı illərin sonunda iri porşenli və qazturbinli mühərriklərin işlənmiş qazlarının tərkibindəki azot

oksidləri emissiyasını azaltmaq üçün tətbiq edilirdi. Lakin o vaxt katalizator kimi ammiakın sulu

məhlulundan istifadə olunurdu. Bu məhlul isə kəskin və xoşagəlməz iyə malik idi. Sidik cövhərinin

sulu məhlulu bu çatışmazlığı aradan qaldırdı. Lakin bu metodun nöqsanları da var. Əvvəla,

avtomobildə məhlul doldurmaq üçün kifayət qədər iri həcmli çənin olması tələb olunur. Bu isə

avtomobilin yükgötürmə qabiliyyətinin azaldır. İkincisi, məhlul -11C-də donur və bu problemi də həll

etmək lazım gəlir.

Məcburi alışdırmalı mühərriklərdə katalitik neytralizatorların tətbiqi yanıcı qarışığın tərkibini

tənzimləyə bilən elektron idarə sisteminin olmasını tələb edir. Çünki, aparılan tədqiqatlar göstərmişdir

ki, neytralızatorun maksimal effektivliyi yanıcı qarışığın 0301 . tərkibində təmin olunur. Bu

onunla əlaqədardır ki, natamam yanma məhsullarının oksidləşdirilməsi üçün izafi oksigen lazımdır,

yəni yanıcı qarışığı kasıblaşdırmaq tələb olunur. Digər tərəfdən isə, azot oksidlərinin azota qədər

bərpası üçün izafi oksigenin olması lazım deyil. Beləliklə, yanıcı qarışıq stexiometrk tərkibdən ( 1 )

fərqləndikdə zərərli maddələrin biri və ya ikisi üzrə neytrallaşdırmanın aktivliyi aşağı düşür.

Yanıcı qarışığın tərkibini tələb olunan diapozonda saxlamaq üçün əks əlaqəyə malik sistemdən

istifadə olunur. Bu sistem işlənmiş qazlarda olan oksigenin konsentrasiyasını ölçən oksigen

sensorundan istifadəyə əsaslanır (şək.12.9). Sensor işlənmiş qazlarda olan oksigenin konsentrasiyasını

ölçərək, faktiki olaraq hava artıqlıq əmsalının qiymətinə nəzarət edir. Beynəlxalq aləmdə hava artıqlıq

əmsalı ilə işarə olunduğundan bu sensora -zond da deyilir. Belə sensorla işləyən neytralizatorun

aktivliyi 8595 %-ə çatdığı halda, sensorsuz işləyən neytralizatorlarda bu rəqəm 5065 %-i keçmir.

Oksigen sensoru ya cərəyan gərginliyinin, ya da müqavimətin dəyişməsi prinsipi ilə işləyir.

Birincilərə elektrokimyəvi, ikincilərə isə rezistiv sensorlar deyilir. Elektrokimyəvi sensorlar daha geniş

yayılıb. Bu sensorda sirkonium-4-oksidin (ZrO2) atmosferdə və işlənmiş qazlardakı oksigenin

konsentrasiyası fərqli olduqda elektrik potensialları fərqi yaratmaq xüsusiyyətindən istifadə olunub.

Sensorun üzərinə platin təbəqəsi çəkilmiş uc hissəsi xaricetmə borusunda, işlənmiş qazlar axınında

yerləşdirilir. Sensorun daxili həcminə isə ətraf mühitdən hava daxil olur. Mühərrikdə kasıb qarışıqlar

yandırıldıqda işlənmiş qazlardakı və ətraf mühitdəki oksigen konsentrasiyaları arasındakı fərq cüzi

olduğundan yaranan cərəyan gərginliyi kiçik alınır (100 mV). Zəngin qarışıqlar yandırılan zaman isə

oksigenin işlənmiş qazlardakı və ətraf mühitdəki konsentrasiyaları arasındakı fərq böyük alındığından

yaranan cərəyanın gərginliyi də böyük olur (800 mV). Oksigen sensorlarının nöqsan cəhəti onların

350900C temperatur diapazonunda işləməsidir. Bu səbəbdən oksigen sensorı elektrik qızdırma

87

sistemi ilə təchiz olunur. Neytralizatorun işinə daha səmərəki nəzarət etmək üçün çox vaxt iki oksigen

sensorundan istifadə olunur. Bu halda sensordan biri neytralizatordan qabaq, digəri isə sonra

yerləşdirilir.

Şək. 12.9. Oksigen sensoru (λ-zond):

1-gövdə; 2, 3-keramik patronlar; 4-qoruyucu örtük; 5-izoləedici; 6-elektrik ayrıcı; 7-

qızdırıcı element; 8-platin kontakt; 9-―—― elektrik yüklü örtük qatı; 10-―+‖ elektrik

yüklü qat; 11-işlənmiş qazlar; 12-ətraf mühit havası; 13-işlənmiş qazların çıxışı; 14-

qoruyucu qapaq; 15-aktiv keramik qapaq; 16-sorma borusu tərəf.

Vaxt ötdükcə katalizatorun səthində qurum, kükürd birləşmələri, karbohidrogenlərin

polimerləşmə məhsulları yığılır. Nəticədə neytralizatorun aktivliyi aşağı düşür. Nəzarət parametri kimi

işlənmiş qazlara neytralizator tərəfindən göstərilən əks-təzyiqin artmasından istifadə olunur. Əgər əks-

təzyiq təzə neytralizatorun göstərdiyi əks-təzyiqdən 25 % çoxdursa, bu neytralizatorun aktivliyinin

aşağı olmasına işarədir. Neytralizatorların səmərəli işini bərpa etmək üçün regenerasiyadan istifadə

olunur. Ən asan üsul mayeli regenerasiyadır. Bu halda katalizator neytralizatordan çıxarılaraq tüklü

fırça ilə təmizlənir və 1545 dəq. ərzində zəif, xlorlaşdırılmamış yuyucu vasitə məhlulu doldurulmuş

çəndə yerləşdirilir. Sonra isə su və ya hava şırnağı altında yuyulur. Yuyulduqdan sonra katalizator

120150C temperaturda qurudulur. Regenerasiya, neytralizatorun çirklənməsindən asılı olaraq,

mühərrikin hər 4001000 saat işindən sonra aparılmalıdır.

12.3. ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN TERMĠKĠ NEYTRALĠZATORLARI.

Termiki neytralizator mühərrikin xaricetmə traktında yerləşdirilmiş yanma kamerindən (və ya

reaktordan) ibarətdir. Onun iş prinsiri reaktordakı işlənmiş qazların temperaturunu 650850C-dək

yüksəltmək hesabına natamam yanma məhsullarının oksidləşmə reaksiyalarının sürətləndirilməsinə

əsaslanır. Nəticədə dəm qazı, aldehidlər, qurum hissəcikləri, habelə tam yanmamış yanacaq və yağ

buxarları neytrallaşdırılır. Belə neytralizatorların səmərəliliyi 90 %-ə çatır. Azot oksidləri

emissiyasının azaldıla bilməməsi termiki neytralızatorların ən böyük nöqsanıdır.

Reaktordakı temperaturu yüksəltmək üçün reaksiya gedən zonaya əlavə yanacaq verilir və ya

reaktor elektrik qızdırma sistemi ilə təchiz olunur. Belə neytalizatorlara alovlu neytralizatorlar deyilir.

Alovlu neytralizatorlar yüksək temperatura davamlı materiallardan hazırlanır və istilik izoləedicilərilə

88

təmin olunurlar. Reaktordakı işlənmiş qazların temperaturunu yüksəltmək üçün oksigenin işlənmiş

qazlardakı konsentrasiyasını artırmaq olar. Bu məqsədlə reaktora əlavə hava verilməsi mümkündür.

Belə neytralizatorlara alovsuz neytralizatorlar deyilir. Lakin bu tip neytralizatorlar yalnız

zənginləşdirilmiş yanıcı qarışıqla işlədikdə səmərəli ola bilər. Çünki, yanıcı qarışığın kasıblaşdırılması

işlənmiş qazların temperaturunun azalmasına səbəb olur. Belə halın qarşısını almaq üçün əlavə istilik

izoləedicilərdən istifadə oluna bilər və ya neytralizatordakı işlənmiş qazların dövr etməsini

intensivləşdirmək üçün xüsusi tədbirlər tətbiq etmək olar.

Termiki neytralizatorlar mühərrikin xaricetmə borusunun əvəzinə də quraşdırıla bilər və onun

funksiyalarını yerinə yetirmək imkanına malikdir. Onların məcburi alışdırmalı mühərriklərdə tətbiqi

daha səmərəlidir. Belə ki, bu mühərrıklərdə işlənmiş qazların temperaturu kifayət qədər yüksək

olduğundan oksidləşmə reaksiyalarının intensivliyi də yüksək olur və reaktora əlavə yanacağın

verilməsinə ehtiyac qalmır. Həm də ki, məcburi alışdırmalı mühərriklərin işlənmiş qazlarındakı dəm

qazı və karbohidrogen konsentrasiyaları dizel mühərrikləri ilə müqayisədə xeyli çoxdur.

Termiki neytralizatorun gətirici boruları odadavamlı təbəqə poladından hazırlanmış bir və ya iki

odluqlu boru-içliklərə malık gövdədən ibarətdir (şək.12.10).

Şək. 12.10. Termiki neytralizator:

1-mühərrikin xaric boruları; 2-işlənmiş qazların neytralizatordan çıxışı; 3-əlavə havanın verilməsi.

Dəm qazı və karbohidrogenlərin oksidləşməsi üçün lazım olan havanın xaric qazları ilə yaxşı

qarışdırılması intensiv burulğanların və turbulentliyin köməyi ilə təmin edilir. Qazların burulğan

hərəkəti və turbulentliyi isə onların neytralizatorun borularındakı deşiklərdən keçməsi və arakəsmələr

sisteminin təsiri ilə öz hərəkət istiqamətlərinin dəyişməsi nəticəsində yaranır. Dəm qazı və

karbohidrogenlərin səmərəli yanması üçün kifayət qədər çox vaxt tələb olunduğundan neytralizatorda

işlənmiş qazların sürətinin az olması lazımdır. Bu isə neytralizatorun həcminin böyüməsinə səbəb olur.

Divarlara istilikvermə nəticəsində xaric qazların temperaturunun aşağı düşməsinin qarşısını

almaq üçün xaricetmə borusu və neytralizator istilik izoləediciləri ilə örtülür, mühərrikin xaricetmə

kanallarında istilik ekranları quraşdırılır, neytralizatoru mühərrikə mümkün qədər yaxın yerdə

yerləşdirirlər. Bütün bu tədbirlərin görülməsinə baxmayaraq mühərrik işə salınandan sonra

neytralizatorun qızmasına xeyli vaxt sərf olunur. Bu vaxtı qısaltmaq üçün xaric qazlarının

temperaturunu yüksəltmək lazım gəlir. Bunun üçün isə yanıcı qarışığı zənginləşdirmək və qığılcımın

verilməsinin qabaqlama bucağını kiçiltmək lazım gəlir. Nəticədə, mühərrikin yanacaq sərfi artır.

Mühərrikin aralıq rejimlərində işi zamanı da neytralizaorun reaktorunda sabit alovun olmasını təmin

etmək üçün yuxarıda adı çəkilən tədbirlərə əl atmaq lazım gəlir. Bundan başqa neytralizatorda qoyulan

odluqlu boru-içliklər də dəm qazı və karbohidrogenlərin effektiv oksidləşməsinin başlanmasına qədər

keçən vaxtın kiçilməsinə kömək edir.

Qeyd etmək lazımdır ki, termiki neytralizatorlardan hal-hazırda nadir hallarda istifadə olunur.

Lakin onların katalitik neytralizatorlarla kombinə edilmiş şəkildə birlikdə tətbiq olunma imkanları da

var. Belə kombinasiya iki variantda mümkündür:

1) əvvəlcə azot oksidlərini neytrallaşdırmaq məqsədi ilə katalitik neytralizator, sonra isə dəm

89

qazı və karbohidrogenləri neytrallaşdırmaq üçün termiki neytralizator yerləşdirilir;

2) birinci olaraq termiki neytralizator, sonra isə oksidləşdirici mühitli katalitik neytralizator

yerləşdirilir (şək.12.11). Bu halda CHx və CO-nun oksidləşməsi üçün lazım olan əlavə hava ikinci

yerləşdirilmiş katalitik neytralizatora verilir.

Şək.12.11. İşlənmiş qazların kombinə edilmiş neytralizatoru:

1-termiki neytralizator; 2-katalitik neytralizator; 3-klapan; 4 və 6-sensorlar; 5-

impulsların yavaşıdıcısı; 7-səsboğucu.

12.4. ĠġLƏNMĠġ QAZLARIN MAYELĠ NEYTRALĠZATORLARI.

Mayeli neytralizatorlarda (şək.12.12) işlənmiş qazlar maye qatından keçirilir. Maye kimi adətən

sudan istifadə olunur. Nəticədə qurum, benz-a-piren, kükürd oksidləri və formaldehid çox effektiv

olaraq udulur. Mayenin temperaturu artdıqca qazların udulması pisləşir. Əvəzində həllolma nəticəsində

maye və bərk maddə buxarlarının udulması yaxşılaşır. Bu tipli neytralizatorlardan da çox az istifadə

olunur.

Şək.12.12. Mayeli neytralizatorun prinsipial sxemi:

1-dizelin xaricetmə borusu; 2-neytralizatorun gövdəsi; 3-perforasiya edilmiş (çoxlu kiçik

deşikləri olan) boru; 4-neytrallaşdırıcı məhlul çəni; 5-maye; 6-xaric qazlar borusu; 7-

çənin boğazlığı; 8-süzgəc.

12.5. BƏRK HĠSSƏCĠKLƏRĠ NEYTRALLAġDIRAN SÜZGƏCLƏR.

Konstruktiv xüsusiyyətləri. Bərk hissəcik süzgəcləri dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının

tərkibində olan qurum və bərk sulfatların miqdarını azaltmaq üçün nəzərdə tutulurlar. Adı çəkilən bərk

hissəciklər süzgəcin süzücü elementləri tərəfindən tutulub saxlandığından onların işlənmiş qazlardakı

miqdarını xeyli azaltmaq mümkün olur. Hal-hazırda mühərrikqayırma sənayesində belə süzgəclərin iki

90

növü istehsal olunur: 1) katalitik örtüyə malik süzgəclər; 2) daim regenerasiya olunan süzgəclər.

Katalitik örtüyə malik süzgəclərin konstruksiyası prinsipcə qazşəkilli maddələrin katalitik

neytralizatorun konstruksiyasından çox az fərqlənir. Belə ki, bu tip süzgəclərdə də işlənmiş qazlar axını

məsaməli divarlardan süzülüb keçir. Lakin divarlar ancaq qazşəkilli maddələri özündə buraxır, bərk

maddələri isə tutub saxlayır.

Qurumaqarşı süzgəc tiplərindən biri də Elektrocat DPF süzgəcidir (şək.13.1). Belə süzgəclər

plazmalı regenerasiya hesabına işlənmiş qazların kifayət qədər aşağı temperaturlarında da fəaliyyət

göstərə bilirlər.

Şək.12.13. Elektrocat DPF tipli qurumaqarşı süzgəc:

1-işlənmiş qazların keçməsi üçün kanallar; 2-izoləedici; 3-perforasiya edilmiş elektrod; 4-

işlənmiş qazların çıxış deşiyi; 5-işlənmiş qazların giriş deşiyi; 6-keramik qranulalar; 7-yüksək

gərginliyin girişi; 8-gövdə; 9-keramik qat; 10-elektrod; 11-metal tıxac.

Adı çəkilən süzgəclər yanacağın tərkibindəki kükürdə qarşı həssas deyil. Süzgəcin iş prosesi

zananı plazma yaranır. Plazma — cərəyanın təsiri ilə ionlaşan qazdan ibarətdir və onun tərkibindəki

elektronlar və sərbəst radikallar plazmanı kimyəvi cəhətdən aktivləşdirir.

Əgər süzgəcin divarları katalizatorla örtülübsə süzgəc katalitik neytralizator kimi işləyir.

Katalizator olmadığı halda isə süzgəc termiki katalizator kimi işləyir. Yanacağın tərkibində kükürdün

olması süzgəcin regenerasiyasından ötrü işlənmiş qazların temperaturunun artırılmasını zəruri edir.

Temperaturun artma dərəcəsi katalitik örtüklü süzgəclərdə daimi regenerasiyalı süzgəclərə nisbətən

daha yüksək olur. Karbohidrogenlər üzrə bu süzgəclərin aktivliyi müvafiq olaraq 70 və 85 % təşkil

etdiyi halda, dəm qazı üzrə aktivlik hər iki tip süzgəclər üçün 9099 % hədlərində olur. Süzgəclərin

mühərriklərdə tətbiqi işlənmiş qazlara göstərilən təzyiqi nəzərəçarpacaq dərəcədə artırır. Özü də daimi

regenerasiyalı süzgəclərdə bu təzyiq daha yüksək olur. Nəticədə mühərrikin yanacaq qənaətliliyi 2 %-ə

qədər pisləşir.

Hal-hazırda bu süzgəclərin iki tipi məlumdur: 1) dolaqlı; 2) keramik-monolit. Digər süzgəc

tipləri bu iki prinsipial sxemlərdən törənmiş süzgəclərdir.

Burma dolaqlı süzgəc. Bu tip süzgəclər xaricindən daxilinə doğru işlənmiş qazlar keçən bir

neçə borucuqdan ibarətdir. Süzücü element rolunu perforasiya olunmuş polad borucuqlara bir neçə qat

dolanmış keramik sap (tel) oynayır. Dolama texnikası və keramik telin səthinin vəziyyəti süzgəcin

səmərəliliyinə təsir edə elementlərdir.

Monolit süzgəc. (şək.13.2) Belə süzgəc çıxışları növbə ilə qapadılmış çoxsaylı kanallardan

ibarət olur. Monolit süzgəclərin səmərəliliyi keramik divarların məsaməliliyindən və qalınlığından asılı

olur. Süzgəcin həcmi və onun işlənmiş qazlar axınına göstərdiyi müqavimət də məhz bu amillərlə

bağlıdır.

Süzgəclərdə kristobolit, toenstatit, kordierit, sapfirin, mullit, şpinel, korund kimi keramika

növlərindən istifadə olunur. Ən geniş yayılan keramika növü kordieritdir (2 MgO2Al2O35SiO2).

Onun fiziki-kimyəvi xarakteristikaları məqbul sayılır: istilikdən genişlənmə əmsalı 0-a yaxındır,

1400˚C-dən yüksək temperaturda da yumşalmır, mexaniki möhkəmliyi yuxarı temperaturlarda da

kifayət qədər yüksəkdir, 1200˚C-yə qədər qızdırdıqca axıcılıq həddi yüksəlir. Kordieritin məsaməli

91

struktura malik olması onun nəcib metallardan olan katalizatorlarla yüksək işbirliyini təmin edir.

Monolit süzgəclərin xarakteristikaları onların məsaməliliyi ilə müəyyən edilir. Məsamələrin xətti

ölçüləri 12 mkm-dən az olduqda süzgəc yüksək səmərəliliyə malik hesab olunur. Xətti ölçülər 1235

mkm olduqda süzgəc orta səmərəliliyə, 35 mkm-dən çox olduqda isə az səmərəliliyə malik hesab edilir.

1 2sm səthdəki məsamələrin sayı 60100 arasında olmalıdır.

Şək.12.14. Katalizatorlu bərk hissəciklər süzgəcinin iş prinsipi:

1-işlənmiş qazların neytralizatora girişi; 2-tıxaclar; 3-təmizlənmiş işlənmiş qazlar

axını; 4-üzərinə katalizator örtük çəkilmiş daşıyıcı (matritsa); 5-tutulub saxlanmış

bərk hissəciklər.

Süzgəclərin diametr və uzunluğu minik avtomobillərində 150x150 mm, yük avtomobillərində və

avtobuslarda 300x300 mm, dağ-mədən nəqliyyatında isə 380x380 mm olur.

Monolit süzgəclər özü də monolit və seqmentli olmaqla iki əsas tipə bölünürlər. Seqmentli

süzgəclər bir-biri ilə yapışdırıcı komponentlə birləşdirilmiş bir neçə seqmentdən ibarət olur. Monolit

süzgəcin möhkəmliyi seqmentli süzgəcin möhkəmliyindən yüksək olur.

Süzgəclərin effektivliyi həmçinin süzücü blokun hazırlanma üsulundan da asılılıdır. Məsaməli

materialdan hazırlanmış blok köpükləndirilmiş materialdan hazırlanmış bloka nisbətən daha üstün

hesab edilir. Çünki məsaməli materialdan hazırlanmış süzücü elementin işlənmiş qazlar axınına

müqaviməti nisbətən az olur və o daha kiçik ölçülü hissəciklərin tutulub saxlanmasını təmin edir.

Süzgəclərin bütün növləri və konstruksiyaları üçün ən böyük problem onların regenerasiyası,

yəni funksional xassələrinin bərpasıdır. Ən yaxşı süzgəclər 1012 saat ərzində səmərəli fəaliyyət

göstərə bilirlər. Bu avtomobilin təxminən 550 km-lik yürüşü deməkdir. Göstərilən müddətdən sonra

süzücü elementin məsamələrində yığılan bərk hissəciklər onun müqavimətinin buraxılabilən həddən

yüksək olmasına gətirib çıxarır.

Regenerasiya prosesi adətən dispers hissəciklərin süzgəcin özündə yandırılması yolu ilə aparılır.

Bunun üçün süzgəcin temperaturunu müəyyən həddə qədər yüksəltmək lazımdır. Bu məqsədlə süzgəc

ya elektrik qızdırıcısının köməyi ilə qızdırılır, ya da ayrıca fəaliyyət göstərən qızdırıcıdan çıxan qızmar

qaz axınını süzgəcdən keçirməklə onun temperaturu yüksəldilir. Regenerasiyanın baş verməsi üçün

süzgəcin temperaturu 800˚C-dən az olmamalıdır. Yalnız bu halda süzgəcdə yığılmış bərk hissəciklər

tamamilə yana bilirlər. Regenerasiya 3÷5 dəq davam edir. Ayrıca qızıdırıcıdan istifadə olunduqda

yanacaq sərfi 0.5 l olur. Regenerasiya zamanı süzgəcin hər bir tərəfinin eyni dərəcədə qızdırılması tələb

olunur. Bunu etmək isə heç də asan deyil. Belə ki, ayrıca qızıdırıcıdan çıxan qaynar qaz axını həmin

andan başlayaraq soyuduğundan süzgəcin hər yerini eyni dərəcədə qızdıra bilmir. Qurum özü də

süzgəcin hər yerində eyni miqdarda yığılmır. Bu, qurum çox yığıldığı yerdə onun yanmasından alınan

istiliyin həmin zonanı daha çox qızdırmasına səbəb olur. Nəticədə süzgəc bəzi zonalarda 1400˚C-yə

qədər və daha çox qızır, digər zonalarda isə temperatur heç 600˚C-yə qədər də çatmır. Qurumun

alışmasının aşağı həddi isə məhz 600˚C-dir. Qurumun zəmanətli yanmasını təmin etmək üçün süzgəcin

kanallarının səthinə nəcib metal və ya misdən katalızator örtüyü çəkilir. Nəticədə qurumun alışma

temperaturu 600˚C-dən 300˚C-yə qədər düşür.

Regenerasiya sisteminə daxil olan yanacaq qızdırıcısı süzücü blokdan əvvəl yerləşdirilir.

92

Qızdırıcısı dizel yanacağından, benzindən və digər yanacaqlardan istifadə oluna bilər. Regenerasiyanın

başlanma anı elektron idarəetmə bloku tərəfindən avtomatik olaraq müəyyən edilir. Nəzarət parametri

kimi işlənmiş qazlara göstərilən əks təzyiqin qiyməti götürülür. Nəqliyyat vasitələrində qoyulan bu cür

sistem regenerasiya prosesini sürücünün diqqətini yayındırmadan həyata keçirir.

Regenerasiya gedən zaman işlənmiş qazlar axınını süzkəcdən kənar marşruta yönəltmək üçün

baypas sistemlərindən də istifadə olunur. Bu halda işlənmiş qazlar axını ya digər süzgəcə, ya da birbaşa

səsboğucuya yönəldilir. Regenerasiya zamanı qurumun alışma temperaturunu 200÷300˚C-yə qədər

aşağı salmaq məqsədilə yanacağa ferrosen və sirkonium oksidi kimi mikroaşqarlar qatılır.

İşlənmiş qazların tərkibindəki bərk hissəciklərin miqdarının azaldılmasına xidmət edən

qurğulardan biri də burulğan tipli qurumayırıcılardır (şək.13.3). Onlardan keçən işlənmiş qazlar axını

daxildəki vintvari qurğuya daxil olmaqla burulğan hərəətinə cəlb olunurlar. Nəticədə, işlənmiş

qazlardakı bərk hissəciklər ətalət qüvvələrinin təsiri ilə periferik (ətraf) zonalara sıxılaraq saxlanclara

dolur. Qeyd etmək lazımdır ki, bu tip qurumayırıcıların səmərəliliyi o qədər də yüksək olmur. Belə ki,

onlar yalnız ölçüsü 2.5mkm-dən böyük olan nisbətən ağır hissəciklərə təsir göstərə bilirlər.

Qurumayırıcıların tətbiqi yalnız tüstülük dərəcəsi 30÷35 %-dən az olduqda iqtisadi cəhətdən

məqsədəuyğun sayıla bilər. Tüstülük səviyyəsi bundan yüksək olduqda qurumayırıcılar səmərəli

olmurlar.

Şək.12.15. Burulğan tipli qurumayırıcı:

1 və 6-elektrodlar; 2-işlənmiş qazların mühərrikdən daxil olması; 3 və 4-eninə və

uzununa burulğanyaradıcılar; 5 və 9-süzgəcin 1-ci və 2-ci pillələri; 7-elektroda

verilən gərginlik; 8-təmizlənmiş işlənmiş qazların çıxışı; 10-tutulub saxlanmış

bərk hissəciklərin xarıc edilməsi.

13-cü mühazirə

13. ĠSTĠSMAR ġƏRAĠTĠNDƏ MÜHƏRRĠKLƏRĠN ZƏRƏRLĠ TULLANTILARININ

ARTMASI SƏBƏBLƏRĠ VƏ ONLARIN ƏTRAF MÜHĠTƏ ZƏRƏRLĠ TƏSĠRLƏRĠNĠN

AZALDILMASI YOLLARI: Ġġ REJĠMLƏRĠ, MÜHƏRRĠKĠN TEXNĠKĠ VƏZĠYYƏTĠ.

13.1. ĠSTĠSMAR ġƏRAĠTĠNDƏ D.Y.M-NĠN ZƏRƏRLĠ TULLANTILARININ ARTMASININ SƏBƏBLƏRĠ.

Avtonəqliyyat vasitələrinin hərəkət intensivliyinin daim artması iri şəhərlərin və sənaye

mərkəzlərinin atmosferinin nəzərə çarpacaq dərəcədə çirklənməsinə səbəb olur. Atmosferin

çirklənməsinin azaldılması üçün əsas tədbirlər avtomobil nəqliyyatının iş prosesinin təkmilləşdirilməsi

və onun sənaye sisteminin yaradılmasıdır.

Birinci tədbirlər qrupu təşkilati xarakter daşıyaraq vahid avtonəqliyyat işi və ya sərnişin daşınması

93

ərzində atmosferə atılan zərərli maddələrin miqdarının azalmasını təmin edir. Buraya yol hərəkətinin

təşkili, avtonəqliyyat vasitələri tərkibinin hərəkət rejimləri, sürücülərin peşə ustalıqlarının, nəqliyyat

vasitələrinin yükgötürmədən istifadə əmsalının və fərdi avtomobillərdən istifadənin səmərəliliyinin

artırılması (daşınmada sərnişinlərin sayının artırılması, reyslərin sayının məhdudlaşdırılması), seleteb

zonalar sisteminin yaradılması kimi amillər aiddir.

İkinci tədbirlər qrupuna nəqliyyat vasitələrinin texniki vəziyyətinin yaxşılaşdırılması, texniki

qulluq (TQ) və cari təmir (CT) sisteminin təkmilləşdirilməsi, zərərli tullantıların azaldilması üçün

əlavə vasitələrdən istifadə olunması, avtomobil nəqliyyatının işlənmiş qazlarının zəhərliliyinə nəzarət

sisteminin yaradılması kimi amillər aiddir.

Təbiidir ki, istismar nəticəsində nəqliyyat vasitəsinin texniki vəziyyəti dəyişir və bununla vahid

yürüşə düşən zərərli tullantıların miqdarı da artır.

Karbüratorlu mühərriki olan orta yükgötürmə qabiliyyətli yük avtomobillərinin vahid nəqliyyat işi

(1tkm) ərzində atmosferə atdığı zərərli tullantıların miqdarı aşağıdakı kimidir: CO – 10.1 kmt

q

, CHx

– 1.1 kmt

q

, NOx – 1.6

kmt

q

. Belə avtomobillərin 40÷50 tkm işindən sonra CO tullantısı 30÷40 %,

CHx – 20÷30 %, NOx isə 15÷18 % artır.

Avtomobilin uzunmüddətli istismar prosesində işlənmiş qazların zəhərliliyinə təsir edən əsas

aqreqatların və sistemlərin nasazlığının payı aşağıdakı kmidir: mühərrik – 26 %, qida sistemi – 38 %,

alışdırma sistemi – 21 % və transmissiya – 15 %.

Zərərli maddələrin atmosferə atılmasında hərəkət tərkibinin texniki vəziyyətinin təsiri daha

böyükdür. Nasaz və tənzimlənməmiş avtomobillər ətraf mühiti daha çox çirkləndirir. Avtomobilin

texniki istismarının yüksək səviyyədə təşkili ətraf mühitin çirklənməsini nəzərə çarpacaq dərəcədə

azaldır. Ətraf mühitin təmizliyinin saxlanması, işlənmiş qazların tərkibində zərərli maddələrin

miqdarının və onların təyin olunması metodlarının qanunvericilik normalarının əsaslandırılmış

seçimindən də asılıdır.

Müasir dövrdə avtomobillərin sayının durmadan artması şəraitində atmosferin çirklənməsinin

azaldılmasının ən səmərəli yolları nəqliyyat proseslərinin təkmilləşdirilməsi və antitoksik qurğulardan

istifadə olunması, gələcəkdə isə yeni tipli energetik qurğuların və yanacaqların yaradılmasıdır.

DYM-nin zərərli tullantılarının azaldilması bir sıra mürəkkəb texniki və təşkilati-texnoloji

problemlərin həlli ilə bağlıdır:

- d.y.m-nin texniki istismarı sahəsində sənayeləşdirilmiş metodların və qabaqcıl texnoloji

proseslərin işlənib hazırlanması;

- d.y.m üçün az zəhərli və zəhərsiz yanacaqların işlənib hazırlanması və tətbiqi.

Daxili yanma mühərrıklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarının artmasına əsas səbəb istismar rejimlərində yanıcı qarışığın tərkibinin pozulması və onun alışmasının pisləşməsidir.

Yanıcı qarışığın tərkibinin pozulması mühərrikin və onun sistemlərinin nizamlama xarakteristikalarının sabitliyinin dəyişməsi ilə əlaqədardır. İşlənmiş qazların tərkibindəki CO

tullantılarının maksimal miqdarı 11. olduqda alınır, -nın qiyməti bundan az və ya çox olduqda isə azalır. NOx tullantılarının miqdarı alışdırmanın tezləşdirmə bucağının kiçilməsi ilə azalır və yanıcı

qarışığın daha zəngin qiymətlərində maksimal qiymət alır. Hava artıqlıq əmsalının 90.

qiymətində qığılcım verilməsinin tezləşdirmə bucağını 18÷20 gecikdirdikdə NOx tullantıları 35÷45 % azalır, lakin bununla bərabər yanacağın xüsusi sərfi 12 % artır. CHx tullantılarının miqdarı da alışdırmanın tezləşdirmə bucağının kiçilməsi ilə azalır.

D.y.m-nin işlənmiş qazlarının tərkibinə təsir göstərmək üçün silindrdə gedən proseslərin və yanacağın yanmasının optimallaşdırılması, habelə xaricetmə sistemində işlənmiş qazların tərkibinin dəyişdirilməsi üsullarının hər ikisindən eyni zamanda istifadə olunması nəzərdə tutulur.

İşlənmiş qazların tərkibində zərərli maddələrin azaldılması üçün ən perspektiv üsul yanma

94

prosesinin optimallaşdırılmasıdır. Çünki natamam yanma məhsullarının (CO, CHx) onların yaranma mərhələsində neytrallaşdırılması mürəkkəb və nisbətən baha başa gələn neytralizatorların tətbiqindən daha sərfəlidir.

D.y.m-nin iş prosesinin analizi göstərir ki, mühərrikin boş işləmə rejimində işlənmiş qazların tərkibindəki dəm qazının konsentrasiyası qərarlaşmış iş rejimindəkinə nisbətən 2.1 dəfə, məcburi boş işləmə rejimlərində isə 1.6÷1.9 dəfə artır.

Zəhərliliyə qarşı qurğulardan istifadə və karbüratorun kasıblaşmağa doğru nizamlanması vahid yürüşə düşən zərərli maddə tullantılarının miqdarını (q/km-lə) azaldır (o cümlədən: CO – 2.1, CHx – 1.5 və NOx – 2.6 dəfə).

Karbüratorlu mühərriki olan orta sinifli yük avtomobilinin zərərli tullantılarına yol hərəkəti

rejiminin təsiri cədvəl 13.1-də verilmişdir.

Cədvəl 13.1

Yol hərəkətinin rejimi Zərərli tullantılar, q/km

CO CHx NOx

Müəyyən məsafədə dayanmadan:

Müəyyən məsafədə dayanmalarla:

- nizamlama vasitələrinin olduğu halda (işıqfor):

- bir yolayrıcı olduqda:

- iki yolayrıcı olduqda:

18.2

19.6

21.5

24.2

1.37

1.5

1.55

1.62

1.09

1.07

1.06

1.05

Cədvəldən göründüyü kimi 1 km-lik məsafədə nizamlayıcı vasitənin olması işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli tullantıların miqdarını artırır.

Aparılan tədqiqatlar göstərir ki, müxtəlif istismar şəraitində avtomobil mühərrikinin işlənmiş qazları ilə atmosferə atılan zərərli maddələrin miqdarı hərəkət sürətindən asılıdır.

Avtomobilin şəhər şəraitində istismarı zamanı onun hərəkət sürəti aşağı olduğundan CO tullantılarının miqdarı avtomobilin sərbəst hərəkəti zamanı alınan CO tullantıları miqdarından 1.4÷2.6, CHx tullantılarının miqdarı isə 2.1÷2.4 dəfə artıq olur. Lakin sürət artdıqca bu fərq xeyli azalır.

Karbüratorlu mühərriki olan orta yükgötürmə qabiliyyətinə malik avtomobilin hərəkət sürətini

20saat

km-dan 60

saat

km-a qədər artırdıqda CO tullantılarının miqdarı 67 %, CHx tullantılarının miqdarı

isə 42 % azalır. Hərəkət sürəti 70 km/saat həddini keçdikdən sonra bu tullantıların miqdarı yenidən

artmağa başlayır. NOx tullantıları isə əksinə, hərəkət sürəti yüksəldikcə artır, 70 saat

km həddini

keçdikdən sonra isə azalmağa başlayır. Mühərrikin boş işləmə rejimində işləmə müddətinin artması zərərli tullantıların miqdarının 1.5÷2.0 dəfə artmasına səbəb olur. Eyni şəraitdə sürətli hərəkət magistrallarının sayının artırılması natamam yanma məhsulları olan CO və CHx tullantılarının

miqdarını azaldır, lakin atmosferə atılan NOx tullantılarının miqdarı 20÷30 % artır.

Avtomagistralların konstruktiv xüsusiyyətləri avtonəqliyyat vasitələrinin hərəkət rejiminə və deməli, zərərli tullantıların miqdarına da mühüm təsir göstərir. Magistralın hətta nisbətən kiçik —

30 %-lik meylliliyə malik eniş məntəqələrində hərəkət zamanı CO tullantıları 15÷20 %, CHx

tullantıları isə 10÷20% artır. Yük və sərnişin daşınmalarının qeyri-optimal təşkili nəticəsində vahid nəqliyyat işinə və ya sərnişin

daşınmasına düşən zərərli maddələrin xüsusi tullantıları xeyli artır. Orta sinifli minik avtomobilinin müxtəlif nəqliyyat işi həcmlərini yerinə yetirərkən zərərli tullantı miqdarlarının dəyişməsi cəvəl 13.2-də göstərilmişdir.

Cədvəldə verilənlərə görə zərərli tullantıların miqdarı və deməli enerji sərfi əsas etibarilə avtomobilin öz kütləsinin yerdəyişməsi ilə bağlıdır. Bir sərnişinin daşınması zamanı alınan zərərli tullantı miqdarını avtomobilin öz kütləsinin hərəkəti zamanı alınan zərərli tullantı miqdarı ilə müqayisə etdikdə CO-nun 24, CHx-in 40 və NOx-in 31 dəfə az olduğu məlum olur. Bu səbəbdən atmosferin çirklənməsinin qarşısının alınmasında avtomobillərin material tutumunun azaldılması mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Hal-hazırda aparıcı avtomobil şirkətləri bu istiqamətdə intensiv fəaliyyət göstərərək müasir avtomobillərin konstruksiyalarında dəyişikliklər aparırlar. Bəzi şirkətlər isə

avtomobillərin kütləsini 20 %-ə qədər azaltmağa müvəffəq olmuşlar.

95

Cədvəl 13.2

Avtomobilin material və sərnişin tutumu Zərərli tullantılar, q/km

CO CHx NOx

Avtomobil, yalnız bir sürücü ilə Avtomobil, sürücü və bir sərnişinnlə Avtomobil, sürücü və 4 sərnişinlə Bir sərnişinə düşən zərərli tullantı miqdarı

30 31.5 35.4 1.35

2 2.05 2.2 0.05

2.5 2.58 2.82 0.08

13.2. DYM-LĠ NƏQLĠYYAT VASĠTƏSĠNĠN HƏRƏKƏT REJĠMLƏRĠ.

Nəqliyyat vasitəsinin mühərriki daim dəyişən sürət və yük rejimlərində işləməsi ilə fərqlənir və bu

rejimlərin hər birinə uyğun olaraq atmosferə müəyyən miqdarda zərərli tullantılar atılır. Bu halda

işlənmiş qazların tərkibində olan komponentlərin zəhərlilik dərəcəsi mühərrikin yaratdığı gücdən, onun

temperatur rejimindən, avtomobilin idarə olunmasından və digər amillərdən asılı olaraq geniş hədlərdə

dəyişir (cədvəl 13.3). Cədvəldən göründüyü kimi işlənmiş qazların tərkibindəki ən zəhərli

komponentlərdən olan azot oksidlərinin maksimal tullantıları avtonəqliyyat vasitəsinin yük altında

hərəkəti zamanı baş verir. Boş işləmə rejimində, habelə tormozlama rejimində azot oksidi emissiyası

çox az olur.

Avtonəqliyyat vasitələrinin hərəkət rejiminin iĢlənmiĢ qazlardakı zərərli maddələr emissiyasına təsiri

Cədvəl 5.3

Daxili yanma

mühərrikinin iş rejimi

Rejimlərin payı, %-lə

Zaman

üzrə

İşlənmiş

qazların

həcmi üzrə

Yanacaq

sərfi üzrə CO CHx NOx

Boş işləmə 39.5 10 15 1325 1518 -

Sürətlənmə 18.5 45 35 2932 2730 7586

Qərarlaşmış hərəkət 29.2 40 37 3243 1935 1323

Tormozlama 12.8 5 13 1013 2332 01,5 Avtomobillərin hərəkət rejiminin işlənmiş qazlardakı zərərli maddələr emissiyasına təsiri dedikdə hər

bir iş rejimi üçün onun mühərrikinin yanma məhsullarının tərkibindəki zərərli maddələrin minimal miqdarda olmasını təmin edən yanıcı qarışıq nəzərdə tutulur. Avtomobil nəqliyyatının texniki qulluğunda ən çətin problemlərdən biri avtonəqliyyat vasitələri mühərriklərinin ən əlverişli tərkibə malik yanıcı qarışıqla işləməsini təmin etməkdir. Bu müxtəlif üsullarla həyata keçirilir.

Avtonəqliyyat vasitələrinin hərəkət rejimlərinin öyrənilməsi göstərir ki, iri şəhərlərdə yük avtomobillərinin iş müddətinin 17 %-ni boş işləmə, 42 %-ni sürətlənmə, 16 %-ni sabit sürət və 25 %-ni yavaşıma rejimləri təşkil edir. İş müddətinin rejimlər üzrə belə paylanması işlənmiş qazların zərərliliyi nöqteyi-nəzərindən əlverişli sayıla bilməz.

Avtomobillərin sayının günbəgün artması şəhərlərin mərkəzi hissələrində hərəkət intensivliyini 6÷10% artırdığından atmosferə atılan zərərli maddələrin miqdarı da artır. Bu isə atmosferin çirklənməsinin azaldılması probleminin həllini xeyli mürəkkəbləşdirir.

İşlənmiş qazlarla atmosferə atılan zərərli maddə tullantılarının azaldılmasında avtomobilin idarə edilməsi üsulları ən vacib amillərdən biridir. Drossel qapağının vəziyyətinin və onun açılma intensivliyinin dəqiq seçilməsi, düzgün seçilmiş ötürmədə avtomobilin müntəzəm hərəkətinin təmin edilməsi, yol ayrıclarını və tunelləri keçmə şərtlərinə ciddi riayət olunması ətraf mühitin minimal çirklənməsinə şərait yaradır. Sürücü yüksək ötürmədə avtomobilin mümkün qədər sabit sürətlə hərəkət etməsinə nail olmalıdır. Hərəkətə başlamazdan qabaq mühərrikin işə salınması, avtomobilin qısa müddətli dayanmaları, sürətlənməsi və yavaşıması zamanı (xüsusilə ―pik‖ saatlarında) sürücünün səriştəsizliyi ucbatından mühərrikin optimal iş rejiminin pozulması avtomobilin ümumi iş balansı ərzində toksik rejimlərin sayını artırır. Avtomobilin bu cür hərəkət etməsi tez-tez tormozlama və sürətlənmə rejimlərinin dəyişməsi ilə müşayiət olunduğundan yavaşıma və sürətlənmələrin sayını 10÷20 % artırır. Bu da öz növbəsində vahid yol gedişinə düşən yanacaq sərfini və zərərli tullantıların miqdarını artırır. Bu səbəbdən zərərli tullantıların azaldılması məqsədi ilə nəqliyyat vasitələrinin ən

96

əlverişli hərəkət rejimlərinin işlənib hazırlanması zamanı birinci növbədə mühərrikin boş işləmə, avtomobilin sürətlənmə və yavaşıma rejimlərinin yaxşılaşdırılmasına diqqət yetirmək vacibdir.

Boş işləmə rejimi. DYM-nin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrdən xüsusilə CO, CHx və NOx-in miqdarına qoyulan məhdudiyyətlər tez-tez sərtləşdirilir. CO tullantılarının maksimal miqdarı isə məcburi alışdırmalı mühərriklərin boş işləmə rejimində alınır. Bu onunla izah olunur ki, boş işləmə rejimində drossel qapağı bağlı olur və mühərrik zəngin yanıcı qarışıqla işləyir. Boş işləmə quruluşunun tənzimlənməsinə həmişə həssaslıqla yanaşılır. Bu rejimdə zərərli tullantıların miqdarının azaldılması üçün ən səmərəli vasitə yanıcı qarışığın kasıblaşdırılmasıdır. Çox kasıblaşdırıldıqda isə

( 1 ) yanıcı qarışığın alışdırılmasının çətinləşməsi nəticəsində mühərrik qeyri-sabit işləyir, işlənmiş qazların tərkibindəki CHx-in miqdarı və mühərrikin titrəmələri artır. Bu səbəbdən boş işləmə sisteminin yanıcı qarışığın kasıblaşdırılmasına nizamlanması arzuolunmazdır.

Boş işləmədə yanıcı qarışığın zənginləşdirilməsi mühərrikin sabit işləməsi, əsasən də mühərrikin qızdırılması və avtomobilin yerindən tərpənməsini təmin etmək üçün lazımdır.

Karbüratorlu mühərrikin karbüratorunun boş işləmə sistemi özünün qeyri-sabitliyi ilə fərqlənir. Onun ilkin parametrləri avtomobilin 8000÷9000 km yürüşündən sonra dəyişir. Nizamlanmanın düzgün olmadığı hallarda CO və CHx tullantılarının miqdarı xeyli artır. Beləliklə, boş işləmə rejimində işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarının azaldılması əsas etibarilə boş işləmə sisteminin işinin təşkili və nizamlanması problemlərindən asılıdır.

Son zamanlar məcburi alışdırmalı mühərriklərdə sorma borusuna və ya silindrə yanacaq

püskürülməsinin tətbiqi nəticəsində boş işləmə sisteminin xarakteristikası nisbətən

yaxşılaşdırıldığından və onun xeyli müddət dəyişməz qalması təmin edildiyindən işlənmiş qazların

tərkibindəki CO və CHx tullantılarının miqdarının müəyyən qədər azaldılması mümkün olmuşdur.

Sürətlənmə rejimi. Mühərrik boş işləmə rejimindən yük rejiminə keçərkən yanıcı qarışıq nisbətən

kasıblaşır. Bu halda karbüratorlu mühərriklərdə işlənmiş qazların zəhərliliyi sürətləndirici nasosun

xarakteristikasından asılı olur. ―Pik‖ saatlarında sürətlənmə rejiminin payı ümumi zaman balansında

əlavə olaraq 10÷20 % artır. Sürətləndirici nasosun yanacaq verişinin azaldılması nəticəsində (25 %)

sürətlənmə zamanı işlənmiş qazların tərkibində olan CO tullantıları 2.5, CHx tullantıları isə 2.7 dəfə

azalır, eyni zamanda mühərrikin yanacaq qənaətliliyi təxminən 1 % artır. Yanacaq verişinin bundan

sonra da azaldılması zərərli tullantıların miqdarının artmasına səbəb olur və eyni zamanda avtomobilin

dinamiki keyfiyyətləri pisləşir. İşlənmiş qazların tərkibində olan zərərli maddələrin miqdarına qoyulan sərt federal tələbatlara

cavab vermək xatirinə ABŞ-ın mühərrikqayırma şirkətləri yanıcı qarışığın tərkibini, qığılcımın verilməsinin tezləşdirmə bucağını və yanma kamerinin formasını (bu avtomobilin texniki-iqtisadı və dinamiki göstəricilərini aşağı salsa da) qeyri-optimal seçirdilər. Avtomobil nəqliyyatında yanacaq-energetik resurslarına qənaət olunması və işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin azaldılması problemlərinin həlli üçün daha mütərəqqi yollar (məcburi alışdırmalı mühərriklərdə benzin püskürmə sistemlərinin, dizellərdə ―Common Rail — ümumi magistral‖ yanacaq sisteminin, müxtəlif tipli neytrallaşdırma və qurum təmizləyici sistemlərin, alternativ energetik-güc qurğularının tətbiqi və s.) axtarılıb tapılır və həyata keçirilir.

Qərarlaşmış rejimlər. İstismar şəraitində avtomobilin mühərriki işləmə müddətinin 80 %-ni aralıq yük rejimlərində, yəni işlənmiş qazların tərkibindəki zərərli maddələrin miqdarının nisbətən az olduğu rejimlərdə işləyir. Mühərrikin qərarlaşmış iş rejimindəki işləmə müddəti o qədər də çox olmasa da (16÷18%), bu rejimlərdəki işlənmiş qazların həcmi 48 % təşkil edir. Atmosferə atılan CO və CHx

tullantılarının miqdarı isə müvafiq olaraq 26 və 19 km

q təşkil edir.

Avtomobil şəhərlərarası magistrallarda şəhərin mərkəzindəkinə nisbətən daha böyük sürətlə hərəkət edir. Şəhərdaxili magistrallarda avtomobil maksimal yük rejimində nisbətən az (2÷6 %) işləyir. Müasir dövrdəki avtomobilləşdirmə şəraiti mühərrikin əsas istismar xarakteristikalarının optimallaşdırılmasını tələb edir.

Karbüratorlu mühərriklərdə qərarlaşmış rejimdə karbürator yanıcı qarışığın tərkibinə görə elə tənzimlənir ki, ətraf mühitə atılan zərərli maddələrin konsentrasiyası minimal səviyyədə olsun. Yanıcı

qarışığın tərkibi stexiometrik olduqda ( 1 ) sərf olunan yanacağın kütləsinə görə atmosferə 0.3 % CO və 0.2÷0.3 % müxtəlif karbohidrogenlər atılır. Mühərrikin istismar rejimlərinin spesifikliyini və müxtəlifliyini nəzərə alaraq karbüratoru elə tərkibə nizamlamaq lazımdır ki, o güc və qənaətliliyə görə

( 151950 .. ) tənzimatı təmin etsin. Hava artıqlıq əmsalının qiyməti artdıqca, işlənmiş qazların

97

tərkibində olan natamam yanma məhsullarının miqdarı azalır. Həddindən artıq kasıblaşdırılmış tərkibdə isə mühərrikin işi dəyanətli olmur, güc isə azalır.

Əsas istismar rejimlərində zərərli maddələrin atmosferə atılan konsentrasiyasının minimal qiyməti əsasən ekonomayzer quruluşunun etibarlı və düzgün işləməsindən asılıdır. Ekonomayzerin vaxtından qabaq işə düşməsi aşağı və orta yük rejimlərində yanıcı qarışığın tərkibini zənginləşdirir. Halbuki, bu rejimlərdə zənginləşdirmə arzuolunmazdır. Ekonomayzer klapanının gec açılması da arzu olunan hal deyil. Belə ki, bu avtomobilin eyni sürətlə hərəkəti zamanı drossel qapağının açılma bucağının artırılmasını tələb edir.

Yavaşıma rejimi. İşlənmiş qazların zərərliliyi baxımından yavaşıma rejimi ən xoşagəlməz

rejimdir. Normal istismar şəraitində yük avtomobillərinin yavaşıma intensivliyi 0.6÷1.8 2sm təşkil

edir.

Minik avtomobilinin şəhərin mərkəzində 1 km məsafəni keçməsi ərzində orta hesabla 3.1 tormozlama və ya hər dəqiqəyə 1.1 tormozlama düşür.

Mühərrikin yük rejimindən məcburi boş işləmə rejiminə keçdikdə sorma borusunda yanacaq təbəqəsinin intensiv buxarlanması və boş işləmə sistemindən yanacaq verişi baş verir. Bu rejim üçün işlənmiş qazların tərkibində natamam yanma məhsullarının artması xarakterikdir. Bu, drossel qapağının kəskin bağlanması üzündən yanıcı qarışığın zənginləşməsi və qalıq qazların nisbi miqdarının artması nəticəsində baş verir.

Avtomobillərin zərərli tullantılarının azaldılması məqsədilə yol şəraitinin imkan verdiyi halda onun mühərrikinin məcburi boş işləmə rejimindən qaçmaq lazımdır. Müasir karbüratorlu mühərriklərdə bu məqsədlə elektron idarəsi olan məcburi boş işləmə ekonomayzerindən istifadə olunur. Belə ekonomayzer məcburi boş işləmə rejimində mühərrikə yanacaq verilişini kəsir. Bu da öz növbəsində istismar yanacaq sərfinin 2÷3 %, zərərli maddə tullantıları miqdarının isə 15÷30 % azalmasını təmin edir. Yanacaq verilişinin kəsilməsi isə elektromaqnit klapanının köməyi ilə həyata keçirilir.

Qeyd etmək lazımdır ki, avtomobil tam yük rejimində maksimal sürətlə hərəkət etdikdə atmosferə atılan zərərli maddə tullantılarının miqdarı məcburi boş işləmə rejimindəkindən çox olur. Buna səbəb yanma məhsullarının miqdarının 6÷10 dəfə artmasıdır.

Meteoroloji şərait də avtomobilin atmosferə atdığı zərərli maddələrin miqdarına təsir göstərir. Havanın nəmliyinin 40 %-dən 90 %-ə yüksəlməsi ( constt şəraitində) işlənmiş qazların tərkibindəki

zərərli maddələrin miqdarını 35÷40 % artırır. Havanın temperaturunun 25C-dən 15C-yə enməsi işlənmiş qazların tərkibindəki CO-nun miqdarını 40 %-ə qədər artırır.

Karbüratorlu mühərriklərə malik avtomobillərin yuxarıda sadalanan iş rejimlərindəki mənfi

cəhətləri benzin püskürmə sisteminin və onun elektron idarə edilməsinin tətbiqi yolu ilə aradan

qaldırmaq mümkün olmuşdur.

Dizel mühərrikləri benzin mühərriklərinə nisbətən daha kasıb yanıcı qarışıqla işlədiyindən dizel

mühərrikli avtomobillər yuxarıda göstərilən çatışmayan cəhətlərin çoxuna malik deyil. Lakin dizel

mühərriklərində yükün artması ilə ( constn ) yanacaq sərfi də artır, hava sərfi isə dəyişməz

qaldığından, yəni azaldığından işlənmiş qazların tərkibindəki CHx-in miqdarı kəskin artır.

13.3. MÜHƏRRIKIN TEXNIKI VƏZIYYƏTININ IġLƏNMIġ QAZLARIN

ZƏHƏRLILIYINƏ TƏSIRI.

Avtomobil mühərrikinin texniki vəziyyətinin işlənmiş qazlarla atmosferə atılan zərərli maddə

miqdarlarına təsiri yanıcı qarışığın tərkibinin və normal alışdırmanın pozulması kimi səbəbdən baş verə

bilər.

Uzunmüddətli istismar nəticəsində mühərrikin və onun sistemlərinin nizamlanması pozulur və

bununla da işlənmiş qazların tərkibindəki CO və CHx-in konsentrasiyası artır. İstismar prosesində

karbüratorun texniki vəziyyətinin dəyişməsi, havatəmizləyicinin hidravlik müqavimətinin artması,

yanma kamerinin səthinin qurumla örtülməsi və qazpaylama mexanizmindəki istilik araboşluqlarının

dəyişməsi işlənmiş qazlarla atmosferə atılan zərərli maddələrin miqdarını mütəmadi olaraq artırır

(şək.13.1).

İşlənmiş qazların tərkibindəki karbohidrogenlərin konsentrasiyasının artması birinci növbədə

klapanların öz yəhərlərində kip oturmamasını və klapan mexanizmindəki istilik araboşluqlarının

98

pozulmasını göstərir. Xaricetmə klapanının kip oturmaması nəticəsində sıxma prosesi zamanı

yanmamış yanıcı qarışığın müəyyən hissəsi xaricetmə traktına keçir. Silindr-porşen araboşluğunun

böyüməsi nəticəsində işlənmiş qazların müəyyən hissəsi karterə keçərək oradakı yağın keyfiyyətini

aşağı salır və açıq ventilyasiya sistemi olan mühərriklərdə atmosferə atılaraq ətraf mühiti CHx ilə

çirkləndirir.

Beləliklə, avtomobilin uzunmüddətli istismarı nəticəsində yanma məhsullarının tərkibindəki zərərli

maddələrin miqdarının artmasına səbəb aşağıdakılardır: karbüratorun texniki vəziyyətinin və

nizamlanan parametrlərinin dəyişməsi, alışdırma sisteminin nizamlama parametrlərinin dəyişməsi,

mühərrikin silindr-porşen qrupunun yeyilməsi, hava süzgəcinin texniki vəziyyətinin dəyişməsi,

qazpaylama mexanizmində kipliyin və istilik araboşluqlarının pozulması.

Şək.13.1. İstismar müddətinin zəhərli tullantıların miqdarına təsiri: a, b, c, d-mövsümi qulluq; 1-CHx (nəzarət olmadıqda); 2-CHx (nəzarət olduqda); 3-CO (nəzarət olmadıqda); 4-CO (nəzarət olduqda).

Karbüratorda baş verən nasazlıqlar yanıcı qarışığı ya zənginləşdirir, ya da həddindən artıq

kasıblaşdırır. Karbüratorun ən qeyri-sabit işləyən elementləri boş işləmə sistemi və zənginləşdirici

quruluşlardır (sürətləndirici nasos, ekonomayzer və ekonostat).

Boş işləmə sistemi avtomobilin 8000 km yürüşündən sonra öz ilkin nizamlanmış parametrlərini

kəskin olaraq dəyişir. Boş işləmə sisteminin düzgün nizamlanmaması nəticəsində bu rejimdə vahid

yola düşən CO və CHx tullantılarının miqdarı uyğun olaraq 35÷40 və 30÷35 % artır. Məcburi boş

işləmədə yanıcı qarışığın həddən artıq kasıblaşması çox az hallarda olur və 8÷10 % təşkil edir. Belə

nasazlıq baş verdikdə CHx və NOx tullantılarının miqdarı uyğun olaraq 14 və 10 % artır.

Ekonomayzer klapanının kipliyinin pozulması karbüratorun ən geniş yayılmış nasazlıqlarındandır. Bunun nəticəsində aşağı və orta yük rejimlərində CO tullatıları 1.5÷2.0 dəfə artır. Real istismar

şəraitində isə bu nasazlıq 1 km yola düşən CO tullantılarının miqdarını 40÷55 %, CHx tullantılarının

miqdarını isə 60÷70 % artırır. Bu halda NOx tullantıları 7÷8 % azalır. Klapanın hətta 1 mm qabaqlama ilə işə düşməsi aşağı və orta yük rejimlərində yanıcı qarışığı xeyli zənginləşdirir. Halbuki, bu rejimlərdə zənginləşmə arzuolunmazdır və bunun nəticəsində CO və CHx tullantılarının miqdarı

uyğun olaraq 35÷60 % və 40÷48% artır. Ekonomayzer klapanının gecikmə ilə işə düşməsi isə CHx tullantıları miqdarının bir qədər artmasına, CO tullantılarının isə azalmasına səbəb olur.

Sürətləndirici nasosun yanacaq verilişi optimal qiymətdən 2÷3 dəfə artıq olduqda CO və CHx tullantılarının miqdarı uyğun olaraq 1.4÷1.6 və 1.5÷2.0 dəfə artır.

İstismar müşahidələrinin nəticələrinə görə tədqiq olunan ətalətli-yağlı havatəmizləyicilərin 65÷72

%–i yağın mühərrikə sorulmasına görə texniki şərtlərə görə uyğun gəlmir. Bu tədqiqatlar həmçinin

göstərmişdir ki, 40000÷50000 km yürüşdən sonra belə havatəmizləyicilərin hidravlik müqaviməti

texniki şərtlərdə nəzərdə tutulandan 45÷55 % artıq olur. Havatəmizləyicinin hidravlik müqavimətinin

iki dəfə artması nəticəsində 40 saat

km sürətlə hərəkət edən orta yükgötürmə qabiliyyəti olan avtomobil

tərəfindən 1 km yürüş ərzində atmosferə atılan CO tullantısı 10÷12 q, karbohidrogen tullantıları isə

1.0÷1.6 q artır. Yağın mühərrikə sorulması nəticəsində kanserogen maddə tullantılarının miqdarı əksər hallarda 10 dəfədən çox artır.

Mühərrikin istismar göstəricilərinə ən böyük təsir göstərən amillərdən biri də alışdırmanın

99

tezləşdirmə bucağının qiymətidir. Alışdırma sistemi elementlərinin ayrı-ayrılıqda yoxlanılması və nizamlanması texniki şərtlərə uyğun aparıldıqda belə qığılcım verilişinin səpələnmə sahəsi 12˚ və daha çox təşkil edir.

Alışdırmanın tezləşdirmə bucağının artması yanacaq qənaətliliyini 5÷10 % yaxşılaşdırmaqla

bərabər işlənmiş qazların tərkibindəki CHx və NOx tullantılarının miqdarını uyğun olaraq 15÷20 % və

12÷16 % artırır. Bu halda CO və CO2 konsentrasiyaları dəyişməz qalır, çünki onların konsentrasiyası yalnız yanıcı qarışığın tərkibindən asılıdır.

Alışdırmanın tezləşdirmə bucağının azalması işlənmiş qazların tərkibində NOx və CHx

konsentrasiyalarını uyğun olaraq 25÷32 % və 20÷30 % aşağı salır. İşlənmiş qazların tərkibindəki CHx konsentrasiyasının aşağı olması işlənmiş qazların temperaturunun yüksəlməsi nəticəsində onların xaricetmə sistemində intensiv yanıb qurtarmasının davam etməsi ilə izah olunur.

Qırıcı-paylayıcının kontaktları arasında araboşluğunun qiymətinin optimaldan fərqlənməsi də alışdırmanın tezləşdirmə bucağına nəzərə çarpacaq dərəcədə təsir göstərir. Texniki şərtlərə görə bu

araboşluğunun buraxıla bilən qiyməti 0,1 mm-dir. Bu qiymətdə qığılcımın səpələnmə sahəsi 6 təşkil edir. Praktiki olaraq bu sahə daha böyük hədlərdə dəyişir. Kontaktlar arasında araboşluğunun

dəyişməsi istismar şəraitində CHx tullantılarının 30 %-ə qədər artmasına səbəb ola bilər. Alışdırma şamlarının işinin pozulması da alışdırma sisteminin geniş yayılmış nasazlıqlarındandır.

Şamın elektrodları arasında araboşluğunun böyüməsi CHx tullantılarının konsentrasiyasının 24 %-ə qədər artmasına səbəb olur.

Araboşluğunun azalması şamın ömrünü azaldır və CHx tullantılarının konsentrasiyasını 40 %-ə qədər artırır.

Təcrübələr göstərir ki, 8 silindrli mühərrikin şamlarından birinin işləməməsi və ya iki şamın qeyri-müntəzəm işləməsi zamanı CHx tullantılarının konsentrasiyasını 1.8÷2.6 dəfə artırır. Kontaktsız alışdırma sistemindən və elektron alışdırma sistemlərindən istifadə olunduqda bu çatışmazlıqlar qismən aradan qaldırılır.

Xaricetmə klapanının kipliyinin pozulması, yəhər və klapanların kipləşdirici səthlərində zədə və yanıqların olması nəticəsində işlənmiş qazların tərkibindəki CHx tullantılarının konsentrasiyası artır.

Mil və çiyinlik arasındakı araboşluğunun 0.1 mm artması qazpaylama fazasının dəyişməsinə səbəb olur və nəticədə mühərrikin doldurma əmsalı azalır, qalıq qazlar əmsalı isə artır. Bu səbəbdən işlənmiş qazların tərkibindəki CHx tullantılarının konsentrasiyası 50÷60 % artır.

Məcburi alışdırmalı mühərriki olan nəqliyyat vasitəsindən fərqli olaraq eyni saatlıq yanacaq sərfinə malik dizel mühərrikli nəqliyyat vasitəsinin işlənmiş qazlarındakı zərərli maddələrin konsentrasiyası

daha azdır (karbohidrogenlərin miqdarı 810 dəfə, dəm qazı 35, azot oksidləri 1.52 dəfə azdır, qurğuşun oksidləri isə heç yoxdur). İstismar şəraitində üstəlik üfürməli dizellər və qazodizellər xüsusilə yüksək ekoloji göstəriciləri ilə seçilirlər.

Dizel mühərrikli nəqliyyatın əsas problemi kükürdlü birləşmələr və qurum tullantılarıdır. Kükürd birləşmələri tullantıları probleminin həlli üçün tərkibində kükürdün miqdarı mümkün qədər az olan yanacaqlar istehsal olunmalıdır. Lakin istismar şəraitində yanacağın saxlanması və nəql edilməsi qaydalarının pozulması da əhəmiyyətli rol oynayır. Qaydaların pozulması nəticəsində yanacağa suyun və mexaniki qarışıqların düşməsi, müxtəlif yanacaq növlərinin bir-birinə qarışması baş verir.

Dizel mühərrikinin texniki vəziyyətini və yanacaqvermə sisteminin düzgün nizamlanmasını xarakterizə edən əsas göstəricisi isə işlənmiş qazların tüstülüyüdür.

- işlənmiş qazların qara rəngli olması yanacağın natamam yanmasını göstərir. Buna səbəb isə ya mühərrikin silindrinə daxil olan havanın kifayət etməməsi, ya da yanma kamerinə artıq yanacağın verilməsidir;

- işlənmiş qazların göy rəngli olması yanma kamerinə həddən artıq sürtgü yağının daxil olmasından xəbər verir. Bunun səbəbi silindr-porşen qrupu hissələrindəki yeyilmənin səviyyəsinin yüksək olmasıdır;

- işlənmiş qazların ağ rəngli olması ya yanmanın temperaturunun aşağı olmasına, ya da yanacağın püskürülməsinin tezləşdirmə bucağının qiymətinin böyüməsinə işarədir. Yanma temperaturunun aşağı olması halına mühərrikin qızdırılma periodunda, xüsusilə də ilin soyuq vaxtlarında rast gəlinir.

Əksər avtonəqliyyat müəssisələrindəki dizel mühərrikli avtomobil nəqliyyatının tüstülülüyünün artma səbəbləri əsasən eynidir:

- yanacaqvermə aparaturunun nizamlanması üçün nəzərdə tutulan avadanlığın vəziyyətinin müasir tələblərə cavab verməməsi;

100

- dizelin, xüsusilə də onun yanacaqvermə aparaturunun nizamlanması ilə məşğul olan mütəxəssislərin səviyyəsinin yüksək olmaması;

- dizelin gücünün artırılması məqsədilə yüksək təzyiqli yanacaq nasoslarının nizamlanmasının qəsdən pozulması;

- ehtiyat hissələrinin çatışmaması; - əsaslı təmirə belə yaramayan mühərriklərin istismarına yol verilməsi; - DYM-nin ekoloji xarakteristikalarının lazımı səviyyədə saxlanılması və ya yaxşılaşdırılması

üçün görülməsi vacib olan işlərin aparılmasında iqtisadi marağın olmaması. Dizel mühərriklərinin işlənmiş qazlarının tərkibindəki zərərli maddələrin konsentrasiyasının

artmasına əsas səbəb aşağıdakı nasazlıqlardır: forsunka (injektor) tozlandırıcılarının soplo deşiklərinin çirklənməsi; forsunka iynəsinin və ya klapanının yeyilməsi; presizion cütlərin yeyilməsi; yanacaqvermə aparaturunun kipliyinin və tənzimatının pozulması.

Məlumdur ki, yanacağın gecikmə ilə püskürülməsi dizelin indikator göstəricilərini pisləşdirir.

Yanacağın püskürülməsinin tezləşdirmə bucağının ( p ) kiçilməsi siklin maksimal temperaturunun

aşağı düşməsinə səbəb olduğundan işlənmiş qazların tərkibindəki NOx tullantılarının konsentrasiyasını xeyli azaldır. CO tullantılarının konsentrasiyası isə yanacağın püskürülməsinin tezləşdirmə bucağından

asılı deyil və cəmi 0.06 % təşkil edir. p -nin kiçildilməsi nəticəsində CHx tullantılarının miqdarı da

azalır, işlənmiş qazların tüstülülüyü isə artır.

Əlbəttə, dizel mühərrikinin işlənmiş qazlarının tüstülülüyünün artmasının səbəbləri sadalananlardan xeyli çoxdur. Özü də tüstülülüyün buraxılabilən hədlərdən böyük olduğu rejimləri nəzərə almaq vacibdir. Məsələn, dizelin işlənmiş qazlarının tüstülülüyünün səviyyəsinin sərbəst sürətlənmə rejimində yüksəlməsinə səbəb havatəmizləyicinin müqavimətinin artması, tozlandırıcının ucluq (soplo) deşiklərinin qismən kokslaşması, klapan mexanizmində istilik araboşluğunun böyüməsi ola bilər.

Boş işləmə rejiminin maksimal dövrlər sayında tüstülülüyün artmasına silindrlər arasında sikllik yanacaq verilişinin qeyri-bərabərliyi, yanacağın injektor tərəfindən püskürülməsinin başlanğıc təzyiqinin azalması, silindr-porşen qrupu hissələrinin yeyilməsi üzündən yanma kamerinə yağın sızması, porşen üzüklərinin yeyilməsi, sorma və xaric klapanları çubuqlarının və yönəldicilərinin yeyilməsi, havatəmizləyicidə yağın səviyyəsinin normadan artıq olması səbəb ola bilər.

Yuxarıda göstərilmiş hər iki rejimlərdə işlənmiş qazların tüstülülüyünün artmasına səbəb yanacağın püskürülməsinin tezləşdirmə bucağının kiçilməsi, bu bucağın dəyişdirilməsini təmin edən avtomat muftanın düzgün işləməməsi, dirsəkli valın nominal dövrlər sayının artması, klapan mexanizmində istilik araboşluğunun azalması, porşen üzükləri səthinin qurumla örtülməsi, silindrlər bloku ilə silindrlər başlığı arasındakı kipliyin pozulması nəticəsində silindrdə sıxma təzyiqinin aşağı düşməsi və s. nasazlıqlar ola bilər.

Deyilənləri nəzərə alaraq həm məcburi alışdırmalı, həm də dizel mühərrikli nəqliyyat vasitələrinin istismarında ətraf mühitə atılan zərərli maddələrin konsentrasiyasını azaltmaq üçün göstərilən məsələlərə çox ciddi yanaşmaq vacibdir.

13.4. MÜHƏRRĠKĠN TEMPERATUR REJĠMĠNĠN, TEXNĠKĠI QULLUQ VƏ TƏMĠRĠ

KEYFĠYYƏTĠNĠN ZƏRƏRLĠ TULLANTILARIN ƏTRAF MÜHĠTƏ ZĠYANLI TƏSĠRĠNĠN

AZALDILMASINDA ROLU.

Daxili yanma mühərrikinin soyutma sistemindəki soyuducu mayenin temperaturunun aşağı

olması ilk növbədə işlənmiş qazların tərkibindəki CHx tullantılarının konsentrasiyasını artırır. Bu qismən onunla izah olunur ki, işçi qarışıq yanma kamerinin nisbətən soyuq olan sərhəd zonasında soyuyur. Alov cəbhəsi yanma kamerinin bu zonasına çatdıqda oksidləşmə reaksiyasının sönməsi baş verir. İşçi qarışığın oksidləşə bilməyən hissəsi işlənmiş qazlarla CHx şəklində atmosferə atılır. Belə hallarda CHx tullantılarının miqdarını azaltmaq məqsədi ilə alışdırmanı gecikdirmək lazımdır. Bu həm də NOx tullantılarının miqdarını azaltmağa imkan verir.

Təcrübələr göstərmişdir ki, orta sinifli avtomobilin mühərrikinin soyutma sistemindəki soyuducu

mayenin temperaturunu 40C-dən 80C-yə qədər yüksəltdikdə CHx tullantılarının miqdarı 40÷42 % azalır, NOx tullantılarının miqdarı isə 48 % artır.

101

Deməli, CHx tullantılarının azaldılması avtomobil mühərrikinin istismarının düzgün təşkili nəticəsində mümkündür. Vacib məsələlərdən biri də mühərrikin tez qızmasını təmin edə bilən və səmərəli işləyən termostatın olmasıdır. Soyutma sistemində aşağı temperaturlarda donan və istilik tutumu suya nisbətən 20÷35 % az olan antifrizlərdən istifadə etməklə mühərrikin işəsalma və qızdırılma rejimlərindəki işini yaxşılaşdırmaq olar.

Mühərrikin bəzi hissələrinin (porşenin, xaricetmə klapanının və s.) temperatur rejiminin yüksək olması natamam yanma məhsullarının (CO, CHx) mühərrikin xaricetmə sistemində oksidləşməsinə imkan verir.

13.5. DAXILI YANMA MÜHƏRRIKININ TEXNIKI QULLUĞUNUN (TQ) VƏ CARI TƏMIRININ (CT) KEYFIYYƏTI.

İstismar şəraitində işləmə müddətindən asılı olaraq daxili yanma mühərrikinin karbüratorunun əsas

nizamlama parametrlərinin və sistemlərinin texniki vəziyyətinin qanunauyğun dəyişmələri baş verir. Bu, sürət və yük rejimlərinin geniş diapazonunda zərərli tullantıların miqdarına və yanacağın sabit dozalandırılmasına təsir göstərir. Mühərrikin real istismar şəraiti üçün xarakterik olan aralıq yük rejimlərində işi zamanı karbüratorun dozalandırıcı sistemləri drossel qapağının natamam açıq vəziyyətində vahid yola və ya sərnişin daşımasına düşən yanacaq sərfinin və zəhərli tullantıların miqdarının mümkün qədər az olmasını təmin etməlidir.

DYM-nin uzunmüddətli istismarı işlənmiş qazların tərkibində natamam yanma məhsullarının (CO, CHx) miqdarını artırır. İri şəhərlərin avtomobil nəqliyyatı müəssisələrində (ANM) periodik olaraq CO

üzrə nəzarətdən keçən avtomobillərin sayı cəmi 20 %, seçim metodu ilə bundan bir qədər çox — 30 %-ə yaxın təşkil edir. Mühərriki və onun sistemləri nasaz və ya nizamlanmamış olan avtomobillərin atmosferə atdığı CO və CHx tullantılarının orta miqdarı saz avtomobillərinkindən 2÷3 dəfə çox olur.

ANM-də işlənmiş qazların zəhərliliyinə məhdudiyyət onların tərkibindəki CO-nun miqdarına görə qoyulur. CO-nun maksimal miqdarı mühərrikin boş işləmə və sürətlənmə rejimlərində alınır. Boş işləmədə dəm qazının artmasına karbürator sistemlərinin tənzimatının pozulması, boş işləmə sisteminin çıxış kanallarının qatranla örtülməsi, üzgəc kamerində yanacaq səviyyəsinin artması, alışdırma sisteminin nizamdan düşməsi və onun hissələrinin yeyilməsi kimi faktorlar səbəb ola bilər.

İstismar ərzində aparılan müşahidə nəticələrinin analizi göstərir ki, istismar müddəti orta hesabla 7

il olan avtomobillərin 15÷20 %-nin CO tullantılarının miqdarı buraxılabilən həddə olur. Buna görə işlənmiş qazların zəhərliliyini azaltmaq üçün əsas şərtlər mühərrikin qida və alışdırma sistemlərinin periodik və düzgün olaraq nizamlanması ilə onların texniki vəziyyətini lazımi səviyyədə saxlamaqdır.

Statistik məlumatlara görə TQ və CT-nin alətlər metodu ilə apardıqda CO və CHx tullantılarının

miqdarı mühərrikin boş işləmə rejimində uyğun olaraq 20 və 22 % azalır, mühərrikin yük rejimlərində

yoxlamaların aparılması isə bu azalmaları müvafiq olaraq 43 və 49 %-ə çatdırır. Bununla eyni

zamanda yanacaq sərfi də 5÷6 % azalır. Deyilənləri nəzərə alaraq demək olar ki, ətraf mühitin DYM tərəfindən çirklənməsinin qarşısını

almaq üçün onların texniki vəziyyəti saz, qida və alışdırma sistemlərinin düzgün nizamlanmış olması vacibdir. Bunun üçün müasir tələblərə cavab verən TQ və CT məntəqələrinin yaradılması vacibdir. Bu məntəqələrin çevik və keyfiyyətli fəaliyyət göstərməsi onlar üçün düzgün texnoloji proseslərin seçilməsindən, onların müasir cihaz və avadanlıqlarla təchiz olunmasından, diaqnostikadan geniş yararlanmadan və ən əsası, bu sahədə yüksək səriştəsi olan mütəxəssislərin işləməsindən asılıdır.

TQ və CT məntəqələri həm ANM-nin nəzdində, həm də müstəqil olaraq yaradıla bilər. Avtomobillərin texniki vəziyyətinə nəzarət isə periodik olaraq aparılmalıdır.

Fərdi avtomobillərə nəzarətin il ərzində ən azı 2 dəfə məcburi aparılması daha məqsədəuyğun sayılır.

Məlum olduğu kimi hal-hazırda avtonəqliyyət vasitələrinin zərərli maddə tullantılarının miqdarının azaldılması dəm qazına, azot oksidləri və karbohidrogenlərə, habelə işlənmiş qazların tüstülülüyünə nəzarət xəttində yerinə yetirilir. Bu məqsədlə ANM-də və TQ məntəqələrində müxtəlif qazoanalizatorlardan və tüstüölçənlərdən — fotometrlərdən istifadə olunur.

Gələcəkdə müxtəlif müəssisələrdə və fərdi istifadədə olan avtomobillərin texniki vəziyyətinə seçmə metodu ilə nəzarət etmək üçün işlənmiş qazların əsas zərərli komponentləri (CO, CHx, NOx və dispers hissəciklər) üzrə zərərliliyə nəzarət stansiyalarının yaradılması məqsədəuyğundur. Bu stansiyalardakı avadanlıqlar avtomobillərin istismar sikli üzrə sınağına göstərilən tələblərə cavab verməlidir. Birinci

102

mərhələdə bu işlər TQ məntəqələrində də aparıla bilər. Perspektivdə təklif olunan nəzarət stansiyalarının iri nəqliyyat magistrallarında və avtomobillərin sıxlığının çox olduğu yerlərdə, məsələn kurort zonalarında təşkili gözləniləndir.

13.6. ƏTRAF MÜHĠTĠN ÇĠRKLƏNMƏSĠNƏ GÖRƏ VƏSAĠT ÖDƏMƏLƏRĠ.

Ətraf mühitin çirklənməsi dedikdə onun vəziyyətinin antropogen fəaliyyət (yəni insanın fəaliyyəti) nəticəsində buraya daxil olan maddələr və enerjinin təsirindən pisləşməsi nəzərdə tutulur.

Çirkləndirici maddələrin atılmasına görə cərimə ödəmələri ətraf mühitin çirklənməsinin

doğurduğu iqtisadi ziyana görə nəzərdə tutulmuş kompensasiyadır. Bu kompensasiya təbiətdən istifadə

nəticəsində əldə edilən gəlirin hesabına ödənilir. Gəlirin olmadığı və ya təbiətdən istifadə edən

müəssisənin ziyanla işlədiyi halda kompensasiya müəssisənin malik olduğu digər vəsaitlərin hesabına

ödənilməlidir.

Vəsait ödəmələrinin iki normativ növü mövcuddur: a) ətraf mühitə mövcud normativlərə müvafiq

olan zərərli maddə tullantılarına görə ödənilən vergi; 2) ətraf mühitə mövcud normalardan çox olan

zərərli maddə tullantılarına görə ödənilən cərimə.

100-ə qədər hərəkət edən çirkləndirici mənbəyə malik olan müəssisələrdə bu mənbələrin ən azı

30 %-i, 500-ə qədər belə mənbəyə malik müəssisələrdə 20 %-i, 500-dən artıq olduqda isə 10 %-i

nəzarət altında olmalıdır. Əgər müəssisə belə mənbələrin sayını təqdim edərkən qeyri-dəqiqliyə yol

verərsə, nəzarət bütün mənbələrə şamil edilir.

Azərbaycanda 1996-cı ildən başlayaraq ekoloji vergi hər bir nəqliyyat vasitəsindən tutulur. 2001-

ci ildən bu vergi şəxsi nəqliyyat vasitələrinə şamil edilir. Ekoloji vergi ödənilərkən regionun ekoloji

vəziyyət əmsalı nəzərə alınır. Bu əmsal ərazinin çirklənmə səviyyəsini nəzərə alır və onun qiyməti 12

hədlərində olur. Ekoloji vəziyyət əmsalının yuxarı qiymətləri həmin ərazinin daha çox çirklənməsini

göstərir və müvafiq olaraq ekoloji verginin miqdarı da artır.

Avropa ölkələrində, ABŞ-da və Yaponiyada ―məsuliyyət prinsipi‖ adlı prinsip tətbiq edilir. Bu

prinsipə əsasən müəssisələr ətraf mühitə dəymiş ziyanın aradan qaldırılması üçün müəyyən xərcləri

çəkməlidirlər.

14-cü mühazirə

14. DYM-DƏ YARANAN SƏS-KÜY VƏ TĠITRƏYĠġLƏR.

14.1. DYM-NĠN YARATDIĞI SƏS-KÜY.

Mühərrikin səs-küy səviyyəsi maşının keyfiyyət, istehsal mədəniyyəti göstəricisi rolunu oynayır.

Səs-küyün ayrı-ayrı xarakteristikalarından diaqnostik parametrlər kimi istifadə olunur.

Daxili yanma mühərriki kifayət qədər güclü akustik səs-küy mənbəyidir. Akustik səs-küy bərk,

maye və qaz mühitində yaranan səs diapazonlu təsadüfi mexaniki rəqslərdir. Rəqslərin səs

diapazonundakı tezliyi 16÷20 Hz-dən 16÷20 kHz-ə qədər olur. Tezliklərin səs intervalı daha kiçik

intervallara bölünür. Aşağı tezlikli interval 300÷400 Hz, orta tezlikli interval 300÷400 Hz-dən

800÷1000 Hz-ə qədər, yüksəktezlikli interval isə 800÷1000 Hz-dən yuxarı hədlərdə olur.

Mühərrikin səs-küyü onun iş zamanı yaratdığı akustik şüalanmadan ibarətdir. Səs-küyün

öyrənilməsi və qiymətləndirilməsi ilə fizikanın səs haqqında bölməsi olan akustika məşğul olur. Səs —

qaz, maye, bərk cisimlərdə yaranıb yayılan və insan qulağı tərəfindən eşidilən elastik rəqslər və

dalğalardır. Səs-küy müxtəlif tezlikli tərkib hissələrinə malik səsdən ibarətdir.

Səsin ən vacib xarakteristikaları aşağıdakılardır:

- səs təzyiqi P — səs dalğası hər hansı mühitdən keçərkən yaranan təzyiqin dəyişən hissəsidir.

Məhz bu kəmiyyət insanın qulağı tərəfindən qəbul edilir;

103

- səsin intensivliyi I — səsin yayılma istiqamətinə perpendikulyar olan vahid səthdən keçən səs

enerjisinin miqdarıdır və 2mVt ilə ölçülür;

- səs gücü W — mühərrik tərəfindən ətraf mühitə səs şəklində şüalandırılan və vahid zamanda r

radiuslu yarımsferanın səthindən keçən enerjinin ümumi miqdarıdır və Vt-la ölçülür;

- səs təzyiqi səviyyəsi L — səs qüvvəsinin (I) cari qiymətinin onun 12

0 10I 2mVt hədd

qiymətinə olan nisbətinin onluq loqarifminin 10 mislinə deyilir 010 IIlgL və ya səs təzyiqinin

(P) cari qiymətinin onun 5

0 102 P Pa hədd qiymətinə olan nisbətinin onluq loqarifminin 20 misli

səs təzyiqi səviyyəsi adlanır 020 PPlgL . Səs təzyiqi səviyyəsi desibellə (dB) ölçülür;

- səs gücü səviyyəsi — səs gücünün (W) cari qiymətinin onun 12

0 10W Vt hədd qiymətinə olan

nisbətinin 10 mislinə deyilir 010 WWlgLW .

Səs-küyü təşkil edən tezliklərin məcmusuna səs-küyün spektri deyilir. Tezliklərin bütün səs

diapazonu tezlik qurşaqlarına – oktavalara bölünür. Oktava üst sərhədi alt sərhədindən 2 dəfə böyük

olan tezlik qurşağına deyilir. İnsanın eşitmə orqanı olan qulağı 10÷20000 Hz-lik tezliklər

diapazonundakı eyni səs təzyiqi səviyyəsini eyni cür qəbul edə bilmir. Ona görə də müxtəlif tezlikli

səslərin subyektiv qavranılmalarını bir-birinə yaxınlaşdırmaq məqsədi ilə onları tezliyə görə korreksiya

edirlər. Alınan parametr səs-küy səviyyəsi və ya səs səviyyəsi adlandırılır, desibellə (dB) ifadə olunur.

Səs-küy səviyyəsi aşağıdakı düsturla müəyyən edilir:

n

i

L.

ümilgL

101010 ,

burada iL — i-ci tezlik qurşağındakı səs-küy səviyyəsidir.

Porşenli mühərriklərə malik müasir avtomobillər, yol-tikinti və kənd təsərrüfatı maşınları nominal iş rejimində 2÷3 Vt həddində akustik enerji şüalandırırlar. Sınaq stendində işləyən mühərrikdən 1 m məsafədəki səs-küy səviyyəsi isə 104÷120 dB təşkil edir. Bu səs-küyün mənbəyi isə mühərrikin ayrı-ayrı düyünləri və aqreqatları, habelə qazodinamik proseslərdir. Bəzi mənbələrin səs-küy səviyyəsi şək.14.1-də göstərilmişdir. Qeyd etmək lazımdır ki, ayrı-ayrı mənbələrin yaratdığı səs-küy səviyyəsinin paylanma ardıcıllığı müxtəlif mühərriklər üçün müxtəlif olur.

Şək.14.2-də yük avtomobillərində qoyulan benzin və dizel mühərriklərinin xarici sürət xarakteristikası üzrə işi zamanı onların yaratdığı səs-küy səviyyəsinin dirsəkli valın fırlanma tezliyindən asılılıq qrafiki göstərilmişdir.

Şək.14.3-də isə bu mühərriklərdən hər birinin iş rejimlərindən biri üçün akustik şüalanmanın spektrləri verilmişdir. Göründüyü kimi gücün eyni qiymətlərində dizel mühərrikinin yaratdığı səs-küyün səviyyəsi benzin mühərrikindəkindən yüksək olur. Bu, dizellərdə yanma prosesinin xarakteri və daha yüksək təzyiqlərdə baş verməsi ilə əlaqədardır.

Şək. 14.1. Əsas mənbələrin səs-küy səviyyələri diaqramı

104

Şək.14.2. Dizel və benzin mühərriklərinin xarici sürət xarakteristikası üzrə işi zamanı yaratdığı səs-küy səviyyəsinin (L) dövrlər sayından (n) asılılığı

Şək.14.3. Mühərriklərin akustik şüalanma spektrləri: 1-dizel mühərriki; 2-benzin mühərriki.

Mühərrikdəki titrəyişlər isə silindrdəki qazların təzyiqinin və hərəkət edən kütlələrin ətalət

qüvvələrinin periodik olaraq dəyişməsi nəticəsində yaranır.

14.2. SƏS-KÜY VƏ TITRƏYIġLƏRIN YARANMA SƏBƏBLƏRI VƏ MƏNBƏLƏRI.

Mühərrikin işi zamanı yaranan səs-küyün səbəbləri aşağıdakılardır:

1) mühərrikə girişdə və mühərrikdən çıxışda qaz mühitinin aerodinamik qarşılıqlı əlaqəsi;

2) hərəkət edən hissələrin (məsələn, pərin) qaz mühiti ilə qarşılıqlı əlaqəsi;

3) mühərrikin rəqsi hərəkət edən hissələrinin ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi.

Mühərrikin səs-küy mənbələri iş sikli ərzində eyni zamanda və ya ardıcıl olaraq yaranan

proseslərdir.

Sorma borusunun boğazlığı önündəki boşluqda olan havanın və ya yanacaq-hava qarışığının

sorulması nəticəsində akustik şüalanma baş verir ki, buna da sormanın səs-küyü deyilir və

şüalandırılan akustik güc sorW ilə ifadə edilir. Sorma traktı ilə hərəkət edən təzə qarışıq traktın

divarları və konstruksiyanın digər elementləri ilə təmasa girərək onların rəqsi hərəkətinə səbəb olur ki,

bu da öz növbəsində səs-küy yaradır.

Sıxma, yanma və genişlənmə prosesləri zamanı yanma kamerini təşkil edən hissələrə enerji

verildiyindən onların da rəqsi hərəkəti baş verir. Hissələrin rəqsi hərəkət enerjisi mühərrikin xarici

səthinə ötürülür və enerjinin müəyyən hissəsi səthlər tərəfindən yanmanın yaratdığı səs-küy şəklində

şüalandırılır ( yanW ).

Xaricetmə zamanı işlənmiş qazların atmosferə axını baş verir və bu müəyyən miqdar enerjinin

ayrılması ilə müşayiət olunur. Bu enerji xaricetmə səs-küyünün yaranmasına səbəb olur ( xarW ).

Xaricetmə traktı ilə hərəkət edən işlənmiş qazlar traktın və səsbatıranın divarları ilə təmasa girərək

onların rəqsi hərəkət etməsinə səbəb olur. Yaranan rəqslər mühərrikin xarici səthləri tərəfindən səs-küy

şəklində şüalandırılır.

105

Mühərrikin mexanizmlərinin işi zamanı bir-biri ilə əlaqədə işləyən hissələr arasında qarşılıqlı

zərbələr yarana bilər. Bu isə öz növbəsində səs-küy yaradır (Wzər).

Mühərrikin müxtəlif aqreqatlarının (məsələn, pərin, yanacaq nasosunun və s.) işi də müəyyən səs-

küyün yaranmasına gətirib çıxarır ( aqrW ).

Aşırıcı moment də mühərrikin asqılardakı rəqsi hərəkətinə səbəb olur və bu rəqslər səs enerjisinin

şüalanması ilə nəticələnir.

Mühərrikin səs-küy şüalandırıcıları aşağıdakılardır:

- mühərrikin və onun üzərində quraşdırılmış aqreqatların xarici divarları;

- sorma borusunun boğazlığı;

- xaricetmə borusunun boğazlığı;

- soyutma sisteminin pəri.

Sadalanan şüalandırıcıların bütövlükdə mühərrikin səs-küy səviyyəsinə təsiri bir çox amillərdən, o

cümlədən mühərrikin tipindən, konstruksiyasından, işçi prosesin xüsusiyyətlərindən, iş rejimindən və s.

asılıdır.

Mühərrikin akustik balansının sadalanan tərkib hissələrinin müqayisəsi mühərrikin səs-küyünün

ən əhəmiyyətli tərkib hissələrini ayırd etməyə, səs-küyün yaranma səbəblərini göstərməyə, onun forma-

laşması prosesini öyrənməyə, səs-küyün azaldılmasının ən rasional yollarının tapılmasına imkan verir.

Mühərrikin səs-küy səviyyəsi onu şüalandıran səthlərin titrəyişlərinin intensivliyindən asılı olur.

Mühərrikdəki titrəyişlər isə silindrdəki qazların təzyiqinin və hərəkət edən kütlələrin ətalət

qüvvələrinin periodik olaraq dəyişməsi nəticəsində yaranır.

14.3. SƏS-KÜY VƏ TĠTRƏYĠġLƏRĠN ĠNSAN ORQANĠZMĠNƏ TƏSĠRĠ.

Səs-küy və titrəyişlər həm ayrı-ayrılıqda, həm də birlikdə insan orqanizminə mənfi təsir göstərir.

Bu təsirin zərərlilik dərəcəsi onun tezliyindən, səviyyəsindən, təsirin müddətindən və

müntəzəmliyindən asılı olur. İnsanın fərdi xüsusiyyətləri də mühüm əhəmiyyət kəsb edir.

Səs-küy insanın mərkəzi sinir sisteminə, eşitmə və digər orqanlarına təsir edərək əsəbilik yaradır,

yorğunluğa, diqqətin zəifləməsinə, yaddaşın korlanmasına, reaksiyaların yavaşımasına səbəb olur,

faydalı siqnalların qəbuluna maneçilik törədir. Bu səbəblərdən intensiv səs-küy və titrəyişlər əmək

məhsuldarlığının azalmasına gətirib çıxarır. Səs-küy ağır eşitmənin və karlığın inkişafına səbəb olur.

İntensiv səs-küy insanlarda baş ağrısının, baş gicəllənməsinin yaranması ilə müşayiət olunur, qorxu

hissinin və qeyri-müntəzəm emosional halların yaranmasına səbəb olur. Səs-küyün təsiri altında görmə

qabiliyyəti zəifləyir, nəfəsalma və ürək fəaliyyətinin ritmləri dəyişir, aritmiya yaranır, bəzən arterial

təzyiq də dəyişir. Səs-küy əksər hallarda yuxusuzluğa da səbəb olur.

Səs rəqsləri insanın həm eşitmə orqanları, həm də bilavasitə kəllə sümükləri tərəfindən (buna

sümük keçiriciliyi deyilir) qəbul edilir. Sümük keçiriciliyi hesabına ötürülən səs təzyiqinin səviyyəsi

eşitmə orqanları tərəfindən qəbul edilən səs təzyiqi səviyyəsindən 30 dB azdır. Lakin səsin yüksək

səviyyələrində sümük keçiriciliyi əhəmiyyətli dərəcədə artdığından səs-küyün insan orqanizminə

zərərli təsiri də güclənir. Səs təzyiqinin səviyyəsi 130 dB-dən yüksək olduqda qulaqlarda ağrı yaranır

və səs özü artıq eşidilmir. Səs təzyiqi 145 dB səviyyəsinə çatdıqda qulaq pərdələri yırtıla bilər. Daha

yüksək səviyyəli səs təzyiqi ölüm hallarına da səbəb ola bilər.

Titrəyişlərin zərərli təsiri özünü hədsiz yorğunluq, baş ağrısı, qaşınma, ürək bulanması, daxili

orqanlarda titrəmə hissi, oynaqlardakı ağrılar, hərəkət koordinasiyasının pozulması, sinir və ürək-

damar sistemlərinin işinin dəyişməsi şəklində büruzə verir. Titrəyişlər ürək xəstəliklərinə, habelə

mərkəzi sinir sistemi xəstəliklərinə gətirib çıxara bilər.

İnsan bədəninin və ya onun ayrı-ayrı orqanlarının rəqs tezliklərinə bərabər və ya onlara yaxın

tezliyə malik titrəyişlər xüsusilə təhlükəlidir. Məlum olmuşdur ki, 5÷6 Hz tezlikli rəqslər xüsusilə

zərərlidirlər. Onlar birbaşa ürək nahiyəsinə təsir göstərirlər. 4÷9 Hz tezlikli rəqslər isə mədədə, beyində

və qara ciyərdə rezonans yarada bilirlər. 4 Hz-ə qədər tezliyə malik titrəyişlər isə vestibulyar aparata və

mərkəzi sinir sisteminə təsir göstərərək ―dəniz xəstəliyi‖ adlanan xəstəliyə səbəb olur.

106

14.4. DYM-NĠN SƏS-KÜY VƏ TĠTRƏYĠġLƏRƏ GÖRƏ SINAĞI, SƏS-KÜY VƏ TĠTRƏYĠġ

SƏVĠYYƏLƏRĠNĠN NORMALAġDIRILMASI.

DYM-nin səs-küy səviyyəsini qiymətləndirmək, ən güclü səs-küy mənbələrini və mühərrikin iş

rejiminin onun akustik şüalanmasına təsirini müəyyən etmək məqsədilə onun əsas xarakteristikaları

çıxarılır və elə bu zaman səs-küy və titrəyişlərin səviyyəsi də ölçülür.

Sınaq stendi səsdən izolə edilmiş xüsusi binada quraşdırılır. Binanın divarları onlara yönəlmiş səs

axını enerjisinin xeyli hissəsini udmaq qabiliyyətinə malik olmalıdır. Yaxud sınaq stendi elə böyük

həcmə malik otaqda quraşdırılmalıdır ki, mühərrikə qədər olan məsafəni ikiqat artırdıqda səsin

səviyyəsi 4÷5 dB azalsın. Səs-küyün ümumi və müxtəlif tezlikli qurşaqlar üzrə səviyyələri səs-küyü şüalandıran səthlərdən 1

m aralıdan ölçülür. Səs-küy səviyyəsinin ölçülmə nöqtələrinin sayı mühərrikin tipindən və həcmi ölçülərindən asılı olaraq müəyyən edilir. Bu nöqtələrin sayı 5-dən az olmamalıdır. Onlardan dördü üfüqi müstəvi üzrə mühərrikin konturu boyunca, biri isə mühərrikin üstündə yerləşdirilməlidir. Aerodinamik səs-küyün ölçülməsi isə sorma və xaricetmə borularının deşiklərindən 0,25 m aralı olmaqla aparılmalıdır. Səs-küy səviyyəsinin qiymətləndirilməsi isə bütün ölçmə nöqtələrinin maksimal qiymətlərinə görə aparılır.

Sınaq zamanı elektrik tormozlarının elektromaqnit sahələrinin elektrodinamiki mikrofonların işinə

göstərdiyi təsir aradan qaldırılmalıdır.

Səs təzyiqinin səviyyəsi səs-küy ölçənlə ölçülür. Səs-küy ölçənin qəbuledici qurğusu ölçmə

mikrofonudur. Akustik siqnal səs-küy ölçəndə elektrik siqnalına çevrilir və müəyyən qədər

gücləndirildikdən sonra əqrəbli indikator cihazına daxil olur. Səs-küy ölçənin tezlik xarakteristikaları

standartlaşdırılmışdır. Hər bir tezlik xarakteristikasının öz işarəsi (A, B və C) var və onlar müəyyən

intensivliyə malik siqnalların ölçülməsi üçün nəzərdə tutulub. Avtomobil mühərriklərinin səs-küyünü

ölçmək üçün A və C xarakteristikalı cihazlardan istifadə olunur.

Səs-küyün tezlik tərkibi isə analizatorların köməyi ilə müəyyən edilir.

Mühərrikin səs-küyünün zaman ərzində dəyişməsini ölçmək üçün ölçmə mikrofonundan,

gücləndiricidən, katodlu və ya şleyfli ossiloqrafdan ibarət cihazlar komplektindən istifadə olunur. Səs-

küyün zaman ərzində dəyişməsi qrafiki ossiloqram şəklində ossiloqrafın ekranında müşahidə olunur və

ya fotolentə köçürülür.

Mühərrikin səs-küy səviyyəsi səs-küy şüalandıran səthlərin titrəyişlərinin intensivliyindən asılı

olur. Buna görə də mühərrikin səs-küyü ölçülən zaman adətən onun titrəyişləri də təyin edilir.

Mühərrikdəki titrəyişlərin silindrdəki qazların təzyiqinin və hərəkət edən kütlələrin ətalət qüvvələrinin

periodik olaraq dəyişməsi nəticəsində yarandığını qeyd etmişdik. Titrəyişlər həmçinin, avtomobilin

transmissiyasının hərəkəti zamanı da yaranır. Titrəyişlər avtomobilin çərçivəsinə və banına ötürülür.

Titrəyişin səviyyəsi bilavasitə mühərrikdə və avtomobilin banında ölçülür.

Titrəyişin səviyyəsi mühərrikin sürət və ya yük xarakteristikaları çıxarılarkən dirsəkli valın

minimal dəyanətli dövrlər sayında ölçülür. Titrəyiş səviyyəsini ölçən qurğunun tərkibi də səs-küy

səviyyəsini ölçən qurğunun tərkibinə oxşayır. Təkcə mikrofon vibrometrlə əvəzlənir. Vibrometrin

vibroqəbuledicisi mexaniki rəqsləri müvafiq elektrik siqnallarına çevirir. Titrəyiş səviyyəsi ölçülərkən

səthdəki nöqtənin vibroyerdəyişməsi, vibrosürəti və vibrotəcili, həmçinin rəqslərin tezliyi qeydə alınır.

Mühərrikin, habelə avtomobilin titrəyişə görə sınaqlarının nəticələrinə əsasən qrafiklər qurulur. Bu

qrafiklərdə mühərrikin və avtomobilin müxtəlif nöqtələrinin müxtəlif sürət rejimlərindəki

vibrotəcillərinin səviyyələri göstərilir. Titrəyişlərin səviyyəsini daha ətraflı qiymətləndirmək üçün

mühərrikin müxtəlif iş rejimlərində müxtəlif nöqtələrin rəqslərinin səviyyəsi qeyd olunmuş

ossiloqramlardan istifadə olunur.

Səs-küy insanın sağlamlığına və fəaliyyətinə zərərli təsir göstərdiyindən onun səviyyəsini

məhdudlaşdıran normalar tətbiq olunur. O cümlədən daxili yanma mühərrikli avtomobillər üçün də

onun səs-küyünün buraxılabilən hədləri üçün normalar qoyulmuş, habelə səs-küy səviyyəsini ölçmək

üçün üsullar müəyyənləşdirilmişdir. Ayrıca götürülmüş konkret avtomobilin yaratdığı səs-küy bir sıra

normativ sənədlərlə reqlamentləşdirilir. Bu sənədlərdən ən vacibi BMT-nin AİK-nın 9 saylı

Qaydalarıdır. Avtomobilin səs-küyü daxili və zahiri olmaqla 2 cür fərqləndirilir. Zahiri səs-küy

107

avtomobildən kənarda yerləşən nöqtələrdə ölçülür. Daxili səs-küy isə avtomobilin kabinəsində və ya

salonunda yerləşən nöqtələrdə ölçülür. Sınaqların aparılma şəraiti, buraxılabilən normalar, habelə

avtomobilin daxilində və xaricindəki səs-küyü qeydə alan mikrofonların yerləşdirilməsi müvafiq

standartlarla müəyyən edilir.

Səs-küy müxtəlif tezliyə və amplituda malik ayrı-ayrı səslərdən ibarətdir. Bu səbəbdən onu

hərtərəfli xarakterizə etmək üçün səs-küyün tezlik tərkibinə və ya spektrinə diqqət yetirilir. Spektrə

görə səs-küyün ən intensiv və ən zəif tərkib hissələrinin hansı tezliklərə uyğun gəldiyini müəyyən

etmək mümkündür.

İnsanın eşitmə orqanları müxtəlif tezlikli səslərə qarşı eyni dərəcədə həssas deyil. Ona görə də

məhdudlaşdırıcı normalar müəyyən edilərkən səs təzyiqinin müxtəlif tezliklərdəki buraxılabilən

səviyyələri göstərilir. İnsanın eşitmə orqanlarına təsir göstərən səs-küyün bütün tezliklər diapazonu bir

neçə oktavadan ibarətdir. Onların orta həndəsi tezliyi aşağıdakı düsturla təyin edilir:

2

1

f

ffor ,

burada 1f və 2f müvafiq olaraq qurşaqların aşağı və yuxarı sərhəd tezlikləridir, Hz.

Avtomobilin daxili səs-küyünü qiymətləndirmək üçün tezliklərin oktava qurşaqlarındakı səs

təzyiqlərinin buraxılabilən hədləri müəyyən edilmişdir (cədvəl 14.1).

Cədvəl 14.1

Avtomobil

Orta həndəsi tezlikli (Hz) oktava qurşaqlarında səs tezliyinin səviyyəsi, dB-lə

31,5 63 125 250 500 1000 2000 3000 4000

Minik 102 96 90 83 77 70 62 57 51

Yük 108 99 92 86 83 80 78 76 74

Avtobus:

- şəhərarası

- şəhər

102

104

91

94

82

87

77

82

73

78

70

75

68

73

66

71

64

70

Müxtəlif tipli avtomobillər üçün zahiri və daxili səs-küyün səviyyəsi cədvəl 14.2-də göstərilmiş

qiymətlərdən yüksək olmamalıdır.

Avtomobilin səs-küyü sürətlənmə rejimində ölçülür. Avtomobil ölçmə məsafəsinin başlanğıcına II

və ya III ötürmədə, 50 km/saat-dan yüksək olmayan sürətlə yaxınlaşmalıdır. Bu zaman mühərrikin

dövrlər sayı nominal dövrlər sayının ¾-nə bərabər olmalıdır. Avtomobilin ölçmə məsafəsindəki

hərəkəti intensiv sürətlənmə ilə düz və əks istiqamətlərdə həyata keçirilir. Avtomobilin qabaq hissəsi

ölçmə məsafəsinin başlanğıcını keçən anda drossel qapağını idarə edən pedal — akselerator axıracan

basılır. Avtomobilin arxa hissəsi ölçmə məsafəsinin son sərhədini keçən zaman akselerator kəskin

olaraq buraxılır. Ölçmələr ən azı 3 dəfə aparılır. Avtomobilin hər tərəfində mikrofon quraşdırılır.

Zahiri səs-küyün ölçülməsinin nəticəsi kimi alınmış ən böyük qiymət, daxili səs-küyün ölçülməsinin

nəticəsi kimi isə banın müxtəlif nöqtələrinin hər birində quraşdırılmış mikrofonun qeydə aldığı 3

ölçmənin orta hesabi qiyməti götürülür.

Cədvəl 6. 2

Avtomobil A şkalası üzrə səsin səviyyəsi, dB

Zahiri səs-küy Daxili səs-küy

Minik

Yük

Avtobus

80

81÷88*

81÷85*

80

85

75÷80**

Qeyd:

* - avtomobilin kütləsindən və mühərrikin gücündən asılı olaraq

** - salonda və sürücünün iş yerində

108

14.5. MÜHƏRRĠKĠN SƏS-KÜYÜNÜN VƏ TĠTRƏYĠġLƏRĠNĠN AZALDILMASI ÜÇÜN

TƏDBĠRLƏR.

Akustikanın baza prinsiplərini əsas tutaraq səs-küyün azaldılması üçün onun ən gurultulu

mənbələrinin aradan qaldırılmasından başlamaq vacib şərtdir.

Mühərrikin səs-küyünün və titrəyişlərinin azaldılmasının əsas istiqamətləri aşağıdakılardan

ibarətdir:

1) bütün iş rejimlərində mühərrikin bütün konstruktiv elementlərinə verilən enerji miqdarının

maksimal həddə qədər məhdudlaşdırılmasını təmin edən işçi prosesin formalaşdırılması;

2) mühərrik və onun elementlərinin səs-küyün şüalandırılması nöqteyi-nəzərindən rasional

konstruksiya edilməsi.

Rəqsi hərəkət enerjisi (və ya rəqsi enerji) yarandığı mənbədən onu şüalandıran səthə qədər olan

məsafəni mühərrikin hissələri boyunca yayılmaqla qət edir. Bu enerjini azaltmaq üçün ya onun

konstruksiya üzrə yayılmasına maneçilik törətmək (vibroizoləetmə), ya da onun yayılma yolu

boyunca udulmasını (vibroudulma) təmin etmək lazımdır. Bu məqsədlə mühərrikin konstruksiyasına

xüsusi vibrodempfer, yəni titrəyişləri söndürən materiallar və ya qurğular şəklində olan rəqsi hərəkət

enerji uducuları əlavə edilməlidir. Bu, səs-küy şüalandıran səthlərdə titrəyiş sürətləri səviyyəsini

azaltmağa imkan verir. Səs-küyü azaltmaq üçün onu şüalandıran səthlərin sahəsini də azaldırlar.

Azaldılması tələb olunan səsin yayılma imkanları bərk cisim və ya hava üzrə yollarla məhdudlaşır.

Səsin bərk cisim üzrə yayılması hərəkət edən kütlələrin və yanma prosesinin yaratdığı qüvvələrin təsiri

nəticəsində baş verir. Bu səbəbdən dirsək-şatun mexanizminə xüsusi diqqət yetirilməlidir. Silindrlərin

sıravi və ya V-şəkilli yerləşməsi, habelə dirsəkli valın yastıqlarının konstruksiyası və balanslaşdırılmış

kütlələrin qiyməti titrəyişlərin xarakterinə təsir edir. Əgər hər hansı bir səbəb üzündən akustik nöqteyi-

nəzərdən optimal olan konstruktiv həllərdən imtina edilirsə, onda balanslaşdırıcı vallardan istifadə

edilməsi zərurəti meydana çıxır. Bu isə mühərrikin f.i.ə-nın artırılmasına imkan vermir. Klapan

intiqallarındakı titrəyişlərin səviyyəsinə göstərilən tələblər də artıb.

Yanacaq sərfinin və zərərli tullantıların miqdarının azaldılması üçün hər bir silindrə düşən

klapanların sayı artırılır, qazpaylama fazalarının tənzimlənməsi (Valvetronic, Vario-Cam və s.

sistemlər) tətbiq edilir. Bunlar isə hərəkət edən kütlələrin sayını və miqdarını artırır. Bu halda klapan

intiqallarında əks-yüklərdən istifadə etmək lazım gəlir. Çünki, klapan intiqalının yaratdığı titrəyişlər

dirsəkli valın titrəyişləri ilə birgə kəskin və kobud səs kimi qəbul edilir.

Avtomobilin tipindən asılı olaraq səs-küy səviyyəsinin optimallaşdırılması müxtəlif yollarla həyata

keçirilir. Porsche 911 avtomobilinin timsalında bunu nəzərdən keçirək. Məlum olduğu kimi bu

avtomobil idman tiplidir və onun mühərriki özünəməxsus akustik parametrlərə malikdir. Avtomobilin

əvvəlki 6 silindrli, oppozit və hava ilə soyudulan mühərriki maye ilə soyudulan eyni tipli mühərriklə

əvəz olunduqda ventilyatorun rotorunun yaratdığı yüksək tezlikli vıyıltı yox oldu. Silindrdəki

klapanların sayını 2-dən 4-ə qaldırdıqda və qazpaylama fazasını dəyişdirən sistem tətbiq olunduqda

mühərrikin yükü azaldıqca, klapanların qalxma hündürlüyü azaldı. Nəticədə yükün dəyişməsi

nəticəsində yaranan xarakterik sorma səsi də aradan çıxdı. Yüksək sinifli minik avtomobilləri üçün adı

çəkilən təkmilləşdirmələr müsbət qiymətləndirilməlidir. Lakin Porsche kimi idman avtomobilinin

sürücüsü mühərriki səsinə görə də hiss etməlidir. Bu məqsədlə dirsək-şatun mexanizmi mümkün qədər

səssiz hazırlanır. Buna mühərrikin yağ çənbərini (karterini) pilləkən şəkilli, qəfəsvari çərçivə ilə əhatə

etməklə nail olunur. Dirsəkli val içi boş olan aralıq valı fırladır (şək.14.4). Aralıq val isə öz növbəsində

klapanlar intiqalının hər iki zəncirini hərəkətə gətirir. Bu val həm də məqsədyönlü şəkildə yaranan

rəqsləri mühərrikin karteri və mühərrikin avtomobilə bağlandığı nöqtələr vasitəsilə avtomobilin banına

və salonuna ötürür. Yüksək tezlikli vıyıltını da məhz klapanlar intiqalının aralıq valı yaradır.

Səs-küyün azaldılması üçün görülən digər konstruktiv tədbirlərdən aşağıdakıları qeyd etmək olar:

- porşenlə silindr arasındakı araboşluğunun azaldılması;

- porşenin ətək hissəsinin uzunluğunun artırılması;

- dezaksial dirsək-şatun mexanizminin tətbiqi;

- qazpaylama valındakı yumruqcuqların zərbəsiz profilli hazırlanması;

- silindrin yanma kamerinə yaxın olan hissəsinin oymağının qalınlaşdıılması;

109

- səsizoləedici araqatlarından istifadə olunması.

Şək. 14.4. Porsche 911 avtomobili mühərrikinin kompanovkası

Yanma prosesinin rasional təşkili də səs-küy və titrəyişlərin azaldılmasında mühüm rol oynayır.

İndikator diaqramı üzrə sıxma xəttinin yanma xəttinə səlis keçidinin təmin edilməsi, təzyiqin artma

sürətinin aşağı salınması yanmanın yaratdığı səs-küyün səviyyəsini azaldır.

Dizel mühərrikinin səs-küy səviyyəsi yanma prosesinin xarakterik gedişi və dizelin konstruktiv

elementlərinin rəqsi xassələri ilə müəyyən edilir. Dizelin səs şüalandırma intensivliyi əsas etibarilə

yanıcı qarışığın hazırlanma və yanmanın təşkili üsullarından asılıdır. Təbəqəli, ikimərhələli və

çoxpilləli qarışdırmalı (Common Rail) dizellərdə, habelə bölünmüş kamerli dizel mühərriklərində səs-

küy şüalandırmanın intensivliyi nisbətən az olur.

Yanma prosesinin yaratdığı səs-küy özünü tezlik spektrinin akustik və fizioloji baxımdan ən

əlverişsiz olan yüksək tezliklər sahəsində (1000 Hz-dən böyük) büruzə verir. Bu səbəbdən yanma

prosesinin yaratdığı səs-küyün azaldılması mühərrikin yaratdığı səs-küyün ümumi səviyyəsinə

əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Benzin mühərriklərində xarici səthlərin rəqslərindən yüksək tezlikli

səs-küyün yaranmasına səbəb olan yanma prosesi ikinci dərəcəli əhəmiyyətə malikdir. Bu

mühərriklərdə mexaniki mənşəli səs-küylər daha böyük rol oynayırlar. Gövdə hissələrinin daha

rasional konstruksiyaya malik olması bu tip səs-küyün azaldılmasına kömək edir.

Müxtəlif tipli mühərriklər üçün yanma prosesinin yaratdığı səs-küyün mexaniki mənşəli akustik

şüalanmaya olan nisbəti eyni olmur. Kiçik dövrlər sayına malik mühərriklərdə yanma prosesinin

yaratdığı yüksək tezlikli səs-küy üstünlük təşkil edir. Dövrlər sayı artdıqca yanma prosesinin yaratdığı

yüksək tezlikli səs-küyün mühərrikin ümumi səs-küy səviyyəsindəki nisbi payının azalması

tendensiyası müşahidə olunur. Lakin bu o demək deyil ki, mühərrikin dövrlər sayı artdıqca, yanma

prosesinin yaratdığı səs-küy azalır. Əksinə, bu səs-küyün mütləq qiyməti artmaqda davam edir. Sadəcə

olaraq, dövrlər sayı artdıqca mexaniki mənşəli səs-küyün artımı daha intensiv olur. Şək.14.5 -də

traktor dizelinin xarici sürət xarakteristikası üzrə işi zamanı ayrı-ayrı mənbələrin yaratdığı səs-küy

səviyyəsinin dövrlər sayından asılılıq əyriləri verilmişdir.

Mühərrikin elastik dayaqlarındakı rəqslərdən yaranan səs-küy özünü daha aşağı tezliklərdə (600

Hz-dən aşağı) büruzə verir və onun intensivliyi müasir mühərriklər üçün elə də böyük əhəmiyyət kəsb

etmir. Mühərrikləri dövrlər sayına görə forsirə etdikdə bu mənbədən səsin şüalanma intensivliyi xeyli

artır.

110

Şək.14.5. Traktor dizelinin xarici sürət xarakteristikası üzrə işi zamanı ayrı-ayrı mənbələrin yaratdığı səs-küy səviyyələrinin dövlərlər sayından asılılıq qrafikləri:

1-mühərrikin səs-küyünün ümumi səviyyəsi; 2-işçi prosesin səs-küyünün səviyyəsi; 3-mexaniki səs-küy; 4-sorma prosesinin səs-küyü; 5-ventilyatorun səs-küyü.

Forsirə olunmanın səs-küy səviyyəsinə göstərdiyi təsiri azaltmaq üçün mühərrikin

müvazinətləşdirilməsinin yaxşılaşdırılmasına yönəldilmiş tədbirlərin görülməsi tələb olunur. Elastik dayaqların sərtliyini dəyişməklə səs-küyün bu mənbəyinə təsir etmək imkanları məhduddur. Belə ki, bu halda səs-küyün intensivliyini azaltmaq üçün daha yüksək sərtliyə malik elastik asqıların tətbiqi tələb olunur. Bu isə bütövlükdə nəqliyyat vasitəsinin yaratdığı ümumi səs-küyü azaltmır. Çünki, belə dayaqlar titrəyişlərin mühərrikdən avtomobilə ötürülməsini intensivləşdirir.

Avtomobilin tərkibində işləyən mühərrikin səs-küyünü onun yayılma yolunda maneələr yaratmaqla (səsizoləetmə) və səs-küyü qəbul edən səthlərin üzərinə xüsusi səsuducu örtük çəkməklə azaltmaq mümkündür.

Səsizoləetmə mühərrik üçün müxtəlif ekranların, örtüklərin (kapotların), kapsulların

yaradılmasından ibarətdir. Avtomobil və traktor mühərriklərində, habelə kiçik həcmli stasionar

mühərrıklərdə örtükləmədən istifadə olunur.

Gəmi mühərriklərində və böyük həcmli stasionar mühərriklərdə isə səsizoləedici arakəsmələr

qoyulur.

Lakin örtük və kapsulların tətbiqi həm istehsal, həm də istismar zamanı xeyli əlavə məsrəflərə

səbəb olur. Bundan başqa mühərrikin soyudulması və istismar ərzində ona texniki qulluğun

göstərilməsi mürəkkəbləşir, bəzi hallarda isə yanacaq qənaətliliyi də pisləşir. Sadalanan tədbirlərin

tətbiqi yalnız mühərrikin xüsusi şəraitlərdə istismarı zamanı özünü doğruldur.

Səsudma tədbirləri isə müxtəlif səsuducu mastikaların tətbiqi ilə bağlıdır. Bu halda mastikaların

istiliyə davamlılığı, uzunömürlülüyü və qiyməti ilə əlaqədar problemlər meydana çıxır.

Aerodinamik mənşəli səs-küylə mübarizə üsulları isə aşağıdakılardır:

- tələb olunan səs-küy səviyyəsinə malik konstruksiyaların (pərin, havatəmizləyicinin və

səsazaldanın gövdələri) yaradılması;

- rezonanslı həcmlərin birgə formalaşdırılmasına və səsudmanı təmin edən xüsusi materiallardan

istifadə olunmasına əsaslanan səsazaldanların və səsbatıranların tətbiq edilməsi.

14.6. SORMA ZAMANI YARANAN SƏS-KÜYÜN AZALDILMASI SISTEMĠ.

Sorma zamanı aerodinamik səs-küy əsas etibarilə aşağı tezliklərdə özünü büruzə verir. Bu

tezliklər mühərrikin silindrlərində iş sikllərinin növbə ilə başvermə perioduna mütənasib olur. Orta və

yüksək tezlikli səs-küy isə sorma borusu elementlərini əhatə edərək axan hava axını tərəfindən yaranır.

Turbinli üstəlik üfürmə zamanı sormadakı akustik şüalanmanın gücü artır.

Hal-hazırda mühərriklərdə yüksək səmərəliliyə malik sorma səsazaldanlarından istifadə

111

olunduğundan aerodinamik mənşəli səs-küyün səviyyəsini xeyli aşağı salmaq mümkün olur və o xarici

səthlərin rəqsləri nəticəsində yaranan səs-küy səviyyəsindən az olur.

Səsazaldanlar sorma zamanı yaranan aerodinamik səs-küyün səviyyəsinin mexaniki səs-küy

səviyyəsindən 2÷3 dB az olmasını təmin etməlidir. Normal atmosfer şəraiti üçün mühərrikin nominal iş

rejimində səsazaldanın yaratdığı müqavimət 3 kPa-dan az olmalıdır. Avtomobil və traktor

mühərriklərində tətbiq edilən genişləndirici kamerlər adətən konstruktiv olaraq hava təmizləyiciləri ilə

birgə hazırlanırlar.

Səsazaldanın tipini seçərkən əsasən onların güc qurğusu üzərində yerləşmə imkanlarını, tələb

olunan akustik effektivliliyini, texniki qulluğa olan tələbatını, hidravlik müqavimətinin buraxılabilən

qiymətlərini nəzərə almaq lazımdır. Prinsipcə, istənilən mühərrik üçün tələb olunan akustik

effektivliliyə və minimal müqavimətə malik kamer tipli səsazaldan hazırlamaq mümkündür. Lakin

konstruktiv ölçüləri böyük alındığından onun mühərrikdə quraşdırılması imkanı çox məhdud olar və

ya heç olmaz.

Mühərriklərdə sorma zamanı səs-küyü aşağı salmaq üçün tətbiq edilən səsazaldanlar aktiv, reaktiv

və kombinəedilmiş olurlar.

Aktiv səsazaldanda (şək.14.6) səsuducu məsaməli materialdan (texniki keçə, mineral pambıq və

yun, kapron lif, perforasiya olunmuş təbəqələr və s.) istifadə olunur. Bu materiallar səsazaldanın qaz

axını ilə təmasda olan gövdəsinin daxilində yerləşdirilir. Aşağı tezlik zonalarında bu materialların

səsudma qabiliyyətləri çox kiçikdir. Ən effektiv səsudma isə orta və yüksək tezlik zonalarında baş verir

və səsudma qabiliyyəti səsuducu materialın qalınlığından və sıxlığından asılı olur.

Perforasiya olunmuş konusvari səsazaldanın səmərəliliyi səsuducu materialı olan səsazaldandan

çoxdur. Lakin birincinin müqaviməti də xeyli çoxdur. Kompressorun sorma xəttində qoyulmuş

səsazaldan adətən nazik yun keçə ilə hörülmüş yastı metal disklərin sırasından ibarət olur. Bəzi

hallarda üstünə nazik keçə yapışdırılmış əyri metal disklərdən də istifadə olunur.

Şək.14.6. Aktiv səsazaldanların sxemləri:

a-perforasiya edilmiş konusvari səsazaldan, b-səsuducu materiallı səsazaldan.

Reaktiv səsazaldanlar (şək. 14.7) (bunlara akustik süzgəclər də deyilir) genişləndirici və rezonans həcmləri sistemini təşkil edən kamer və borular dəstindən formalaşdırılır. Bu səsazaldanlarda qaz axınının genişlənməsi nəticəsində rəqslərin amplitudunun azalması baş verir. Belə səsazaldanlar aşağı və orta tezliklər diapazonunda səs-küyün ayrı-ayrı tərkib hissələrini çox effektiv olaraq azaldırlar. Rezonans kamerlərindən dar şüalanma spektrinə malik yüksək intensivlikli səs-küyün azaldılması üçün istifadə olunur. Genişləndirici kamerləri isə çox geniş tezliklər diapazonunda tətbiq etmək mümkündür, lakin onların səsazaltma qabiliyyəti nisbətən aşağıdır.

Kombinə edilmiş səsazaldanlar (şək.14.8) tərkibinə aktiv elementlər əlavə edilmiş reaktiv səsazaldanların iş prinsipinə uyğun olaraq hazırlanırlar. Belə səsazaldanın aktiv elementi perforasiya olunmuş borucuqdur (4). Bu borucuq şüşəli keçə, mineral yun, pambıq, penoplast kimi səsuducu materiallarla (3) əhatə olunur. Aktiv elementə paralel olaraq toroidal formalı reaktiv səsazaldan (2) qoşulmuşdur. Reaktiv səsazaldanın girişi deşikli qapaqla örtülür.

Mühərrikin havatəmizləyicisi də adətən sormanın səs-küy azaldanı rolunu yerinə yetirir. Bu zaman havaqəbuledici və hava süzgəcinin gövdəsi reaktiv səsazaldanın, karton süzücü element isə aktiv səsazaldanın funksiyalarını daşıyırlar.

112

Şək.14.7. Reaktiv səsazaldanların sxemləri:

a-genişləndirici kamerli səsazaldan, b-rezonans kamerləri olan səsazaldan.

Şək.14.8. Sorma traktının aktiv-reaktiv səsazaldanı:

1-sorma borusuna bərkidilən flans; 2-reaktiv səsazaldan; 3-səsuducu element; 4-

perforasiya edilmiş borucuq; 5-qoruyucu tor; 6-qapağın səsuducusu; 7-sorma

araboşluğunun tənzimləyici vinti.

Mühərrikin yerləşdiyi örtükaltı boşluqdan aşağı tezlikli diapazondakı səs-küyü azaltmaq üçün

istifadə edilə bilər.

Havatəmizləyicilərin xarici səthləri şaxələnmiş olduğundan onları elə hazırlayırlar ki, səthlər səs-

küy yaratmasınlar.

V-şəkilli mühərriklərin səsazaldan funksiyalarını da yerinə yetirən havatəmizləyicilərinin silindrlər

blokunun cərgələrarası sahəsində yerləşdirilməsi mümkündür. Turbokompressorlu və ya mərkəzdənqaçma tipli üfürmə aqreqatı olan mühərriklərdə deşikli aktiv

səsazaldanlardan istifadə olunması tövsiyə edilir. Porşenli üfürmə nasosuna və ya mexaniki intiqallı həcmi üfürmə aqreqatına malik mühərriklərdə daha çox rezonanslı, aktiv-rezonanslı, ucluqlu (soplolu) səsazaldanlardan istifadə olunur. Üstəlik üfürməsiz mühərriklərdə isə genişləndirici kamerlərdən istifadə olunması məqsədəuyğun sayılır.

14.7. XARĠCETMƏ SƏS-KÜYÜNÜN SƏSAZALTMA SĠSTEMĠ.

İşlənmiş qazların xaric olunması prosesi mühərrikin səs-küyünün ən intensiv mənbəyidir. Minik avtomobillərində səsazaltma sistemi bir neçə ayrı-ayrı quraşdırılmış və ya kombinə edilmiş

səsbatıranlardan ibarət olur. Yük avtomobillərində isə monoblok səsbatıranlar qoyulur. İşlənmiş qazların neytralizatoru da səsazaltma sisteminə qoşulur. Dizellərin qurum süzgəcini də adətən səsazaldanla birləşdirirlər.

Xaricetmə səsbatıranlarında həm aktiv (dissipativ), həm də reaktiv (rezonanslı) elementlərdən istifadə olunur. Aktiv elementlər mühərrikin işlənmiş qazlarının lifli materialların məsamələrindən keçərkən səpələnməsi hesabına akustik enerjini istilik enerjisinə çevirir (Qaz axını məsamələrdən

keçərkən çoxlu xırda axınlara ayrılır ki, bu da döyüntüləri — pulsasiyanı aşağı salır). Reaktiv elementlərdə isə səsazaltma üçün rezonanslı rəqslərdən istifadə nəzərdə tutulur (Səs-küyün enerjisi işlənmiş qazların sürətinin müxtəlif həcmli akustik kamerlərdən — rezonatorlardan keçərkən dəyişməsi hesabına azaldılır). Müxtəlif həcmə malik kamerlərin lazımi kombinasiyasını əldə etməklə xaricetmə

113

səs-küyünün tələb olunan səviyyəyə qədər aşağı salınmasına nail olmaq mümkündür. Reaktiv elementlərin əsas nöqsanı böyük həcmli kamerlərdən istifadə olunma zərurətinin olmasıdır. Bu isə avtomobilin komponovkasında problemlər yarada bilər.

Kombinə edilmiş səsbatıranlar (şək.14.9) tərkibinə səsuducu materiallar (şüşə lifləri, metallokeramika, briket şəklində preslənmiş polad tellər və s.) əlavə olunmuş rezonans kamerləri (rezonatorlar) sistemi kimi formalaşdırılırlar. Onların qabarit ölçüləri və hidravlik müqavimətləri daha məqbul sayıla bilər.

Şək.14.9. Kombinə edilmiş xaricetmə səsbatıranı:

1-giriş borusu; 2-rezonans borusu; 3-səpələyici boru; 4, 5-qazların interferensiya axını; 6-çıxış borusu; 7-absorbsiya kamerinin arxa divarı; 8-absorsiya kameri; 9-absorbsiya kamerinin ön divarı; 10-rezonans kamerinin arxa divarı.

Yarımaktiv səsazaltma sistemlərində onların həcmini dəyişən hərəkətli elementlərdən istifadə

olunur. Belə sistemin uzunluğu maksimal olduqda o mühərrikin dirsəkli valının minimal dövrlər

sayında daha səmərəli olur. Uzunluq minimal olduqda isə sistem dirsəkli valın maksimal dövrlər

sayında səmərəli olur. Belə sistemin tətbiqi zamanı idarəedici element rolunu pnevmatik və ya

elektromaqnit klapan oynaya bilər. Yarımaktiv səs-azaltma sistemi aşağı dövrlər sayında səs-küyün

səviyyəsini 10 dB-ə qədər azaltmağa imkan verir.

Aktiv səsazaltma sistemi xaricetmə səs-küyünün eyni spektral tərkibli siqnalın köməyilə

batırılmasını nəzərdə tutur. Lakin siqnal əks fazada verilməlidir. Bu cür sistemin işi xeyli enerji

məsrəfləri tələb etsə də, xaricetmə səs-küyünün səviyyəsini 30÷35 dB azalda bilir. Həm aktiv, həm də yarımaktiv səsazaltma sistemlərinin səmərəliliyi elektron idarəetmənin

keyfiyyətindən aslıdır.

Səsbatıranların xarici səthləri də səs-küy şüalandırmaq qabiliyyətinə malik olduqları üçün onları

ikiqat düzəldirlər.

15-ci mühazirə

15. ZƏHƏRLĠLĠYĠ AZ OLAN PERSPEKTĠV MÜHƏRRĠKLƏR.

Zərərli maddə tullantılarının ən böyük mənbəyi daxili yanma mühərrikləridir. Çünki, bu

mühərriklərdə baş verən yanma prosesi nəticəsində həm zəhərsiz, həm də zəhərli maddələr yaranır və

onların hamısı ətraf mühitə atılır. Tələb olunan mexaniki enerjini yanma prosesini həyata keçirmədən

əldə etmək mümkün olarsa, ekoloji cəhətdən təmiz mühərrik alınar.

Dünyanın qabaqcıl ölkələrində aparılan elmi-tədqiqat işləri nəticəsində bu məsələnin həlli

istiqamətində bir sıra ixtiralar və təkliflər irəli sürülmüşdür.

114

15.1. ELEKTRĠK MÜHƏRRĠKLƏRĠ VƏ ELEKTROMOBĠLLƏR.

Müəyyən təxminlərə yol verməklə demək olar ki, ekoloji cəhətdən belə təmiz mühərrik

mövcuddur və o elektrik mühərriki adlanır. Aparıcı təkərlərinin hərəkətə gətirilməsi üçün kimyəvi

cərəyan mənbələrinin elektrik enerjisindən istifadə edən avtonəqliyyat vasitələrinə elektromobillər

deyilir. Avtonəqliyyat vasitələrində qoyulan elektrik mühərrikləri ilə adi elektrik mühərriklərinin iş

prinsipi eynidir: hər ikisində rotor elektrik cərəyanının yaratdığı maqnit sahəsinin təsiri ilə statora

nəzərən fırlanır. Fırlanma hərəkəti transmissiyanın köməyi ilə elektromobilin təkərlərinə ötürülür.

İlk elektromobil 1838-ci ildə İngiltərədə yaradılıb. 1899-cu ildə Rusiyada yaradılan

elektromobildə cəm gücü 4 a.q olan iki ədəd elektrik mühərriki qoyulurdu. Enerji mənbəyi kimi

qurğuşunlu akkumulyatordan istifadə olunurdu. Bu akkumulyator elektromobilin hər 60 km

yürüşündən sonra yüklənmə (doldurulma) tələb edirdi. Belə elektromobilin hərəkət sürəti 15 km/saat

çatırdı. XX əsrin əvvəllərində Belçikada düzəldilmiş elektromobil 100 km/saat sürət səddini aşan ilk

nəqliyyat vasitəsi oldu. 2002-ci ildə Yaponiyadakı Keyo universitetinin əməkdaşları tərəfindən

yaradılmış ―Eliica‖( electric li-ion battery car) adlı elektromobil 400 km/saat sürət həddinə çata bildi.

8 təkərə malik bu elektromobilin hər bir təkəri 60 kVt gücə malik ayrıca elektrik mühərriki tərəfindən

hərəkətə gətirilir. Enerji mənbəyi kimi litium-ionlu batareyalardan istifadə olunur. Bu batareyaları bir

dəfə yükləməklə elektromobil 100 km/saat sürətlə 320 km məsafə qət edə bilir.

ABŞ-ın Tesla Motors şirkətinin seriyalı istehsal üçün hazırladığı Tesla Roadster minik

elektromobilinin mühərriki 185 kVt gücə və 13000 dəq-1 dövrlər sayına malikdir. Kütləsi cəmi 30 kq-

dır. Onu 6831 ədəd litium-ion akkumulyatorundan ibarət batareya qidalandırır. Belə batareya cəmi 3,5

saata yüklənir və avtomobilin 400 km-lik yürüşünü təmin edir. Batareya 400 yüklənmə siklinə

hesablanıb və elektromobilin 160000 km-lik yürüşünü təmin etmək iqtidarındadır.

Qeyd etmək lazımdır ki, istilik-elektrik stansiyalarında yandırılan yanacağın kimyəvi enerjisinin

yalnız 15 %-ə qədəri nəqliyyat vasitəsinin hərəkətə gətirilməsi üçün istifadə olunur. Enerjinin bu

səviyyədə istifadəsinə səbəb elektrik xətlərində, transformatorlarda, çeviricilərdə, akkumulyatorların

özündə və onların yüklənmə qurğularındakı baş verən itkilərdir.

Hal-hazırda elektrik mühərrikləri üçün enerji mənbəyi kimi əsas etibarilə akkumulyatorlardan

istifadə olunur. Ən çox istifadə olunan qurğuşunlu (Pb), nikel-kadmiumlu (Ni-Cd) (şək.15.1), litium-

ionlu (Li-ion) akkumulyator batareyalarıdır. Qurğuşunlu batareyaların hər yüklənməsinə 67 saat vaxt

tələb olunur. Ən perspektivli sayılan litium-ionlu batareyalarda isə bu müddət 1 saatdan da azdır.

Qurğuşunlu batareyalar daha geniş yayılsalar da onların f.i.ə az, kütləsi isə böyükdür. Minik

avtomobili kimi istifadə olunan elektromobilin akkumulyator batareyalarının kütləsi 1 tona yaxın olur.

Bu batareyaların yerləşdirilməsi üçün tələb olunan sahə benzin və ya dizel mühərrikinin avtomobildə

tutduğu sahədən 30 dəfə çox olur. Sadalanan amillər nəqliyyat vasitələrinin faydalı yükgötürmə

qabiliyyətini azaldır.

Elektromobillərin kütləsinin azaldılması yolunda ən müxtəlif təkliflər mövcuddur. Bunlardan biri

akkumulyator batareyalarının yüklənməsi və dartıcı elektrik mühərrikinin qidalandırılması üçün tələb

olunan enerjinin yol örtüyünün altından induktiv olaraq verilməsi üsuludur. Bu üsulun tətbiqi üçün yol

səthinin altında cərəyan keçirən naqilin olması və onun ətrafında elektromaqnit sahəsinin yaradılması

tələb olunur. Elektromaqnit enerjisinin qəbuledicisi elektromobilin banı altında yerləşdirilir. Enerji

hava ilə maqnit induksiyası prinsipindən istifadə olunmaqla ötürülür. Şüalandırıcı yol örtüyü altındakı

naqil ilə qəbuledici arasında mexaniki təmas olmur (şək.15.2).

Qəbuledici (2) düzbucaqlı şəklində olan naqil dolaqdan ibarətdir. Onun ölçüləri banın alt

hissəsinin ölçüləri ilə məhdudlaşdırılır. Elektromobil naqilin üstü ilə hərəkət etdiyi zaman dartıcı

elektrik mühərrikinin (1) işi və akkumulyator batareyalarının yüklənməsi təmin olunur. Cərəyanlı

naqillə təchiz edilməmiş şəhər küçələri ilə elektromobilin hərəkəti zamanı akkumulyator

batareyalarından istifadə olunur.

115

Şək.15.1. Nikel-kadmiumlu batareyalar bloku.

Şək.15.2. Elektromobilə enerjinin induktiv ötürülmə sisteminin prinsipial iş sxemi:

1-dartıcı elektrik mühərriki; 2-enerjiqəbuledici; 3-enerji toplayıcı; 4-yol örtüyü altındakı yüksək

gərginlikli naqil.

Təxmin edilir ki, təklif edilən sistemdə əsas rolu akkumulyator batareyaları oynayacaq və onların

yüklənməsi şəhərin istənilən magistral küçəsində yerinə yetirilə bilər. Özü də şəhərin bütün küçələrinin

yolaltı naqillərlə (4) təchiz edilməsinə ehtiyac olmayacaq.

Yol örtüyü altındakı naqilin qidalandırılması üçün 180200 Hs tezlikli dəyişən cərəyan tələb

olunur. İstənilən naqildə onun uzunluğu üzrə enerjinin aktiv və induktiv müqavimətlər üzündən

sönməsi, habelə izolyasiyanın qeyri-mükəmməlliyi üzündən cərəyan itkisi baş verir. Bu səbəbdən hər

810 km-dən bir naqilin əlavə qidalandırılması üçün stansiyanın olması tələb olunur.

Elektron idarəetmə vasitələrindən istifadə olunduqda tormozlanma zamanı mühərrikin generatora

transformasiya olunması imkanı yaranır. Belə ki, sürücü ayağını elektrik müqaviməti pedalından

götürdükdə elektrik mühərriki generator rejiminə keçərək akkumulyator batareyalarını yükləməyə

başlayır. Bu yolla 20 %-ə qədər enerjiyə qənaət oluna bilər. Lakin istənilən halda akkumulyator

batareyaları periodik olaraq yüklənməlidir . Hər bir yaşayış məntəqəsində yüklənmə ilə əlaqədar

təşkilati problemlərin nəzərə alınmadığı halda belə, mövcud elektrik enerjisi istehsalı ilə müqayisədə

əlavə enerjinin istehsalına tələbat yaranır.

Hal-hazırda sənayesi yüksək dərəcədə inkişaf etmiş ölkələrdə istismar edilən bütün nəqliyyat

116

vasitələrinin ümumi gücü dünyada mövcud olan müxtəlif növ elektrik stansiyalarının ümumi

gücündən bir neçə dəfə çoxdur. Bu səbəbdən dünyadakı elektromobil parkının əhəmiyyətli dərəcədə

artımı hələ ki, gözlənilmir. Belə ki, onların akkumulyator batareyalarının daim yükləndirə bilmə

imkanları məhduddur. Onu da nəzərə almaq lazımdır ki, dünya üzrə elektrik enerjisi istehsalının əsas

hissəsi istilik elektrik stansiyalarının payına düşür. Yəni, elektrik enerjisi bərk, maye və qaz şəkilli

yanacağın yandırılması nəticəsində əldə edilir. Deməli, elektrik enerjisi istehsalının bu yolla artırılması

ekoloji problemlərin müəyyən qədərinin şəhərlərdən elektrik stansiyalarının yerləşdikləri ərazilərə

köçürülməsinə səbəb olacaq. Problemlərin digər hissəsi isə elektrik stansiyalarının ətraf mühitə

tulladığı zəhərli maddələrin hava axınları vasitəsilə uzun məsafələrə ötürülməsi üzündən həll

olunmamış qalacaq. Sadəcə olaraq ətraf mühitin çirkləndiricisinin ünvanı dəyişir — bu rol

nəqliyyatdan onu elektrik enerjisi ilə təmin edən sənaye sahəsinə keçir. Bu isə o deməkdir ki, elektrik

mühərriki özü ekoloji cəhətdən təmiz enerji mənbəyi hesab edilsə də, dolayısı ilə bu ad ona müəyyən

təxminlərlə aid edilə bilər.

Akkumulyatorların yüklənməsi üçün günəş batareyalarından istifadə olunması imkanları da

mövcuddur. Lakin bu yolla akkumulyatorları yükləndirilən nəqliyyat vasitələrinin yükgötürmə

qabiliyyəti hələ ki, çox azdır. Həm də ki, günəş batareyaları ilə qidalanan elektromobillərdən dünyanın

istənilən regionunda istifadə etmək mümkün deyil. Belə ki, il ərzində Yer kürəsinin hər yerində günəşli

günlərin sayı günəş batareyalarının daimi yükləndirilməsi üçün kifayət etmir.

Ətalətli akkumulyatorlar adlanan qurğular da enerji akkumulyatorları sırasına aiddir. Bu tipli

akkumulyatorlara nazimçarxlar da deyilir. Nazimçarxlar əsas mühərriklərin tormozlanması zamanı

enerjini özündə toplayır, nəqliyyat vasitəsinin yerindən tərpənməsi və ya sürətlənməsi zamanı isə

toplanmış enerjini geri qaytarır. Bu proses rekuperativ tormozlama adlanır. Belə enerji

akkumulyatorlarından həm istilik, həm də elektrik mühərrikinin tərkibində istifadə etmək mümkündür.

Şək.15.3-də nazimçarx tipli enerji akkumulyatoru olan avtomobilin transmissiyasının konstruktiv

sxemi verilmişdir. Bu sxemə görə avtomobilin şəhər daxilindəki hərəkəti çoxsaylı dayanmalar və

yerindən tərpənmələrlə müşayiət olunduğundan ancaq nazimçarx tipli akkumulyatorun enerjisindən

istifadə olunur, istilik (və ya elektrik) mühərriki isə yalnız nazimçarxın müntəzəm fırlanmasını təmin

etmək üçün işə qoşulur. İstilik mühərriki tətbiq edildikdə və ondan yalnız nazimçarxın fırladılması

üçün istifadə edildikdə qərarlaşmış iş rejimlərində istilik mühərrikinin işlənmiş qazlarının zəhərliliyi

xeyli azalır. Hibrid güc ötürməsinin pilləsiz transmissiyası nazimçarxın və təkərlərin fırlanma

tezliklərini bir-birinə uyğunlaşdırır, avtomobilin sürətlənməsi və tormozlanması zamanı fırlanma

hərəkətinin hər iki istiqamətdə ötürülməsini təmin edir.

―General Electriсs‖ firması tərəfindən yaradılmış ətalətli enerji akkumulyatorlu avtobusun –

jirobusun konstruktiv sxemi şək.15.4-də göstərilmişdir. Dartıcı elektrik mühərriki 2 funksiyasını

yerinə yetirən elektrik çevirici maşın tormozlanma rejimində nazimçarxla 1 əlaqədə olan ikinci elektrik

çevirici maşını qidalandıran generator kimi işləyir. Beləliklə, tormozlanma zamanı elektrik mühərriki

2 generator rejimində işləyərək öz enerjisini elektron idarəetmə bloku 3 vasitəsilə nazimçarxın 1

elektrik maşınına (generatoruna) verir, o isə nazimçarxı fırladır. Sürətlənmə rejimində isə fırlanan

nazimçarx onunla birləşdirilmiş elektrik maşınını fırladır. Elektrik maşını isə öz növbəsində generator

rejimində işləyərək, bu halda dartıcı maşın rolunu ifa edən 2 elektrik mühərrikini qidalandırır.

Kütləsi 1,5 t olan nazimçarxdan enerji alan 13 t kütləyə malik avtobus bu enerji ilə 5,5 km məsafə

qət edə bilir.

Dayanacaqlarda 90 s ərzində nazimçarxın elektrik şəbəkəsinin köməyi ilə fırladılmasını təmin

etmək üçün trolleybus millərinə oxşar qurğulardan 4 da istifadə olunur.

117

Şək.15.3. Nazimçarx tipli enerji akkumulyatorlu transmissiyanın konstruktiv sxemi.

Nazimçarx tipli enerji akkumulyatorları elektrik mühərriki ilə birgə tətbiq olunduqda elektrik

akkumulyatorlarında yüksək boşalma cərəyanının olması halı aradan qalxır. Nazimçarxlar ya monolit

şəklində, ya da lif və lentlərin elastik mərkəz ətrafında burulma sarğı şəklində hazırlanır. Sarğılı

nazimçarxların enerji tutumu göstəriciləri daha yüksəkdir. Belə nazimçarxlar təhlükəsiz dağılma

xassəsinə də malikdirlər, yəni dağılma zamanı qəlpələnmə baş vermir. Nazimçarxları qrafitdən və ya

kevlardan — optik liflərdən hazırlayırlar.

Şək.15.4. “General electrics” firması jirobusunun güc qurğusu:

1-generatorlu nazimçarx; 2-sabit cərəyanla işləyən elektrik mühərriki; 3-elektron

idarəetmə bloku; 4-dayanacaqlarda yüklənməni təmin edən kontakt milləri.

15.2. HĠBRID GÜC QURĞULARI VƏ HĠBRĠDOMOBĠLLƏR.

Nəqliyyat vasitələri qarşısında qoyulan sərt ekoloji tələblərə riayət etmək və yüksək qənaətliliyə

nail olmaq üçün bir sıra ölkələrdə hibrid güc qurğularına böyük diqqət yetirilir. Belə güc qurğusuna

malik nəqliyyat vasitələrinə hibridomobillər deyilir. Hibrid güc qurğuları bir-birindən asılı olmayan bir neçə enerji mənbəyindən və ən azı 2

mühərrikdən ibarət olur. Bu mühərriklərdən biri istilik mühərriki də ola bilər. Son vaxtlar 2-taktlı mühərriklərə maraq yenidən artmaqdadır. Buna səbəb belə mühərriklərin litr

gücünün və burucu moment müntəzəmliyinin 4-taktlı mühərriklərə nisbətən yüksək olmasıdır. Bir-birindən asılı olmayan iki ədəd 2-taktlı mühərrikdən istifadə olunduqda şəhər şəraitində yanacaq sərfini və zərərli maddə tullantılarının miqdarını xeyli azaltmaq mümkün olur. Bu onunla əlaqədardır ki, nəqliyyat vasitəsinin şəhər daxilində hərəkəti zamanı mühərrik qurğusunun tam güclə işləməsi tələb olunmur. Mühərrikin ən qənaətli və ekoloji cəhətdən ən zərərsiz işi xarici sürət xarakteristikası rejimlərində alınır. Bu səbəbdən yeni yaradılan mühərrikin işi məhz bu rejimlərə yönəldilir. Bu

118

rejimlərdə işlənmiş qazların temperaturu yüksək olduğundan onları neytrallaşdırılma sistemi daha səmərəli olur. Hər iki enerji mənbəyinin eyni zamanda işləməsi nəqliyyat vasitəsinin yalnız şəhərdən kənar yollarla hərəkəti zamanı tələb olunur.

Hələ ki, hibrid güc qurğularından ən geniş yayılanı adi DYM və elektrik mühərriki modullarından ibarət olan qurğulardır. Belə güc qurğusuna malik ilk nəqliyyat vasitəsi 1916-cı ildə Vuds (Woods) tərəfindən düzəldilmiş ―Qarışıq güc‖ adlı hibridomobil idi. DYM və elektrik mühərrikindən ibarət hibrid güc qurğuları nəqliyyat vasitəsini ardıcıl və paralel intiqallarla hərəkətə gətirə bilir. Hibrid güc qurğuları ardıcıl intiqala malik olduqda daxili yanma mühərriki elektrik mühərrikini hərəkətə gətirir. Elektrik mühərrikindən alınan mexaniki enerji isə avtomobilin transmissiyasına verilir. Ağır tonnajlı yük avtomobillərində isə hər bir təkərin daxilində bir elektrik mühərriki yerləşdirilir. Onda daxili yanma mühərriki sabit sürət rejimində işləyir və adi generator qurğusu rolunu oynayır. Bu halda yanacaq sərfi yükdən, yəni nəqliyyat vasitəsinə göstərilən müqavimətdən asılı olur.

Paralel intiqallı hibrid güc qurğularında isə nəqliyyat vasitəsinin təkərləri həm daxili yanma mühərriki, həm də elektrik mühərriki tərəfindən hərəkətə gətirilir.

Hibrid güc qurğusundan istifadə edən bəzi avtomobil modelləri ayrıca olaraq akkumulyator batareyaları ilə təchiz olunur (şək.15.5). Bu batareyalar daxili yanma mühərriki tərəfindən yükləndirilir. Ekoloji tələblər yüksək olduğundan belə avtomobil şəhər daxilində yalnız elektrik mühərrikinin işi hesabına hərəkət edir, yəni ondan elektromobil kimi istifadə olunur. Şəhərdən kənar yerlərdə ekoloji tələblər nisbətən aşağı olduğundan avtomobil ya təkcə elektrik mühərrikinin, ya da hər iki mühərrikin birgə işindən yararlanır. Bu halda daxili yanma mühərriki 1 işə düşür və aparan körpünün intiqalında yerləşdirilmiş dartıcı elektrik mühərrikini 3 qidalandıran generator hərəkətə gətirilir. Elektrik mühərriki hava ilə soyutma sistemi ilə təchiz olunur.

Şək.15.5. Hibrid güc qurğulu avtobus (a) və minik avtomobilinin (b) sxemi:

1-daxili yanma mühərriki; 2-soyutma sistemi; 3-dartıcı elektrik mühərriki; 4 və 6-

idarəetmə sisteminin elektron blokları; 5-akkumulyator batareyaları bloku; 7-

akkumulyator batareyalarının soyutma və ventilyasiya sistemi.

Şəhər daxilində daxili yanma mühərriki söndürüldüyündən generator işləmir, dartıcı elektrik

mühərriki isə elektron idarəetmə sisteminin blokları 4, 6 vasitəsilə akkumulyator batareyaları 5

qidalandırır. Akkumulyator batareyalarının özünün ayrıca soyutma və ventilyasiya sistemi 7 olur.

Hibrid güc qurğusu olan hibridomobildəki akkumulyatorların kütləsi elektromobildəki

119

akkumulyatorların kütləsindən xeyli az olur. Ardıcıl və paralel intiqallı hibrid güc qurğularının hər birinin öz üstünlükləri və çatışmazlıqları

mövcuddur. Onlar daim araşdırılır və hibrid güc qurğularının modernləşdirilməsi davam edir. Seriya ilə istehsal edilən hibrid güc qurğularına malik minik avtomobillərində — hibridomobillər-

də birinci olaraq paralel intiqallardan istifadə olunmağa başlanılıb. Buna misal olaraq Yaponiyanın To-yota firmasının istehsalı olan ―Prius‖ hibridomobilini göstərmək olar (şək.15.6). Onun güc qurğusu ―Toyota- THS-II‖ (Toyota Hibrid System) 57 kVt-lıq benzin püskürməli daxili yanma mühərrikindən və 50 kVt-lıq sinxron dəyişən cərəyan elektrik mühərrikindən ibarətdir. Onlar və starter-generator bir-birilə planetar ötürmə vasitəsilə əlaqələndirilib (şək.15.7) və birlikdə pilləsiz transmissiya kimi — elek-tromexaniki variator kimi işləyir. Bu düyünlərin işi elektron kommutator vasitəsilə idarə olunur.

Şək.15.6. ―Prius‖ hibridomobilinin intiqalının prinsipial sxemi:

1-qığılcımla alışdırmalı daxili yanma mühərriki; 2-planetar ötürmə; 3-generator; 4-

kommutator; 5-akkumulyator batareyaları; 6-elektrik mühərriki; 7-yavaşıdıcı ötürmə; 8-

transmissiya.

Şək.15.7. ―Toyota-THS-II (Prius)‖ hibrid güc qurğusunun kinematik sxemi və gücün paylanma

mexanizmi:

1-yağ nasosu; 2-elektrik mühərriki; 3-―günəş‖ çarxı; 4-gəzdirici və satellitlər; 5-taclı çarx; 6-

starter-generator; 7-burulma rəqslərinin dempferi; 8-benzin mühərriki; 9-səssiz zəncir; 10-

aralıq ötürmənin aparan dişli çarxı; 11-baş ötürmənin aparan dişli çarxı; 12-aralıq ötürmənin

aparan dişli çarxı; 13-baş ötürmənin aparılan dişli çarxı:; 14-diferensial.

Planetar ötürmə elə düzəldilib ki, benzin mühərrikinin yaratdığı burucu moment 30:70 nisbətində

bölünə bilsin. Burucu momentin 30 %-i generatora, qalan 70 %-i isə təkərlərə ötürülür. Generator

120

benzin mühərrikindən aldığı enerjini birbaşa elektrik mühərrikinə və təkərlərə verir. Əlavə olaraq

generator 40 ədəd nikel-metalhidrid akkumulyatordan ibarət batareyanı da yükləyir.

Nəzərdən keçirilən hibrid güc qurğusunda əsas rolu elektrik mühərriki oynayır. Hibridomobilin

hərəkətinə o start verir. Kiçik sürətlə hərəkət zamanı da dartıcı qüvvə rolunu o və batareya oynayır

(şək.15.8, a). Kiçik və orta yük rejimlərində benzin mühərriki işə düşür, onun yaratdığı burucu

momentin 70 %-i birbaşa təkərlərə ötürülür. Qalan 30 % isə planetar ötürmə və generator vasitəsilə

elektrik mühərrikinə, sonra da təkərlərə ötürülür (şək.15.8, b). Tam güc rejimində həm benzin və

elektrik mühərrikləri, həm də batareyanın enerjisi sərf olunur (şək.15.8, c). Tormozlama zamanı isə

benzin mühərrikinin dövrlər sayı azalır, elektrik mühərriki isə rekuperativ tormozlama rejimində

generator kimi işləyərək batareyanı yükləyir (şək.15.8, d).

a)

b)

c)

d)

Şək.15.8. ―Toyota-THS-II‖ hibrid güc qurğusunun burucu momentinin paylanma sxemi:

a) yerindən tərpənmə, kiçik sürətli hərəkət; b) kiçik və orta yük rejimləri; c) tam yük rejimi;

d) rekuperativ tormozlama rejimi;

1-qığılcımla alışdırmalı daxili yanma mühərriki; 2-planetar ötürmə; 3-generator; 4-

kommutator; 5-akkumulyator batareyaları; 6-elektrik mühərriki; 7-yavaşıdıcı ötürmə

(şəkillərdəki qırmızı rəngli xətlər burucu moment, digər rəngli xətlər isə elektrik enerjisi

axınını göstərir).

―Toyota-THS-II‖ hibrid güc qurğusunun unikal xüsusiyyətlərindən biri də onun tərkibindəki

benzin mühərrikinin yüksək genişlənmə dərəcəsinə malik Atkinson sikli üzrə işləməsidir (sikl, onu ilk dəfə təklif və tətbiq edən britaniyalı mühəndis Ceyms Atkinsonun adı ilə bağlıdır). Onun həndəsi sıxma dərəcəsi 13.5 vahidə bərabərdir. Benzin mühərrikləri üçün xarakterik olan detonasiyanın qarşısını almaq üçün bu mühərrikdə sorma klapanı porşenin a.ö.n. vəziyyətinə çatmasından çox sonra bağlanır. Nəticədə, sıxma taktının gedişində təzə qarışığın müəyyən hissəsi geriyə, sorma kollektoruna sıxışdırılır (şək.15.9). Bu o deməkdir ki, qarışığın sıxılması üçün porşenin sıxma taktı üzrə gedişinin yalnız müəyyən bir hissəsinin əvəzinə genişlənmə prosesində porşenin genişlənmə taktı üzrə tam gedişindən istifadə olunur. Bu isə yanıcı qarışığın tam yanması nöqteyi-nəzərindən çox əlverişlidir. Belə ki, bu mühərrikin həm ekoloji, həm də qənaət göstəricilərinin xeyli yaxşılaşdırılmasına imkan verir. Firmanın məlumatlarına görə hibrid güc qurğusunun tətbiqi yanmamış karbohidrogenlərin (CHx) və azot oksidi (NOx) tullantılarını 90 %-ə qədər, karbon qazı (CO2) tullantılarını isə 2 dəfə azaldır.

Otto sikli ilə müqayisədə Atkinson siklinin üstünlüyünü indikator diaqramlarının müqayisəsindən də görmək olar (15.10).

121

Şək. 15.9. Atkinson siklində Şək. 15.10. Otto və Atkinson sikllərinin indikator sıxma prosesi. diaqramlarının müqayisəsi. Honda firmasının ―Civik Hybrid‖ hibridomobilnin ―Honda İMA (İntegrated Motor Assist)‖ hibrid

güc qurğusu fərqli cəhətlərə malikdir (şək.15.9). Birincisi, onun 7 kVt-lıq elektrik mühərriki daxili yanma mühərrikinin nazimçarxının yerində quraşdırıldığından o həm də nazimçarxın funksiyalarını yerinə yetirir (belə elektrik mühərriklərinə nazimçarx-elektrik mühərriki də deyilir). İkincisi, nazimçarx-elektrik mühərriki hibridomobili müstəqil hərəkətə gətirmir. O yalnız benzin mühərrikini işə salmağa, sürətlənmə rejimində dirsəkli valın fırlanmasını tezləşdirməyə kömək edir. Tormozlama rejimində isə elektrik mühərriki generator kimi işləyərək mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir və onu nikel-metallhidrid batareyalara verir. Bu sxemin (şək.15.10) ən böyük üstünlüyü hibrid güc qurğusunun elektrik mühərriki sıradan çıxdıqda daxili yanma mühərrikinin müstəqil olaraq fəaliyyət göstərə bilməsidir.

Şək.15.9. Nazimçarx-elektrik mühərrikli Honda İMA hibrid güc qurğusu.

Şək.15.10. Honda İMA hibrid güc qurğusunun ―Civic Hybrid‖ hibridomobilində yerləşdirilmə sxemi.

122

Almaniyanın BMW firmasının X5 tam intiqallı hibridomobilinin hibrid güc qurğusunda da fərqli

cəhətlər mövcuddur (şək.15.10). Belə ki, burada elektrik mühərrikini akkumulyatorlar deyil, çox

yüksək tutuma malik kondensatorlar bloku qidalandırır. Kondensatorlar akkumulyator

batareyalarından daha tez yüklənə bilirlər. Bunun üçün daxili yanma mühərriki tərəfindən bir dəfə

rekuperativ tormozlanma (bu zaman elektrik mühərriki generator rejimində işləyir) kifayət edir.

Kondensatorlar akkumulyatorlardan yüngül və uzunömürlüdürlər. Əlbəttə, tutumları kiçik olduğundan

onlar çox qısa zaman kəsiyində boşalırlar. Lakin bu onların X5 hibridomobli üçün faydalı olmalarına

mane olmur. Belə ki, bu qurğunun elektrik mühərriki yalnız daxili yanma mühərrikini işə salmaq və

sürətlənmə rejimində onun dirsəkli valının fırlanma tezliyini artırmaq funksiyalarını yerinə yetirir.

Şək.15.10. BMW X5 hibridomobilinin düyünlərinin yerləşmə sxemi:

A-daxili yanma mühərriki; B-çevirici; C-elektrik mühərriki; D-sürətlər qutusu;

E-elektron idarəetmə bloku; F-kondensatorlar batareyası

Hibrid güc qurğuları üçün İngiltərənin PML Flightlink və Synergy İnnovations şirkətlərinin irəli

sürdüyü konsepsiya perspektiv üçün daha cəlbedici görünür. Bu konsepsiya əsasında yaradılmış Mini

QED nəqliyyat vasitəsini həm elektromobil, həm də hibridomobil adlandırmaq olar. Burada güc

qurğusu cəm gücü 480 kVt olan 4 ədəd təkərdə yerləşdirilmiş elektrik mühərrikindən, litium

akkumulyatorları batareyasından və 14,7 kVt-lıq 2 silindrli 4-taktlı daxili yanma mühərrikindən

ibarətdir. Batareyanın enerji ehtiyatı hibridomobilin 300÷400 km yürüşü üçün kifayət edir. Daxili

yanma mühərriki isə 21 kVt gücə malik generatoru hərəkətə gətirir. Batareya yarıya qədər boşaldıqda

(yüksüzləşdikdə) daxili yanma mühərriki avtomatik işə düşərək onu yükləməyə başlayır. Mini QED

bir dəfəlik yanacaq ehtiyatı və batareyanın ilkin yüklənməsi ilə 1500 km məsafə qət edə bilir.

Yuxarı yük rejimlərində batareyanın böyük gücə malik elektrik mühərriklərini qidalandırmağa

gücü çatmadığından Mini QED hibridomobilində tutumu 11 farad olan ultrakondensatorlar da

qoyulur. Onlar tormozlama rejimində elektrik cərəyanını yığır, sürətlənmə rejimində isə verir. Bununla

ultrakondensatorlar bufer rolunu oynayaraq akkumulyatorları hədsiz yüklənmələrdən qoruyur. Mini

QED hibridomobili həm indiki, həm də perspektiv ekoloji normalara cavab verməklə gələcəyin

nəqliyyat vasitəsi adına iddia edir.

15.3. YANACAQ ELEMENTLĠ («FUEL CELLS”) GÜC QURĞULARI.

Son zamanlar elektromobillər üçün elektrik enerjisi mənbəyi kimi yanacaq elementləri (ingiliscə -

―fuel cells‖) böyük maraq kəsb edir. Yanacaq elementləri adi qalvanik elementlərdir və onlarda

elektrolit əvəzinə istilik mühərriklərində istifadə olunan maye və qaz şəkilli yanacaqlardan, habelə

havadan alınan oksigendən istifadə olunur. Elektrik enerjisinin alınması üsulu isə akkumulyator

batareyalarında reallaşdırılan üsula çox oxşardır. Yanacaq elementlərində yanar maddələrin

oksidləşməsi zamanı elektrik cərəyanı yaranır. Burada sərf olunan yanar maddələr fasiləsiz olaraq

təzələri ilə əvəz olunur, oksidləşmə reaksiyasının məhsulları isə xaric olunur. Bu, reaksiya

məhsullarının yanacaq elementinin işinə zərərli təsirini aradan qaldırır. Yanacaq elementlərindən ən

123

sadəsi hidrogen-oksigen elementi hesab olunur. Burada hidrogenlə oksigen arasında baş verən

elektrokimyəvi reaksiya nəticəsində elektrik enerjisi alınır, reaksiya məhsulu olan su buxarı isə tullantı

şəklində atmosferə atılır.

İlk yanacaq elementini hələ 1839-cu ildə ingilis fiziki ser Uilyam Robert Qrouv laboratoriya

masasında quraşdırmışdı. Yanacaq elementi içərisinə platin elektrodlar lehimlənmiş sınaq şüşələri

sırasından ibarət idi (şək.15.11). Sınaq şüşələri açıq tərəfləri ilə içində sulfat turşusu olan şüşə qablara

batırılmışdı. Sınaq şüşələrinin boş qalan həcmi isə müvafiq olaraq hidrogen və oksigenlə

doldurulmuşdu. Belə bir sadə sistem, çox zəif olsa da, elektrik cərəyanı verirdi və sınaq şüşələrindəki

qazın miqdarı getdikcə azalırdı.

Şək.15.11. İlk yanacaq elementinin prinsipial iş sxemi:

1-sulfat turşusu; 2-platin elektrod; 3-yük; 4-oksigen; 5-hidrogen.

Yanacaq elementlərindən enerji mənbəyi kimi hələ ABŞ Aerokosmik Agentliyinin (NASA) XX

əsrin 70-80-ci illərində həyata keçirdiyi Aya uçuş proqramlarının ―Ceminey‖ kosmik gəmilərində

istifadə olunmuşdu. Elə həmin illərdə keçmiş SSRİ-də yaradılmış ―Buran‖ kosmik gəmisində də bu cür

elementlər tətbiq olunmuşdu. Elektromobillər üçün ilk Li-Cl (litium-xlor) yanacaq elementini isə

1966-cı ildə ―Union Carbyde‖ firması istehsal etmiş və ―GM Electrovane‖ elektromobili ilk dəfə bu

tip güc qurğusundan istifadə etmişdi. Lakin praktiki istifadə üçün ilk yanacaq elementli

―NECAR‖elektromobilini ―Daimler-Chrysler‖ şirkəti 1994-cü ildə istehsal edib.

Yanacaq elementinin iş prinsipi suyun elektrolizi prosesinin əksidir (şək.15.12). Burada havanın

tərkibindəki oksigendən və yanacağın (metanol, etanol, benzin və s.) su buxarı ilə reaksiyasının

məhsulu olan hidrogendən istifadə olunur. Yanacaqlardan hidrogen alınmasının f.i.ə 80÷85 %-dir

(qalan enerji hidrogenlə oksigen arasındakı kimyəvi reaksiyanın getməsi üçün reaktorda yüksək

temperaturun saxlanmasına sərf olunur). Yanacaq elementlərinin özlərinin nəzəri f.i.ə 83 %, praktiki

f.i.ə 50÷60 %, real f.i.ə isə 45 % civarında olur.

Şək.15.12. Yanacaq elementinin Şək.15.13. Ballard tipli yanacaq elementinin

prinsipial sxemi. prinsipial iş sxemi.

124

Ballard tipli yanacaq elementi 2 elektroddan — müsbət yüklü anoddan və mənfi yüklü katoddan

ibarətdir (şək.15.13). Anod və katod məsaməli lövhələrdən hazırlanır. Bu, elektrik cərəyanı yaranarkən

reaksiyaya girən maddələrin sərfi ilə əlaqədar yaranan konsentrasiyalı polyarlaşmanı aradan qaldırmaq

üçündür. Hər iki elektrodun daxili səthi platin və ya digər nadir metallardan (palladium, iridium və s.)

olan katalizatorla örtülür. Təmiz hidrogen və ya metanol, benzin kimi karbohidrogenli yanacaqlardan

alınmış hidrogen oksigenlə birlikdə yanacaq elementini qidalandırır. Anod üzərindəki katalizator

hidrogen atomlarından mənfi yüklü elektronların ayrılmasına və onların müsbət yüklü protonları tərk

etməsinə səbəb olur. Katod tərəfdə havanın tərkibindəki oksigenin ionlaşmasından alınan oksigen

ionları hidrogen protonlarını özünə cəzb edir. Protonlar seçilərək bərk yarımkeçirici membrandan

keçdiyi halda, yerdə qalan elektronlar dolayı yolla, yəni xarici elektrik dövrəsi ilə katoda doğru hərəkət

edərək elektrik enerjisi istehsal edirlər. Katoda çatan elektronlar proton və oksigen ionları ilə birləşərək

su buxarı əmələ gətirir. Son reaksiya məhsulu kimi istilik də ayrılır ki, ondan da yenidən istifadə etmək

və ya ətraf mühitə ötürmək mümkündür. Şək.15.13-də göstərilən yanacaq elementinin adi atmosfer

şəraitində ( 100 .P MPa təzyiqdə və 250 t C temperaturda) sintez etdiyi cərəyanın elektrik hərəkət

qüvvəsinin (e.h.q) real qiyməti 0.7÷0.8 V hədlərində olur. Sahəsi 1 m2 və tərkibində 40 q platin olan

yanacaq elementi lövhəsi 5kVt elektrik enerjisi istehsal etmək qabiliyyətinə malikdir. Daha böyük

gücdə elektrik enerjisinin alınması üçün yanacaq elementlərindən ibarət paket və ya batareya yaratmaq

lazım gəlir (şək.15.14).

Şək.15.14. Ballard tipli yanacaq elementləri batareyası.

Yanacaq elementlərinin bir neçə tipi mövcuddur. Onlarda müxtəlif yanacaq və materiallardan

istifadə olunur. Lakin, xüsusilə də avtonəqliyyat vasitələrində istifadə olunmaq nöqteyi-nəzərindən

proton mübadilə edən membranlı (şək.15.15) yanacaq elementi (PEM) daha əlverişlidir. Bərk oksidli

yanacaq elementi (SOFC) texnologiyası isə perspektiv hüdudları tam aydın olmayan alternativ hesab

edilir. Qələvi-hava elementləri texnologiyası müəyyən qədər inkişaf etsə də onun perspektivi şübhə

doğurur. Proton mübadilə edən membranlı yanacaq elementi ilə bərk oksidli yanacaq elementi

arasındakı ən böyük fərq onların işçi temperaturlarındadır. Belə ki, PEM yanacaq elementi 80˚C-də

işləyə bilir. SOFC yanacaq elementi isə yalnız 700÷1000˚C temperatur intervalında işləmək

qabiliyyətinə malikdir. Digər fərq isə PEM yanacaq elementində membranın polimerdən, SOFC

yanacaq elementində isə saxsıdan hazırlanmasıdır.

125

Şək.15.15. Proton mübadilə edən membranlı (PEM) yanacaq elementinin quruluşu və iş prinsipi.

Yanacaq elementlərinin hidrogenlə işi zamanı yaranan azot oksidləri, dəm qazı, karbon qazı və

karbohidrogenlərin miqdarı istənilən tipli daxili yanma mühərrikindəkindən bir neçə dəfə az olur. Özü

də bu zərərli komponentlərin çoxu hidrogenin bilavasitə avtomobilin özündə karbohidrogenli

yanacaqlardan alınması zamanı yaranır. Aşağı yük rejimlərində iş zamanı yanacağın odluqlarda

natamam yanması nəticəsində alınan dəm qazı tullantısının miqdarı xeyli yüksək də alına bilər.

Bundan başqa hidrogenin sintezi zamanı karbon qazı alınır ki, bu da istixana effekti yaradır.

Hidrogenin alınması üçün təbii qazdan (CH4) istifadə olunduqda karbon qazı (CO2) tullantılarının

miqdarı 64 q/km, metanoldan istifadə olunduqda isə 87 q/km təşkil edir (şək.15.16). Halbuki, benzin

və dizel mühərriklərində bu göstəricilər müvafiq olaraq 125 q/km və 110 q/km-dir. Təmiz hidrogenlə

(sıxılmış və ya mayeləşdirilmiş şəkildə) işlədikdə isə yanacaq elementlərinin reaksiya məhsulları sudan

ibarət olur.

Şək.15.16. Bilavasitə nəqliyyat vasitəsində metanoldan hidrogen alınmasının prinsipial sxemi.

Neft mənşəli yanacaqlardan imtina və zərərli maddə tullantılarının çox kiçik miqdarda, f.i.ə-nın isə

xeyli yüksək olması yanacaq elementlərindən avtomobilin energetik qurğusu qismində istifadəni çox

perspektivli edir. Bunu sadə daxili yanma mühərriki ilə bir elementli Ballard tipli yanacaq elementli

güc qurğusunun müqayisəsi (şək.15.17) də əyani şəkildə təsdiq edir. Onu da qeyd edək ki, yanacaq

elementinin avtomobildə tutduğu yer dizel və ya benzin mühərrikin tutduğu yerə bərabər olur.

Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi yanacaq elementlərində yanacaq kimi təmiz hidrogendən istifadə

olunması daha məqsədəuyğundur. Məlum olduğu kimi Yer üzündə sərbəst şəkildə hidrogen mövcud

deyil və onu ancaq müxtəlif üsullarla karbohidrogenli yanacaqlardan əldə etmək mümkündür.

126

Hidrogenin alınma prosesi bilavasitə nəqliyyat vasitəsində həyata keçirildikdə həm yanacaq elementli

güc qurğusunun ekoloji göstəriciləri pisləşir, həm də nəqliyyat vasitəsinin özünün konstruksiyası

mürəkkəbləşir və ağırlaşır. Təmiz hidrogendən istifadə olunduqda isə onun nə cür saxlanılması

problemi meydana çıxır.

Məlum olduğu kimi, hidrogen məlum qazlardan ən yüngülüdür. O -253 C temperaturda

mayeləşir. 50 litrlik balona 250 bar təzyiq altında 1 kq-dan bir qədər artıq hidrogen doldurmaq olur.

Deməli, avtonəqliyyat vasitəsində kifayət qədər hidrogen yanacağı ehtiyatı saxlamaq üçün onu ya

kriogen üsulla mayeləşdirib termos-çənlərdə yerləşdirmək, ya da yüksək təzyiq altında sıxıb çox

möhkəm balonlarda saxlamaq lazımdır. Bundan başqa hidrogeni metal-hidrid saxlanclarda

(toplayıcılarda) da saxlamaq mümkündür. Elə metallar (məsələn: Ti - titan) və ərintilər var ki, onlar öz

kristal qəfəslərində hidrogen atomlarını yerləşdirmək qabiliyyətinə malikdir. Məhz onlardan metal-

hidridlər yaratmaq mümkündür və belə saxlanclar eyni həcmə malik olmaq şərti ilə sıxılmış qaz

balonlarından 5, maye qaz doldurulan Düar qablarından isə 2 dəfə artıq tutuma malik olur. Hidrid

saxlanclar kifayət qədər mürəkkəb konstruksiyaya malikdir. Onlar bütöv metal parçasından

hazırlanmır və daha çox saysız-hesabsız kanallara malik süngəri xatırladır. Kanallar hidrogenin

mümkün qədər tezliklə udulması və ayrılması üçün nəzərdə tutulur. Onu da qeyd edək ki, hidrogenin

metal-hidriddən ayrılıb çıxarılması üçün onları müəyyən temperatura qədər qızdırmaq tələb olunur.

Bundan başqa avtonəqliyyat vasitəsinin metal-hidrid saxlanclarının tutumu da kifayət qədər deyil,

çəkisi isə xeyli ağırdır. Aparılan araşdırmalar göstərir ki, hazırkı dövrdə hidrogenin mümkün qədər

böyük təzyiqlə sıxıb möhkəm kompozit balonlarda saxlanılıb nəql edilməsi daha məqsədəuyğundur.

Şək.15.17. Daxili yanma mühərrikli və yanacaq elementli güc qurğularının müqayisəsi.

Yanacaq elementlərinin malik olduğu ətalətliliyi aradan qaldırmaq və əldə edilən enerjidən

səmərəli istifadə etmək üçün yanacaq elementli güc qurğusunun tərkibinə ―bufer‖ akkumulyator

batareyası da daxil edilir. O yanacaq elementi tam gücü ilə işləmədikdə və ya nəqliyyat vasitəsi

elektrik mühərriki ilə tormozlandıqda ehtiyat enerji yığır.

Müasir dövrdə yanacaq elementlərindən nəqliyyat vasitəsinin energetik-güc qurğusu kimi istifadə

edilməsi çox perspektiv istiqamətə çevrilmişdir. Hələ keçən əsrin əvvəllərində Mercedes şirkəti

yanacaq elementli Sitaro sərnişin avtobuslarının istehsalına başlamışdır. Belə avtobuslar dünyanın

127

müxtəlif ölkələrinin ən böyük şəhərlərində istismar olunurlar. Honda, Toyota, Mitsubish, Ford, Fiat,

PSA ―Peugeot-Citroen‖ kimi nəhəng avtomobil şirkətləri yanacaq elementli minik avtomobillərinin

seriyalı istehsalına geniş hazırlıq işləri görməkdədirlər. Seriyalı istehsalı yaxın bir neçə il ərzində

başlanacaq minik avtomobili — hidrogenomobili isə ―Honda FCX‖ adlanır (şək.15.18). Bu

avtomobildə yanacaq kimi təmiz hidrogendən istifadə olunur. Hidrogen sıxılmış halda kompozit

balonlarda saxlanılır. Balonların daxili qatı alüminiumdan, orta qatı karbon, xarici qatı isə şüşə

liflərindən hazırlanır. Belə balonlar müasir sertifikasiya normaları çərçivəsində olan istənilən

istiqamətdən zərbələrə davam gətirmək qabiliyyətinə malikdir.

Şək.15.18. Yanacaq elementli güc qurğusu olan Honda-FCX avtomobili – hidrogenomobili:

1-еlektrokimyəvi generatorun soyutma sisteminin radiatoru; 2-dəyişən cərəyanlı sinxron

elektrik mühərriki; 3-elektrik mühərrikinin soyutma sisteminin radiatoru; 4-hava vuran

kompressor; 5-güc kontrolleri; 6-elektrokimyəvi generatorun hermetik gövdəsi; 7-

nəmləndirici; 8-yanacaq elementləri batareyaları; 9-sıxılmış hidrogen balonları; 10-

kondensator batareyası.

Generator üçün elektrik cərəyanını Ballard tipli yanacaq elementləri batareyaları istehsal edir.

Yanacaq elementləri batareyası proton mübadilə edən (polimer-elektrolitli) membranlar paketindən

ibarətdir. O hidrogen və oksigendən su sintez edir. Bu zaman paket 95C-yə qədər qızır və 80 kVt-a

qədər elektrik enerjisi ayrılır. Enerjinin 68 kVt-ı elektrik mühərrikini hərəkətə gətirir. İzafi enerji isə

radiator tərəfindən qəbul edilərək səpələnir və hidrogenomobilin salonunun qızdırılmasına sərf olunur.

Yanacaq elementlərində baş verən sintez reaksiyası üçün tələb olunan oksigen kompressor vasitəsilə

ətraf mühitdən vurulan havadan götürülür.

Elektrik enerjisinin toplayıcısı kimi litium (Li) – ionlu və ya nikel (Ni) – metalhidridli batareyalar

əvəzinə ―ultrakondensator‖lardan istifadə olunub. Onların sadələşdirilmiş quruluşu şək.15.19-da

göstərilmişdir. Hər iki elektrodun səthindəki ikiqat elektrik qatı mahiyyət etibarı ilə ayrı-ayrı

kondensatordur və onlar öz aralarında elektrolit vasitəsilə birləşir. Elektrodlarla ion qatları arasındakı

məsafə çox kiçik olduğundan kondensatorun tutumu hədsiz böyük alınır. Onlar daha tez ―dolur‖, yəni

yüklənir və enerjini ani olaraq verir. Kondensatorlar daha uzun istismar müddətinə malikdir və

onlardan istifadə olunduqda gərginlik çeviricisinə ehtiyac qalmır.

Bir dəfə doldurulmuş 2 ədəd kompozit hidrogen balonu (cəm tutumu 156 litr) avtomobilin 360

km məsafəni qət etməsinə imkan verir. Honda firmasının istehsalı olan yanacaq elementləri batareyası

isə bu rəqəmi 390 km-ə çatdırmağa imkan verir. Belə batareyalar Ballard batareyalarına nisbətən daha

yığcamdır və -20 C temperatura qədər işləmək qabiliyyətinə malikdir.

128

Şək.15.19. ―Ultrakondensator‖un sadələşdirilmiş quruluşu:

1-mənfi (solda) və müsbət (sağda) elektrodlar; 2-elektrolitin ionları.

Honda firması bu yaxınlarda yanacaq elementlərinin yeni nəslinin yaradılmasını bəyan edib.

Burada yanacaq elementlərinin proton mübadilə edən membranları şaquli deyil, üfüqi olaraq

yerləşdirilir. Məsələn, perspektiv Honda FCX sedanında yanacaq elementləri avtomobilin

döşəməsindəki tuneldə yerləşdirilir. Bu tip yanacaq elementləri batareyası 100 kVt elektrik enerjisi

istehsal edir. İstehsal edilən enerji qabaq təkərləri hərəkətə gətirən 80 kVt-lıq elektrik mühərrikini və

arxa təkərlərin daxilində yerləşdirilmiş 2 ədəd 25 kVt-lıq elektrik mühərrikini qidalandırır. Hidrogen

balonlarında qoyulan xüsusi süngərlər 350 bar təzyiq altında onların tutumunu iki dəfə artırır. Bu

halda avtomobilin birdəfəlik yanacaq doldurma ilə yürüşü 560 km-ə çatır.

General Motors firmasının Opel-Zafira miniveninin bazasında istehsal etdiyi ―Hidrogen-3‖

hidrogenomobili 68 l mayeləşdirilmiş hidrogen tutan kriogen çənlə 400 km məsafəni qət edə bilir

(şək.15.20). Energetik güc qurğusu 90 kVt gücə malikdir. Maksimal yük rejimində isə 129 kVt güc

istehsal olunur. Hidrogenomobil 150 km/saat maksimal sürətə malikdir.

PSA―Peugeot-Citroen‖ şirkəti də özünün GENEPAC adlanan elektrokimyəvi generatorunun

yaradılmasını bəyan edib. GENEPAC batareyaları yüksək xüsusi gücə malikdir. Onlar özünün hər 1

kq kütləsinə 1 kVt güc istehsal edə bilir. Bu batareyalar modullardan yığılır və avtomobilin çəkisindən,

ölçülərindən asılı olaraq gücü 20 kVt-dan 80 kVt-a qədər olan güc qurğularının yığılması mümkündür.

Şək.15.20. Yanacaq elementli Opel-Hidrogen-3 avtomobilinin prinsipial sxemi:

1-kondisionerin kompressoru; 2-dartıcı elektrik mühərriki; 3-radiator; 4-soyuducu nasos; 5-

resirkulyasiya nasosu; 6-sükan mexanizminin hidravlik gücləndiricisinin nasosu; 7-yanacaq

elementləri bloku; 8-hava süzgəci; 9-sabit cərəyan çeviricisi; 10-kompressor; 11-42 V-a

çevirici; 12-12 V-a çevirici; 13-akkumulyator batareyası; 14-katalitik qızdırıcı; 15-kriogen

çənin idarəetmə bloku; 16-elektromexaniki tipli dayanacaq tormozu; 17-hidrogen çəni –

129

Düar qabı.

Hal-hazırda yanacaq elementli avtomobillərin geniş istehsalına başlıca maneə hidrogenin alınması

üçün səmərəli texnologiyanın yoxluğudur. Mövcud texnologiyalar isə külli miqdarda enerji sərfini

tələb edir. Deməli, tullantılar və ehtiyatların sərfi nəqliyyat vasitəsindən hidrogen və ya onun alınması

üçün lazım olan spirtləri istehsal edən zavodların payına düşəcək.

15.4. XARĠCĠ YANMA MÜHƏRRĠKLƏRĠ.

Son zamanlar avtonəqliyyat vasitələri üçün enerji-güc qurğusu qismində xarici yanma

mühərriklərindən istifadə müəyyən maraq kəsb etməyə başlayıb. Bu tip mühərriklərdə yanma prosesi

işçi cismin iş gördüyü həcmdən kənarda və xeyli aşağı təzyiq şəraitində baş verdiyindən yanma

məhsullarının tərkibindəki zərərli tullantıların miqdarı da daxili yanma mühərriklərinə nisbətən az

olur. Belə mühərriklərə misal olaraq buxar mühərriklərini (onlara Renkin mühərrikləri də deyilir) və

Stirlinq mühərrikini göstərmək olar.

Buxar mühərrikləri. Buxar maşını bəşəriyyətin yaratdığı ilk mexaniki istilik mühərrikidir. Onun

iş prinsipi çox sadədir: yanacaq işçi cismin tərkibində olmadığından ondan kənarda yandırılır. Buxar

maşınında işçi cisim rolunu su oynayır və o kənardan verilən istilik hesabına qızdırılaraq buxara

çevrilir. Buxar isə silindrə daxil olaraq porşeni itələməklə mexaniki iş görür.

Buxar energetikası sahəsinə ən böyük töhfəni britaniyalı mühəndis Ceyms Uatt versə də avtomobil

nəqliyyatında ilk dəfə buxar mühərrikindən istifadə etmək şərəfi fransalı artilleriya zabiti Nikolya Jozef

Künyoya nəsib olub. O, 1769-cu ildə 2 silindrli buxar maşını ilə hərəkətə gətirilən avtomobil —

stimomobil yarada bilib. Burada istifadə olunan buxar maşınının əsas elementlərindən biri buxar

qazanı idi. Qazandakı su onun ocaqlığında yandırılan daş kömür və ya odunun verdiyi istiliklə

qızdırılırdı. Alınan buxarın lazımi təzyiqdə saxlanması üçün ocaqlığa daim nəzarət etmək tələb

olunurdu. 1868-ci ildə fransız Jozef Ravel buxar mühərriklərində yanacaq kimi kerosindən istifadə

etməyin əsasını qoydu. Nəticədə, buxar qazanının iri tutumlu ocaqlığını kompakt kerosin odluğu əvəz

etdi və buxar maşınının ümumi çəkisi xeyli azalmış oldu. Digər bir fransız Leon Serpolle isə kifayət

qədər ağır olan buxar qazanını xeyli yüngül və kompakt olan buxar generatoru ilə əvəz etdi. Buxar

generatoru böyük uzunluğa malik spiral şəkilli borudan ibarət idi. Onun tətbiqi güc qurğusunu

yüngülləşdirməklə yanaşı buxarın alınması və qızdırılması üçün tələb olunan vaxtın xeyli

qısaldılmasına imkan verdi. Buxar generatoruna su nasosla vurulurdu.

XIX əsrin ikinci yarısı və XX əsrin əvvəllərində buxar mühərrikləri həm minik və yük

avtomobillərində, həm də omnibuslarda (avtobusların sələfi) geniş istifadə olunurdu. Təsadüfi deyil ki,

yerüstü nəqliyyat vasitələri arasında 200 km/saat sürət həddini ilk dəfə aşan da stimomobil olub —

1906-cı ildə Stanley-Rocket firmasının "Raket" adlı stimomobili 205.44 km/saat sürətlə dünya

rekorduna imza atıb.

Stimomobillər yüksək sürətə və səssiz hərəkətə, məqbul ekoloji göstəricilərə malik olsalar da

onların çox ciddi bir nöqsanı var — stimomobil hərəkətə başlamazdan qabaq onun buxar qazanı (və ya

buxar generatoru) 20 dəqiqə ərzində qızdırılmalıdır.

Lakin buxar mühərriklərinin üstün ekoloji göstəriciləri tədqiqatçıları maraqlandırmaqda davam

edir. 1969-cu ildə ABŞ-nın Kaliforniya ştatının ekoloji proqramının həyata keçirilməsi çərçivəsində

sərnişin avtobuslarının buxar turbinləri ilə təchiz olunmasına cəhdlər göstərilmişdir. Qeyd etmək

lazımdır ki, buxar turbinli ilk stimomobil belçikalı missioner-rahib Ferdinand Verbist 1668-ci ildə

Çində yaratmışdır. Buxar qazanı ilə əlaqəli ucluq deşiyindən buxarın turbin kürəklərinə verilməsi

ideyasının müəllifi də o idi. Buxar axınının təsiri ilə fırladılan turbin dişli çarxlar sisteminin köməyi ilə

stimomobil təkərlərini hərəkətə gətirirdi.

BMW firmasının mühəndisləri də buxar turbinindən avtomobillərdə istifadə olunmasının əlverişli

olmasını təsdiq edirlər, bir şərtlə ki, buxar turbini avtomobilin köməkçi güc qovşağı rolunu oynasın.

Mütəxəssislərin "Turbosteamer" adlandırdıqları kompleks güc qurğusunun tərkibinə DYM-dən başqa

2 buxar generatoru, 2 buxar qızdırıcısı və dirsəkli valla qayış ötürməsi əlaqəsinə malik 2 buxar turbini

də daxildir (şək. 15.21). Buxar turbini işlənmiş qazların və soyuducu mayenin adətən itirilən

istiliyindən istifadə edir və 4 silindrli, 1.8 litrlik benzin mühərrikinin gücünü 11 kVt artırır. Bununla

130

birlikdə yanacaq qənaətliliyi 15 % yaxşılaşır, zərərli maddə tullantılarının miqdarı isə nəzərəçarpacaq

dərəcədə azalır.

Şək. 15.21. BMW firmasının buxar turbinli köməkçi güc aqreqatı olan energetik qurğusunun

prinsipial sxemi:

1-aşağı temperaturlu kondensator-radiator; 2-nasos; 3-buxar generatoru; 4-yüksək

temperaturlu kondensator; 5-istilik mübadiləedici; 6-aşağı temperaturlu istilik mübadiləedici;

7-aşağı təzyiq turbini; 8-yüksək təzyiq turbini.

ABŞ-nın Cyclone Technologies LLP firması mühəndislərinin yaratdığı buxar mühərriki (şək.

15.22) isə qızdırılmış buxarla işləyir: buxar qazanının çıxışında buxarın təzyiqi 220 bar həddinə çatır,

temperaturu isə 650˚C-dən yüksək olur. Su qapalı kontur üzrə dövr edir: qazandan çıxan buxar

silindrlərdə genişlənərək faydalı iş görür, sonra isə yolüstü qazanın odluqlarına verilən havanı

qızdıraraq kondensatora doğru istiqamətlənir. Kondensatorda su yenidən buxar qazanına daxil olur. Bu

mühərrikdə su həm işçi cisim, həm də yağlayıcı vasitə rolunu oynayır. Belə buxar maşınının

konstruksiyası qazpaylama valı aşağıda, yəni silindrlər blokunda yerləşən adi benzin mühərrikinin

konstruksiyasına çox bənzəyir: burada da porşen və silindrlər, şatunlar və dirsəkli val, "dəyişkən fazalı"

klapan mexanizmləri var. Təqdim olunan buxar mühərrikinin təcrübi nümunələri sınaqlar zamanı

yaxşı nəticələr göstərmişdir: mühərriki litr gücü 132.3 kVt/l olmuşdur, dirsəkli valın dövrlər sayı 5250

dəq-1 təşkil etmişdir, dirsəkli valın ilk dövrlərindən etibarən burucu moment maksimal qiymətini

almışdır, ekoloji göstəricilər bütün mövcud beynəlxalq normalara böyük fərqlə uyğun gəlir. Bu

mühərrikin elektrik starterinə də ehtiyacı yoxdur — mühərriki işə salmaq üçün buxar kranını açmaq

kifayətdir. Mühərrik onunla eyni gücdə olan DYM-dən kompaktdır.

a) b)

Şək. 15.22. Cyclone Technologies LLP firmasının buxar mühərriki: a-ümumi görünüşü, b-kəsiyi.

131

Stirlinq mühərrikləri. İstiliyi kənardan verilən mühərriklərin ən geniş yayılanlarından biri də

Stirling mühərrikidir. Bu mühərrik 1816-cı ildə şotland keşişi, eyni zamanda alimi və ixtiraçısı Robert

Stirlinqin təklif etdiyi sxem üzrə işləyir. Stirling mühərrikinin fərqli xüsusiyyəti istiliyin silindrin qapalı

həcmindəki işçi cismə xüsusi istilik mübadiləsi aparatı — qızdırıcı ilə ötürülməsidir. İstiliyin işçi

cisimdən alınması da digər istilik mübadiləsi aparatı — soyuducunun köməyi ilə həyata keçirilir.

Stirlinq mühərriklərində istilik işçi həcmdən kənarda yerləşən xüsusi yanma kamerində alınır. Bu

kamerə hava və yanacaq verilir, yanma prosesi isə fasiləsiz olaraq baş verir.

Stirlinq mühərrikinin nəzəri sikli iki izotermdən və iki izoxordan ibarətdir (şək. 15.23). Onun

termiki f.i.ə. Karno siklində olduğu kimi aşağıdakı düstur ilə müəyyən edilir:

1

21T

Tt .

burada 1T və 2T — müvafiq olaraq, həcmin qızmar və soyuq zonalarında işçi cismin temperaturudur.

Şək. 15.23. P-V koordinat sistemində Stirlinq sikli.

Həqiqətdə isə göstərilən sikli dəqiqliklə həyata keçirmək olmur və indikator diaqramı ellips

şəklində alınır.

Şək. 15.24-də Stirlinq mühərrikinin konstruktiv sxemi, şək. 15.25-də isə onun işçi zonasının sxemi

göstərilmişdir.

Mühərrikin işçi silindri iki yerə bölünmüş qapalı həcmdən ibarətdir (şək.15.24). Yuxarı və ya

qızmar zona sıxışdırıcı porşenin 2 üstündəki boşluqda A yerləşir. Burada dairəvi qaz kəmərində 1

fasiləsiz olaraq qızdırılan qızmar qaz dövr edir. Aşağı və ya soyuq zona isə işçi porşenlə 5 sıxışdırıcı

porşen arasındakı sıxma boşluğunda yerləşir.

İşçi porşen a.ö.n. vəziyyətində olduğu zaman işçi cismin (qazın) əksər hissəsi aşağı zonada olur

(şək.15.25, I vəziyyəti). İşçi porşen yuxarıya doğru hərəkət etdikdə sıxma prosesi baş verir (şək.15.25,

II vəziyyəti). Sıxışdırıcı porşen aşağıya doğru hərəkət etdikdə (şək.15.25, III vəziyyəti) qaz təzyiq

altında aşağı zonadan yuxarı zonaya vurulur. Qaz əvvəlcə soyuducuda 17 soyudulur, sonra isə əvvəlki

sikldə akkumulyasiya olunmuş istiliyin hesabına regeneratorda qızdırılır. Daha sonra qaz qızdırıcıda

13 qızdırılır. Burada ona qapalı həcmdən kənarda yandırılan yanacağın verdiyi istilik ötürülür.

Qızdırılmış qaz genişlənərək işçi və sıxışdırıcı porşenləri aşağıya doğru itələyir və iş görülür

(şək.15.25, IV vəziyyəti), bununla sikl başa çatır və yenidən təkrar olunur.

132

Şək. 15.24. Stirlinq məhərrikinin konstruktiv sxemi:

A-genişlənmə boşluğu; B-sıxma boşluğu; C-bufer boşluğu; 1-dairəvi qaz kəməri; 2-sıxışdırıcı

porşen; 3-silindr; 4-sıxışdırıcı porşenin oxu; 5-işçi porşen; 6-işçi porşenin oxu; 7-işçi porşenin

boyunduruğu; 8-işçi porşenin şatunu; 9-sıxışdırıcı porşenin şatunu; 10-sıxışdırıcı porşenin

boyunduruğu; 11-injektorlar; 12-odluq; 13-qızdırıcı; 14-qızdırıcıların boruları; 15-qabırğalar;

16-regenerator; 17-soyutma boruları; 18-əksyük; 19-sinxronlaşdırıcı dişli çarxlar; 20-dirsək.

Şək. 15.25. Stirlinq mühərrikinin işçi hissəsinin prinsipial sxemi:

1-regenerator; 2-qızdırıcı; 3-soyutma boruları.

133

İşçi porşenin altında sıxılmış qazla doldurulmuş hermetik bufer boşluğu C yerləşir. İşçi porşen

aşağıya doğru hərəkət etdikdə işçi gediş baş verir və bufer boşluğundakı qazın təzyiqi artır. Bu təzyiq

artımının hesabına işçi porşen yuxarı hərəkət edərkən işçi həcmdəki soyuq qazın sıxılması baş verir.

Yanma kamerinə daxil olan hava əvvəlcədən istilik mübadiləsi aparatında yanma məhsullarının

istiliyi hesabına qızdırılır.

İstilik enerjisini mexaniki işə çevirmək və porşenlərin hərəkətini sinxronlaşdırmaq (sıxışdırıcı

porşenin işçi porşenin hərəkətini müəyyən dönmə bucağı qədər qabaqlaması tələb olunur) üçün baxılan

sxemdə xüsusi romb şəkilli mexanizimdən istifadə olunub. O mexanizmin optimala yaxın

kinematikasını təmin edir. İntiqal, bir-birinə əks istiqamətdə hərəkət edən və bir-biri ilə iki

sinxronlaşdırıcı dişli çarxlar 19, habelə işçi və sıxışdırıcı porşenlərin şatunları 8, 9 və iki dirsək 20

vasitəsilə birləşən iki valdan ibarətdir.

İşçi porşenin düzxətli hərəkət edən oxu 6 mühərrikin işçi zonasından karterə çıxır. Bu oxun

içərisində isə sıxışdırıcı porşenin oxu hərəkət edir. Düzxətli hərəkət edən oxlu mexanizm nisbətən

etibarlı kiplik yaratmağa və karter boşluğuna qaz sızmalarının qarşısını almağa imkan verir. Ətalət

qüvvələrinin tam müvazinətləşdirilməsi üçün dirsəyin ox millərinə (sapfa) əks istiqamətdə hərəkət edən

əksyüklər 18 qoyulur.

Stirlinq mühərrikinin əsas üstünlükləri aşağıdakılardır:

- f.i.ə. kifayət qədər yüksəkdir (dizellərin f.i.ə.-na yaxındır) və mühərrikin yükündən çox az

asılıdır,

- işlənmiş qazların zəhərliliyi DYM ilə müqayisədə xeyli azdır. Stirlinq mühərriklərində karter

qazları da atmosferə atılmır,

- iş zamanı səs-küy səviyyəsi xeyli aşağıdır. Stirlinq mühərrikində səs-küyün səviyyəsi dizellə

müqayisədə 20÷30 dB aşağı, elektrik və buxar mühərriklərinin səs-küy səviyyəsi ilə eynidir. Sıxmanın

əvvəli ilə sonu arasında təzyiq səlis olaraq artdığından və mühərrik statik olaraq tam

müvazinətləşdirildiyindən Stirlinq mühərriki həm aşağı, həm də yüksək dövrlər sayında çox sakit

işləyir, onun mexanizmlərində titrəyişlər olmur,

- müxtəlif yanacaqlardan istifadə imkanı var, yağ sərfi aşağıdır və mühərrikin işi zamanı yağın

köhnəlməsi baş vermir,

- işlənmiş qazların temperaturu aşağıdır,

- DYM-nə nisbətən uyğunlaşma əmsalı daha yüksəkdir,

- yaxşı işəsalma keyfiyyətinə malikdir, işə salınması sadədir,

- qeyri-nominal iş rejimlərində yüksək f.i.ə.-na malikdir və belə rejimlərdə iş zamanı yanacaq

qənaətliliyi çox az dəyişir,

- ətraf mühitin tozlu olmasına həssas deyil, Stirlinq sikli qapalı olduğundan silindr boşluğu və

karter ətraf mühitdən təcrid edilib, nəticədə hərəkət edən hissələrin abraziv yeyilməsi demək olar ki,

yoxdur,

-qısamüddətli artıq yüklənməyə (50÷80 %) yaxşı davam gətirir.

Stirlinq mühərriklərinin əsas nöqsanları isə aşağıdakılardır:

- bütün konturlarında istilik ətaləti olduğundan sürət yığma qabiliyyəti nisbətən aşağı

səviyyədədir,

- əksər sistemlərin və hissələrin konstruksiyası mürəkkəb olduğundan hazırlanma texnologiyası

çətindir,

- DYM ilə müqayisədə kütlə və həcmi ölçüləri böyükdür,

- tənzimləmə sistemi mürəkkəbdir,

- Stirlinq sikli qapalı olduğundan soyuducu mühitə verilən istiliyin miqdarı DYM ilə müqayisədə

2÷2.5 dəfə çoxdur,

- Stirlinq mühərrikinin istehsalı DYM ilə müqayisədə 2÷3 dəfə baha başa gəlir,

- yüksək f.i.ə. və xüsusi güc almaq üçün kifayət qədər yüksək təzyiqlərdə (~15 MPa) işçi cisim

kimi molekulyar kütləyə malik qazlardan (helium, hidrogen) istifadə etmək lazım gəlir. Bu isə

mühərrikin işçi və karter boşluqları arasında etibarlı kipliyin təmin edilməsini xeyli çətinləşdirir.

Hal-hazırda Stirlinq mühərriklərindən daha çox generatorları hərəkətə gətirən stasionar

mühərriklər kimi istifadə olunur.

1972-ci ildə Philips firmasının istehsalı olan 4 silindrli, 126.5 kVt gücə malik Stirlinq

134

mühərrikindən Ford Torino markalı eksperimental minik avtomobilində ilk dəfə güc qurğusu kimi

istifadə olundu. Lakin, onların yuxarıda göstərilən nöqsanları Stirlinq mühərriklərindən avtonəqliyyat

vasitələrində geniş istifadə olunmasını çətinləşdirir. Çoxsaylı konstruktiv işləmələr və sınaqlar göstərir

ki, gücü 1 kVt-dan az və 500kVt-dan çox olan Stirlinq mühərrikləri daha səmərəlidir.

15.5. QAZTURBĠNLĠ MÜHƏRRĠKLƏR.

Qazturbinli mühərriklərin (onlara Brayton mühərrikləri də deyilir) ilk nümunəsi dizel

mühərrikinin ixtira olunduğu dövrdə meydana çıxmışdır. Lakin o dövrdəki istehsal texnologiyasının

səviyyəsi, habelə lazımi materialların olmaması bu mühərriklərin inkişafını xeyli ləngitmişdir. Lakin

XX əsrin ortalarından etibarən qazturbinli mühərriklər inkişaf edərək təkmil mühərriklər səviyyəsinə

çatdı. Bu mühərriklərdən mülki aviasiyada geniş istifadə olunmağa başlandı və qısa müddət ərzində

onlar porşenli DYM-ni aviasiyadan tamamilə sıxışdırıb çıxardı. Hazırda qazturbinli mühərriklərdən

hava nəqliyyatında, stasionar qurğularda, yüksək sürətli qatarlarda və dəniz gəmilərində geniş istifadə

olunur.

Qazturbinli mühərriklərin aşağıdakı üstünlükləri var:

- yığcam və yüngül olması,

- yüksək mexaniki f.i.ə.-na malik olması,

- çıxış gücünün yüksək olması,

- burucu moment xarakteristikasının əlverişli olması,

- işəsalmanın asan olması,

- müxtəlif yanacaqlarla işləyə bilməsi,

- yüksək bucaq sürəti ilə işləməsi,

- idarəetmənin asan olması,

- xaric qazlarının zəhərliliyinin az olması,

- səlis işləməsi və titrəyişlərin az olması.

Sadalanan üstünlüklər qazturbinli mühərrikləri avtonəqliyyat vasitələri üçün də perspektivli edir.

1960-cı ildən etibarən qazturbinli mühərriklərin avtonəqliyyat vasitələrində güc qurğusu kimi tətbiqi

üçün geniş tədqiqat işləri aparılır. Bu, böyük tonnajlı yük avtomobillərinin və avtomobil qatarlarının

gücü 1000÷1500 kVt mühərriklərə olan tələbatı ilə əlaqədardır.

Düzxətli irəliləmə hərəkəti edən hissələrin yoxluğu qazturbinli mühərriklərin xüsusi kütləsini və

həcmi ölçülərini dizellə müqayisədə xeyli azaltmağa imkan yaradır. Bu, qazturbinli mühərriki böyük

tonnajlı yük avtomobili üçün çox perspektivli mühərrikə çevirir.

Avtomobil üçün ən sadə ikivallı qazturbinli mühərrikin prinsipial sxemi şək.15.26-da

göstərilmişdir.

Bu mühərrikdə kompressor turbininin diski 4 və kompressorun pəri 1 eyni val 11 üzərində

yerləşdirilir. Yük turbininin diski 6 avtomobilin trnsmissiyası ilə reduktor 8 vasitəsilə əlaqədə olan val

7 üzərində oturdulur. Bir-biri ilə kinematik əlaqədə olmayam valların 7, 11 sayına görə belə sxemə

malik mühərrik ikivallı qazturbinli mühərrik adlanır.

Qazturbinli mühərriklərin əsas qovşaqları kompressor, turbinlər və yanma kameridir. Bundan

başqa mühərrikin yağ nasosu, starter, dövrlər sayının tənzimləyicisi və s. köməkçi qovşaqları da vardır.

Avtomobildə qoyulan qazturbinli mühərriklərdə, adətən birpilləli mərkəzdənqaçma tipli

kompressordan istifadə olunur. Belə kompressor havanın təzyiqini 3.5÷4 dəfə artıra bilir. Bundan ötrü

kompressorun işçi çarxı 420÷450 m/s çevrəvi sürətlə fırlanmalıdır.

Yanma kameri 3 odadavamlı materialdan hazırlanır və dairəvi konstruksiyaya malikdir. Turbin

disklərinin hazırlandığı materialın odadavamlılığı qazın temperaturunu 900÷925˚C-yə qədər

məhdudlaşdırdığından yanacağın yanma məhsullarına kompressordan verilən soyuq hava əlavə etmək

lazım gəlir. Nəticədə, yanma prosesinin hava artıqlıq əmsalının 5101 .. qiymətlərində getməsinə

baxmayaraq qazturbinli mühərriklərdə hava artıqlıq əmsalının orta qiyməti dizellərlə müqayisədə xeyli

böyük alınır ( 0604 .. ).

Avtomobillərdə qoyulan qazturbinli mühərriklərdə radial və aksial tipli turbinlərdən istifadə

olunur. Tipindən asılı olmayaraq turbinlər yönəldici aparatlı işçi çarxdan ibarət olur. Yönəldici

135

aparatın kürəkləri xüsusi profilə malik olub, işçi çarxa gedən axını müəyyən formaya salmaq və

yönəltmək vəzifəsini daşıyır. Cərgə ilə yerləşmiş kürəklər yönəldicinin kanalını məhdudlaşdırır.

Kanaldan keçən qaz genişləndiyindən onun təzyiqi azalır, sürəti isə 600÷750 m/s həddinə qədər

yüksəlir.

Şək.15.26. Sadə ikivallı qazturbinli mühərrikin prinsipial sxemi:

1-pər; 2-injektor; 3-yanma kameri; 4, 6-disk; 5-yönəldici aparat; 7, 11-val; 8-

reduktor; 9-yük turbini; 10-kompressor turbini; 12-kompressor.

Prinsipial sxemi şək.15.26-da verilən qazturbinli mühərrik aşağıdakı kimi işləyir.

Kompressorun valı starter vasitəsilə hərəkətə gətirilir. İşəsalma üçün dövrlər sayı nominal dövrlər

sayının 25÷30 %-ni təşkil edir. Kompressor havanı sıxaraq yanma kamerinə vurur. Dişli çarx tipli

nasosun verdiyi yanacaq xüsusi injektor ilə yanma kamerinə püskürülür. İşəsalma vaxtı yanma

kamerində əmələ gətirilən elektrik qığılcımı yanacaq-hava qarışığını alışdırır, sonra yanacaq və

havanın verilməsi arasıkəsilməz olduğundan yanma da arasıkəsilmədən davam edir. Yanma kamerində

əmələ gələn yanma məhsulları kompressor turbininə yönəldilərək orada genişlənir. Buradakı təzyiq

ətraf mühit və kompressordan sonrakı təzyiqlərin orta qiymətinə bərabər olur. Belə genişlənmə turbinin

kompressoru və onun valı ilə əlaqəli köməkçi mexanizmləri hərəkətə gətirmək üçün kifayət edir.

Yanma məhsullarının son genişlənməsi yük turbinində baş verir. Burada alınan mexaniki enerji ilə

avtomobil hərəkətə gətirilir. İşlənmiş qazlar xaricetmə borusu vasitəsilə atmosferə atılır.

Qazturbinli mühərriklərdə düzxətli irəliləmə hərəkəti edən hissələr olmadığından dövrlər sayını

25000÷40000 dəq-1 həddinə çatdırmaq mümkündür. Belə mühərrikin xüsusi kütləsi 0.35÷0.5 kq/kVt-

dan çox olmur. Qazturbinli mühərriklərdə sürtünən cütlərin sayı minimuma endirilib. Sürtünmə itkiləri

yalnız valların yastıqlarında və reduktorun dişli çarxlarında baş verir. Sürtünmə səthləri yüksək tempe-

raturlu qazların təsirinə məruz qalmır. Bu səbəbdən yağlama sistemi sadələşir. Porşenli mühərriklərlə

müqayisədə yağ sərfi xeyli az, mexaniki f.i.ə. isə yüksək olur ( 940920 ..m ). Yanma prosesinin

fasiləsiz olması və onun nisbətən uzun müddət davam etməsi sadə yanacaqvermə aparatlarından — diş-

li çarxlı yanacaq nasosundan və mərkəzdənqaçma tipli injektordan istifadə imkanı yaradır.

Nisbətən aşağı gücə malik starter qazturbinli mühərriki -50˚C-ə qədər temperaturda normal işə

salınmasını təmin edir. Bu mühərrikin işlənmiş qazlarının zəhərliliyi dizel mühərrikləri ilə müqayisədə

3÷7 dəfə azdır. Zəhərliliyinin az olmasının səbəbi hava artıqlıq əmsalının orta qiymətinin ( or )

yüksək, yanmanın təzyiq və temperaturunun az, yanmaya ayrılan vaxtın çox olmasıdır.

Qazturbinli mühərrik tamamilə müvazinətləşdirilib. Bu səbəbdən mühərrikaltı çərçivənin kütləsi

porşenli mühərriklə müqayisədə xeyli az olur. Qazturbinli mühərrik avtomobilə qoyulduqda ilişmə

muftasına ehtiyac qalmır. Belə ki, işəsalma zamanı kompressor turbini fırlandıqda yük turbini hərəkət-

siz olur. İki valın bir-biri ilə birbaşa əlaqəsi olmadığından mühərrikin dartı xarakteristikası çox əlveriş-

li alınır. Avtomobil yerindən tərpədilərkən burucu moment nominal rejimdəkindən 2 dəfədən də çox

alınır. Bu, sürətlər qutusunun pillələrinin sayını azaltmağa və sürücünün işini yüngülləşdirməyə imkan

verir.

Lakin baxılan sxem üzrə işləyən qazturbinli mühərrikin bir sıra nöqsanları da var. Belə

nöqsanların aradan qaldırılması isə konstruksiyanın mürəkkəbləşməsinə gətirib çıxarır. Bu nöqsanlar

136

aşağıdakılardır:

- nominal iş rejimindəki qənaətlilik aşağıdır,

- nominal güc rejimindəki hava sərfi çoxdur,

- daxil olan havanın təmizliyinə tələbat yüksəkdir,

- aralıq yük rejimlərində qənaətlilik kəskin olaraq pisləşir,

- avtomobilin mühərriklə tormozlanması mümkün deyil.

15.6. DĠGƏR ENERGETĠK GÜC QURĞULARI.

Hələ XX əsrin əvvəllərində mühərrikləri işə salmaq üçün sıxılmış havadan istifadə olunurdu.

Lakin nəqliyyat vasitəsini sıxılmış qaz doldurulmuş kifayət qədər balonla təchiz etmək imkanı olsaydı,

onda o sıxılmış qazın enerjisi ilə hərəkət edə bilərdi. Bu halda mühərrikdən artıq enerjisini sərf etmiş

hava xaric olunardı və belə mühərrik ekoloji cəhətdən ən təmiz enerji qurğusu olardı.

Böyük Britaniyanı Lotus şirkəti və ABŞ-nın Eaton korporasiyası 10 ildən çox Active Valve Train

(AVT), yəni "paylayıcı valsız qazpaylama sistemi" layihəsi üzərində apardığı müştərək işi

yekunlaşdırmışdır. Layihənin məğzi silindrdəki klapanların açılıb-bağlanması üçün qazpaylama

valının yumruqcuqlarından yox, güclü elektromaqnit və ya hidravlik intiqaldan istifadə olunmasıdır.

Bu halda klapanların açılıb-bağlanmasına nisbətən az vaxt sərf olunur. Nəticədə, silindrin

doldurulması yaxşılaşdığından mühərrikin gücü də artır.

Çoxsaylı eksperimentlərdən sonra klapanlar üçün elektrohidravlik intiqalın daha məqsədəuyğun

olduğu qənaətinə gəlinib. Belə intiqal müxtəlif saylı silindrləri olan həm benzin, həm də dizel

mühərriklərində sınaqdan keçirilib. Stend sınaqları zamanı AVT sistemli minik avtomobil

mühərrikinin dövrlər sayı 7400 dəq-1, yük avtomobil mühərrikinin dövrlər sayı isə 2400 dəq-1

həddinə

qədər olmuşdur. Klapanların idarə olunması zamanı dəqiqlik dirsəkli valın dönmə bucağı üzrə cəmi 1˚

təşkil etmişdir. Klapanların yerdəyişmə sürəti isə 5 m/s həddinə qədər çatmışdır. Səs-küyün və yəhərə

oturarkən mümkün sınmaların qarşısının alınması üçün klapan xüsusi paylayıcı (zolotnik) ilə

tormozlanır. Kompressor kimi işləyən mühərrik havanı müəyyən təzyiq altında ressiverə vura bilir

(şək.15.27). Doldurulmuş havadan həm avtomobilin sürətlənməsi zamanı, həm də onun rekuperativ

tormozlanmasında istifadə olunur. Halbuki, rekuperativ tormozlama qabiliyyətinə indiyədək yalnız

hidromobillər malik idilər. Lakin onlarla müqayisədə, nəzərdən keçirilən prosesdə kifayət qədər ağır

olan elektrik mühərrikinə və akkumulyator batareyalarına ehtiyacı olmur. Ekoloji göstəricilər isə təbii

ki, xeyli yaxşılaşır.

Şək.15.27. Balon-resiverli AVT sistemli mühərrikin ümumi görünüşü.

AVT sisteminin tətbiqi burucu momenti 2 dəfəyə qədər artırmağa imkan verir, yanacaq sərfi 15%

137

azalır, azot oksidləri tullantılarının miqdarı perspektiv ekoloji normalara uyğun gəlir.

Yeni Zellandiyanın Pivotal Piston Engine (PPE) özünün çox perspektivli saydığı 2-taktlı

mühərrik variantı üzərində geniş tədqiqatlar apararaq onun, xüsusilə də ekoloji cəhətdən müasir

tələblərə cavab verdiyini iddia edir (şək.15.28). İş prinsipinə görə də bu mühərrik adi 2-taktlı DYM-

dən fərqlənmir. Bu mühərrikdə də dirsəkli val, şatun, porşen və s. hissələr mövcuddur. Fərq porşenin

dördbucaqlı formada olmasıdır. Təbiidir ki, silindrin en kəsiyi də dördbucaqlıdır. Lakin porşen bu

silindr daxilində irəliləmə hərəkəti yox, onu silindrlə əlaqələndirən oxa nəzərən yellənmə hərəkəti edir

(şək.15.29).

Layihə müəlliflərinin fikrincə bu yolla sürtünmə itkilərini azaltmaq, porşen üzüklərinin

konstruksiyasını sadələşdirmək, porşenin yağlanmasını yaxşılaşdırmaq və səs-küyü azaltmaq

mümkündür. Porşenin hədsiz qızmasının qarşısını almaq üçün onu silindrlə birləşdirən barmaq içi boş

hazırlanır. Barmağın daxilindəki boşluq su kanalı rolunu oynayır.

Təklif olunmuş iş prinsipinə malik 4 silindrli 2-taktlı oppozit mühərrikin təcrübi nümunəsinin

stend sınaqları onun həm texniki-iqtisadi, həm də ekoloji göstəricilərinin nəinki bütün məlum 2-taktlı

mühərriklərin, habelə 4-taktlı mühərriklərin də müvafiq göstəricilərini üstələdiyini təsdiq etmişdir.

Təkcə onun 2.57 kVt/kq xüsusi gücə malik olduğunu qeyd etmək kifayətdir. Halbuki, ən müasir 4-

taktlı mühərriklər üçün bu göstərici 1.55 kVt/kq həddini aşmır.

Şək.15.28. 2-taktlı, 4 silindrli oppozit PPE mühərrikinin xarici görünüşü.

138

15.29. PPE mühərrikinin eninə kəsiyi.

İngiltərənin Ricardo firması 2-taktlı mühərrikin üstünlüklərini özündə qoruyub saxlayan və

onların nöqsanlarına malik olmayan mühərrik konstruksiyası yaratmışlar (şək.15.30).

139

Şək.15.30. 2/4 SİGHT mühərrikinin iş sikli:

1-genişlənmə prosesində porşen y.ö.n.-dən 100° keçmiş xaric klapanı açılır və işlənmiş qazlar

silindrdən çıxmağa başlayır; 2-işçi gedişin sonunda sorma klapanı açılır və işlənmiş qazlar

güclü üstəlik üfürmə axını vasitəsilə silindrdən sıxışdırılıb çıxarılır; 3-sıxma prosesində

porşenin y.ö.n.-ə 90° qalmış hər iki klapan bağlanır; 4-porşenin y.ö.n.-ə 20° qalmış alışdırma

şamından qığılcım verilir; 5-yanma prosesinin gedişi; 6-1 prosesinin təkrarı.

Bu mühərrik bilavasitə iş prosesi zamanı 2-taktlı sikldən 4-taktlı siklə keçə bilir. Keçid mühərrikin

dövrlər sayının 4500 dəq-1 qiymətində baş verir və məqsəd, həm bütün iş diapazonunda maksimal

burucu momentin, həm də yüksək ekoloji göstəricilərin alınmasını təmin etməkdir. Bunun üçün

klapanların elektrohidravlik idarə olunmasından, habelə mexaniki üfürmə qovşağı və

turbokompressordan ibarət 2 pilləli üstəlik üfürmə sistemlərindən istifadə olunur. Bu mühərrik 4-taktlı

iş rejimində adi, silindrə birbaşa benzin püskürməli mühərrikdir. Aşağı dövrlər sayında isə mühərrik 2-

taktlı iş rejiminə keçir. Belə ki, porşen a.ö.n. vəziyyətinin yaxınlığında olarkən xaricetmə prosesi

140

əvəzinə silindrin intensiv üfürülməsi baş verir, sorma və xaricetmə klapanları isə eyni zamanda açıq

qalırlar. Məhz bu zaman üstəlik üfürmənin maksimal məhsuldarlığı tələ olunur. Tezliklə klapanlar

bağlanır və adi sıxma prosesi həyata keçirilərkən silindrə benzin püskürülür. Porşenin sonrakı

gedişində genişlənmə prosesi baş verir. Beləliklə, porşenin sorma və xaricetmə proseslərini həyata

keçirməsi üçün tələb olunan iki gedişə ehtiyac qalmır. Yuxarı dövrlər sayında elektrohidravlik

idarəetmə sistemi mühərriki 4-taktlı iş rejiminə keçirir. Layihəçilərin fikrincə, belə mühərriklər bütün

mövcud ekoloji normaların tələblərinə cavab verdiyindən yaxın gələcəkdə DYM-nin əsas növünə

çevriləcəkdir.

Şeffild Universitetinin (Böyük Britaniya) tədqiqatçıları Lotus firması ilə birgə hidromobillər üçün

qeyri-adi görünə biləcək güc qurğusu yaratmağa nail olublar. Bu güc qurğusunun ən maraq doğuran

elementi sərbəst porşenli 2-taktlı mühərrikdir (şək.15.31). Mühərrikin dirsəkli valı yoxdur. Porşenlərin

irəliləmə hərəkəti sabit maqnitlərin və sayğacların köməyi ilə birbaşa elektrik enerjisinə çevrilir. Belə

sxemə malik mühərrikdə mexaniki itkilər kəskin olaraq azalır. Bu mühərrik dəyişən sıxma dərəcəsinə

malik olduğundan benzindən tutmuş hidrogenə qədər ən müxtəlif yanacaqlarla işləmə qabiliyyətinə

malikdir. Yeni güc qurğusunun qərarlaşmış iş rejimlərindəki ekoloji göstəricilərinin çox yaxşı olduğu

iddia edilir.

Şək.15.31. Lotus firmasının elektrogeneratorlu, sərbəst porşenli 2 -taktlı mühərrikinin sxemi.

ABŞ-nın Scuderi LLC şirkəti də bir mühərrikdə 2 və 4-taktlı sikllərin üstünlüklərini

reallaşdırmağa cəhd göstərib. Layihə Split-Cycle Engine, yəni "bölünmüş siklli mühərrik" adını

daşıyır.

İdeyanın mahiyyəti 4-taktlı mühərrikin silindrinə xüsusi funksiyaların verilməsindən ibarətdir.

Belə ki, silindrlərdən birində yalnız sorma və sıxma, ikincidə isə yanma, genişləmə və xaricetmə

prosesləri baş verir. Silindrlərdən birincisi "kompressor" silindri, ikincisi isə "işçi" silindr adlanır.

Yanıcı qarışıq və ya sıxılmış hava bir istiqamətli klapan vasitəsilə "kompressor" silindrindən "işçi"

silindrə daxil olur (şək.15.32). Təklif olunan sxemin üstünlüyü odur ki, 2 -taktlı mühərriklərdə olduğu

kimi dirsəkli valın hər bir dövrü ərzində işçi gediş (yəni, genişlənmə) baş verir. Özü də belə mühərrikin

yanacaq sərfinin 2-taktlı mühərrikin yanacaq sərfindən xeyli az olacağı ehtimal olunur.

İxtira müəlliflərinin fikrincə, "bölünmüş sikllə" işləyən mühərrikin f.i.ə. 60 %-ə qədər ola bilər,

yanacaq sərfi 30÷35 % yaxşılaşa bilər, azot oksidi tullantılarının miqdarı 50 %-ə qədər azala bilər.

Yeri gəlmişkən, təklif olunan sxemə oxşar konstruksiyalar əvvəllər də mövcud olub. Scuderi LLC

şirkəti əvvəlki ideyaları inkişaf etdirib, keçmiş təkliflərlə müqayisədə birləşdirici kanal üçün yeni, bir

istiqamətli klapan təklif etmiş və bütövlükdə mühərrik konstruksiyasına patent almışdır.

141

Şək.15.32. ―Bölünmüş siklli‖ mühərrikin iş sxemi:

1-sorma klapanlı; 2-bir istiqamətli avtomat klapan; 3-idarə olunan buraxıcı klapan; 4-xaricetmə

klapanı; 5, 9-porşen; 6-―işçi‖ silindr; 7-dirsəkli val; 8-―kompressor‖ silindri.