التحكم في انبعاثات المركبات

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعنى علم التحكم في انبعاثات المركبات بدراسة خفض الانبعاثات الناتجة عن المركبات ، وخاصة محركات الاحتراق الداخلي . وتشمل الانبعاثات الرئيسية التي يتم دراستها الهيدروكربونات، والمركبات العضوية المتطايرة، وأول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، والجسيمات الدقيقة، وأكاسيد الكبريت. في خمسينيات وستينيات القرن الماضي، تم إنشاء العديد من الهيئات التنظيمية التي ركزت بشكل أساسي على دراسة انبعاثات المركبات وتأثيراتها على صحة الإنسان والبيئة. ومع تحسن فهم العالم لانبعاثات المركبات، تطورت أيضًا الأجهزة المستخدمة للحد من آثارها. في الولايات المتحدة، فرضت المتطلبات التنظيمية لقانون الهواء النظيف ، الذي عُدّل عدة مرات، قيودًا كبيرة على انبعاثات المركبات المقبولة. ومع هذه القيود، بدأ تصميم المركبات بشكل أكثر كفاءة من خلال استخدام أنظمة وأجهزة متنوعة للتحكم في الانبعاثات، والتي أصبحت أكثر شيوعًا في المركبات مع مرور الوقت.

أنواع الانبعاثات

لقد ثبت أن انبعاثات العديد من ملوثات الهواء لها آثار سلبية متنوعة على الصحة العامة والبيئة الطبيعية . وتشمل الانبعاثات التي تُعد من الملوثات الرئيسية المثيرة للقلق ما يلي:

  • الهيدروكربونات (HC) - وهي فئة من الوقود المحترق كليًا أو جزئيًا ، تُعتبر مواد سامة . تُساهم الهيدروكربونات بشكل كبير في تكوين الضباب الدخاني ، الذي يُعد مشكلة خطيرة في المناطق الحضرية . يُؤدي التعرض المُطوّل للهيدروكربونات إلى الإصابة بالربو وأمراض الكبد والرئة والسرطان . تختلف اللوائح المنظمة للهيدروكربونات باختلاف نوع المحرك والمنطقة القضائية ؛ ففي بعض الحالات، تُنظّم "الهيدروكربونات غير الميثانية "، بينما في حالات أخرى، تُنظّم "الهيدروكربونات الكلية". قد لا تكون التقنية المُستخدمة في تطبيق ما (لتحقيق معيار الهيدروكربونات غير الميثانية) مناسبة للاستخدام في تطبيق آخر يتطلب تحقيق معيار الهيدروكربونات الكلية. الميثان ليس سامًا بشكل مباشر، ولكنه أكثر صعوبة في التحلل في أنابيب تهوية الوقود، ويُستخدم وعاء الفحم لتجميع أبخرة الوقود واحتواءها، ثم توجيهها إما إلى خزان الوقود أو، بعد تشغيل المحرك وتسخينه، إلى مدخل الهواء ليتم حرقها داخل المحرك.
  • المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) - المركبات العضوية التي عادة ما يكون لها نقطة غليان أقل من أو تساوي 250  درجة مئوية؛ على سبيل المثال مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) والفورمالديهايد .
  • أول أكسيد الكربون (CO) - وهو ناتج عن الاحتراق غير الكامل، يؤدي استنشاقه إلى تقليل قدرة الدم على نقل الأكسجين؛ وقد يكون التعرض المفرط له ( التسمم بأول أكسيد الكربون ) مميتًا. (يرتبط أول أكسيد الكربون باستمرار بالهيموجلوبين، وهو المادة الكيميائية المسؤولة عن نقل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء، حيث يرتبط الأكسجين (O2 ) مؤقتًا. يمنع ارتباط أول أكسيد الكربون الأكسجين ، كما يقلل من قدرة الهيموجلوبين على إطلاق الأكسجين المرتبط به، مما يجعل خلايا الدم الحمراء غير فعالة. يتم التعافي من خلال الإطلاق البطيء لأول أكسيد الكربون المرتبط وإنتاج الجسم لهيموجلوبين جديد - وهي عملية شفاء - لذا فإن التعافي الكامل من التسمم بأول أكسيد الكربون المتوسط ​​إلى الشديد [ولكن غير المميت] يستغرق ساعات أو أيامًا. إن نقل الشخص من جو ملوث بأول أكسيد الكربون إلى هواء نقي يوقف الضرر ولكنه لا يؤدي إلى شفاء سريع، على عكس حالة نقل الشخص من جو خانق [أي جو يفتقر إلى الأكسجين]. كما أن تأخر ظهور الآثار السامة لعدة أيام أمر شائع أيضًا.)  
  • أكاسيد النيتروجين (NOx ) - تتولد عندما يتفاعل النيتروجين الموجود في الهواء مع الأكسجين في درجات الحرارة والضغط العالية داخل المحرك. تُعد أكاسيد النيتروجين من العوامل المسببة للضباب الدخاني والأمطار الحمضية . تشمل أكاسيد النيتروجين أول أكسيد النيتروجين (NO) وثاني أكسيد النيتروجين ( NO2 ) . [ 1 ] يتميز ثاني أكسيد النيتروجين (NO2 ) بتفاعليته العالية. يزداد إنتاج أكاسيد النيتروجين عندما يعمل المحرك عند أعلى كفاءة له (أي عند أعلى درجة حرارة)، لذا يوجد عادةً توازن طبيعي بين الكفاءة والتحكم في انبعاثات أكاسيد النيتروجين . من المتوقع أن تنخفض هذه الانبعاثات بشكل كبير باستخدام وقود المستحلب . [ 2 ]
  • الجسيمات العالقة – السخام أو الدخان المكون من جسيمات يتراوح حجمها بين الميكرومترات : تسبب الجسيمات العالقة آثارًا صحية سلبية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر أمراض الجهاز التنفسي والسرطان . وقد رُبطت الجسيمات العالقة الدقيقة جدًا بأمراض القلب والأوعية الدموية.
  • أكاسيد الكبريت (SOₓ ) – مصطلح عام لأكاسيد الكبريت ، التي تنبعث من المركبات التي تحرق وقودًا يحتوي على الكبريت. ويؤدي خفض مستوى الكبريت في الوقود إلى خفض مستوى أكاسيد الكبريت المنبعثة من عادم السيارة.

تاريخ

خلال خمسينيات وستينيات القرن العشرين، أجرت حكوماتٌ اتحادية وحكوماتٌ محليةٌ وحكوماتٌ في الولايات المتحدة دراساتٍ حول مصادر تلوث الهواء المتعددة. وقد عزَت هذه الدراسات في نهاية المطاف جزءًا كبيرًا من تلوث الهواء إلى السيارات، وخلصت إلى أن تلوث الهواء لا يتقيد بالحدود السياسية المحلية. في ذلك الوقت، كانت لوائح مكافحة الانبعاثات، المتواضعة آنذاك في الولايات المتحدة، تُسنّ على مستوى البلديات، أو في بعض الأحيان على مستوى الولايات. وقد حلت تدريجيًا لوائحٌ أكثر شمولًا على مستوى الولايات والمستوى الاتحادي محلّ اللوائح المحلية غير الفعّالة. وبحلول عام 1967، أنشأت ولاية كاليفورنيا مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا ، وفي عام 1970، أُنشئت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). وتقوم هاتان الوكالتان، بالإضافة إلى وكالاتٍ حكوميةٍ أخرى، بوضع وإنفاذ لوائح انبعاثات السيارات في الولايات المتحدة. وقد طُوّرت وكالاتٌ ولوائحٌ مماثلةٌ في الوقت نفسه وطُبّقت في كندا وأوروبا الغربية وأستراليا واليابان .

كانت أولى محاولات مكافحة التلوث الناتج عن السيارات هي نظام تهوية علبة المرافق الإيجابية (PCV) . يعمل هذا النظام على سحب أبخرة علبة المرافق الغنية بالهيدروكربونات غير المحترقة - وهي مادة أولية للضباب الدخاني الكيميائي الضوئي - إلى مجرى سحب المحرك، ليتم حرقها بدلاً من إطلاقها غير محترقة من علبة المرافق إلى الغلاف الجوي. تم تركيب نظام تهوية علبة المرافق الإيجابية لأول مرة على نطاق واسع بموجب القانون في جميع السيارات الجديدة من طراز عام 1961 التي بيعت لأول مرة في كاليفورنيا. وفي العام التالي، فرضت نيويورك هذا النظام. وبحلول عام 1964، كانت معظم السيارات الجديدة المباعة في الولايات المتحدة مجهزة بهذا النظام، وسرعان ما أصبح نظام تهوية علبة المرافق الإيجابية من التجهيزات القياسية في جميع المركبات حول العالم. [ 3 ]

أصدرت ولاية كاليفورنيا أولى معايير انبعاثات العادم (الأنبوب الخلفي) لعام 1966 للسيارات المباعة في الولاية، تبعتها الولايات المتحدة ككل في عام 1968. وفي عام 1966 أيضاً، تم تطبيق أول دورة اختبار انبعاثات في ولاية كاليفورنيا لقياس انبعاثات العادم بوحدة جزء في المليون (PPM). وتم تشديد هذه المعايير تدريجياً عاماً بعد عام، وفقاً لما تنص عليه وكالة حماية البيئة الأمريكية.

بحلول عام 1974، شددت الولايات المتحدة معايير الانبعاثات لدرجة أن تقنيات خفض الأداء المستخدمة لتلبية هذه المعايير أدت إلى انخفاض حاد في كفاءة المحرك، وبالتالي زيادة استهلاك الوقود. وقد فرضت معايير الانبعاثات الجديدة لعام 1975، بالإضافة إلى زيادة استهلاك الوقود، اختراع المحول الحفاز لمعالجة غازات العادم. لم يكن ذلك ممكنًا مع البنزين المحتوي على الرصاص المتوفر آنذاك ، لأن بقايا الرصاص كانت تلوث المحفز البلاتيني. في عام 1972، اقترحت شركة جنرال موتورز على المعهد الأمريكي للبترول إلغاء استخدام الوقود المحتوي على الرصاص في سيارات عام 1975 وما بعده. كان إنتاج وتوزيع الوقود الخالي من الرصاص تحديًا كبيرًا، ولكنه أُنجز بنجاح في الوقت المناسب لسيارات عام 1975. جميع السيارات الحديثة مزودة الآن بمحولات حفازة لتقليل انبعاثات المركبات بشكل أكبر.

مع اقتراب عام 1981، واجهت شركات تصنيع سيارات الركاب في الولايات المتحدة تحديات غير مسبوقة في تاريخها، تمثلت في تلبية لوائح الانبعاثات الجديدة، وكيفية الامتثال لمتطلبات قانون الهواء النظيف (الولايات المتحدة) الأكثر صرامة، وفقًا لتعديل عام 1977. على سبيل المثال، لمواجهة هذا التحدي، أنشأت شركة جنرال موتورز "مركز مشروع أنظمة التحكم في الانبعاثات" (ECS)، الذي كان مقره في البداية في مبنى هندسة شمعات الإشعال AC في فلينت، ميشيغان. وكان الهدف من هذا المركز هو "تحمل المسؤولية الكاملة عن تصميم وتطوير نظام المحفز ثلاثي الاتجاهات ذي الحلقة المغلقة، الذي يعمل بالوقود المكربن ​​وحقن الوقود، بما في ذلك عناصر التحكم الإلكترونية ذات الصلة، وقياس الوقود، والتحكم في الشرارة، والتحكم في سرعة التباطؤ، وإعادة تدوير غاز العادم ، وما إلى ذلك، والمخطط له حتى عام 1981". [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

في عام 1990، عُدِّل قانون الهواء النظيف (CAA) للمساعدة في تنظيم انبعاثات المركبات الضارة بشكل أكبر. وبموجب هذا التعديل، أصبحت لوائح وقود المركبات أكثر صرامة من خلال الحد من كمية الكبريت المسموح بها في وقود الديزل. كما تطلبت التعديلات تغييرًا إجرائيًا في إنتاج البنزين لضمان انخفاض انبعاثات الهيدروكربونات (HC) وأول أكسيد الكربون (CO) وأكاسيد النيتروجين (NOx ) والجسيمات الدقيقة (PM) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs). كما اشترطت التعديلات التي أُدخلت على قانون الهواء النظيف استخدام البنزين المؤكسج لتقليل انبعاثات أول أكسيد الكربون. [ 7 ]

على مر السنين، واصلت وكالة حماية البيئة الأمريكية تطبيق لوائح جديدة للحد من الانبعاثات الضارة للمركبات. وفيما يلي بعض أهم معايير التحديث.

  • 1983: بالنسبة للمناطق التي تعاني من مشاكل تلوث كبيرة، تم إنشاء برامج الفحص والصيانة، مما يعني أن المركبات ستحتاج إلى اختبار الانبعاثات.
  • 1985: تم تغيير الكمية المسموح بها من الرصاص في البنزين إلى 0.1 جرام لكل جالون.
  • 1991: تم تخفيض الانبعاثات المسموح بها من الهيدروكربونات وأكاسيد النيتروجين لأنابيب عادم المركبات.
  • 1993: بدأ تطوير تكنولوجيا جديدة للمركبات للمساعدة في زيادة كفاءة استهلاك الوقود في سيارات السيدان العائلية بمقدار ثلاثة أضعاف، وبالتالي تقليل الانبعاثات الضارة.
  • 1996: تم حظر الرصاص في البنزين رسمياً. ووضعت لوائح جديدة بهدف ابتكار تصميمات للمركبات لتكون أنظف للبيئة وتحسين أداء المحرك.
  • 1998: تم زيادة معايير محركات الديزل بشكل أكبر في إطار الجهود المبذولة للحد من انبعاثات الأوزون والجسيمات الدقيقة لمختلف المركبات بما في ذلك المعدات الصناعية.
  • 1999: تم وضع المعايير النهائية لانبعاثات العادم، وتم تخفيض محتوى الكبريت في البنزين، وتم تخفيض حدود الانبعاثات لأكاسيد النيتروجين والجسيمات الدقيقة للعديد من القوارب/المركبات البحرية الأخرى التي تستخدم الديزل. [ 7 ]

تاريخ الرصاص في البنزين

في عام 1922، أُضيف الرصاص إلى البنزين كمادة مانعة للخبط. ولم تبدأ الأبحاث في إظهار الآثار الصحية السلبية المرتبطة بالرصاص كملوث إلا في عام 1969، أي بعد ما يقرب من خمسة عقود. وعلى الرغم من كثرة الآثار الصحية السلبية المكتشفة، لم تُطبَّق أي متطلبات تنظيمية لخفض مستويات الرصاص في البنزين حتى عام 1983. وبدأت الدول تدريجيًا في حظر استخدام الرصاص في البنزين تمامًا بين عامي 1986 و2021. وكانت اليابان أول من حظر الرصاص في البنزين عام 1986، وتبعتها أمريكا الشمالية والجنوبية، حيث حظرت جميع دول القارتين تقريبًا الرصاص بحلول عام 1998. وكانت أفريقيا آخر من حظر الرصاص في البنزين، حيث حظرته معظم الدول في عامي 2004 و2005، وكانت الجزائر آخر من حظره حتى عام 2021. [ 8 ]

الهيئات التنظيمية

تختلف الجهات المسؤولة عن تطبيق معايير انبعاثات العادم من ولاية إلى أخرى، حتى داخل الدولة الواحدة. ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، تقع المسؤولية العامة على عاتق وكالة حماية البيئة، ولكن نظرًا لمتطلبات ولاية كاليفورنيا الخاصة، فإن مجلس موارد الهواء هو الجهة المنظمة للانبعاثات فيها . أما في تكساس، فتتولى لجنة السكك الحديدية في تكساس مسؤولية تنظيم الانبعاثات من محركات الاحتراق الغني التي تعمل بغاز البترول المسال (وليس محركات الاحتراق الغني التي تعمل بالبنزين).

أمريكا الشمالية

اليابان

أوروبا

يُشرف الاتحاد الأوروبي على تنظيم الانبعاثات في الدول الأعضاء؛ إلا أن العديد من هذه الدول لديها هيئات حكومية خاصة بها تُعنى بإنفاذ هذه اللوائح وتطبيقها في بلدانها. باختصار، يضع الاتحاد الأوروبي السياسة (عن طريق تحديد معايير مثل معيار الانبعاثات الأوروبي )، بينما تُقرر الدول الأعضاء أفضل السبل لتطبيقها في بلدانها.

المملكة المتحدة

في المملكة المتحدة، تعتبر المسائل المتعلقة بالسياسة البيئية "صلاحيات مفوضة" بحيث تتعامل بعض الدول المكونة لها معها بشكل منفصل من خلال هيئاتها الحكومية الخاصة التي تم إنشاؤها للتعامل مع القضايا البيئية:

ومع ذلك، فإن العديد من السياسات على مستوى المملكة المتحدة يتم التعامل معها من قبل وزارة البيئة والغذاء والشؤون الريفية (DEFRA) ولا تزال خاضعة للوائح الاتحاد الأوروبي.

لم تُجرَ اختبارات الانبعاثات على سيارات الديزل خلال الفحص الفني الدوري في أيرلندا الشمالية لمدة 12 عامًا، على الرغم من كونها مطلوبة قانونًا. [ 10 ]

الصين

  • وزارة البيئة والإيكولوجيا – السلطة التنظيمية الرئيسية المسؤولة عن حماية البيئة، وتضع السياسات والمعايير واللوائح التي تشمل انبعاثات المركبات وتقييمات الأثر البيئي. [ 11 ]
  • وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات – تضع وتحدد أهدافاً لمركبات الطاقة الجديدة والمركبات التجارية. كما تضطلع بدور في وضع معايير الانبعاثات الوطنية للسيارات. [ 12 ]
  • الهيئة الحكومية لتنظيم السوق – مسؤولة عن الإشراف على السوق وتوحيد المعايير في الصين. تشرف الهيئة الحكومية لتنظيم السوق على تطبيق معايير انبعاثات المركبات وتضمن الامتثال من خلال إجراء عمليات التفتيش والاختبارات وتدابير مراقبة الجودة. [ 13 ]
  • اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح - مسؤولة عن التخطيط الاقتصادي الكلي وصياغة السياسات المتعلقة بالطاقة في الصين. وتضطلع اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح بدور في وضع معايير كفاءة استهلاك الوقود، وتعزيز استخدام أنواع الوقود البديلة، وتنفيذ تدابير ترشيد استهلاك الطاقة للحد من انبعاثات المركبات. [ 14 ]
  • مركز الصين لتكنولوجيا وأبحاث السيارات - مؤسسة بحثية مستقلة بتكليف من وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، للبحث والتطوير وصياغة معايير حدود استهلاك الوقود للمركبات. [ 15 ]
  • وزارة النقل في جمهورية الصين الشعبية - على الرغم من عدم وضوح ما إذا كانت هذه الوزارة تملك السلطة القانونية لتطبيق هذه المعايير، إلا أن وزارة النقل لن تصدر تراخيص تجارية لأي مركبات ثقيلة لا تستوفي متطلبات استهلاك الوقود التي حددتها. [ 15 ]
  • مكاتب حماية البيئة على مستوى المحافظات والبلديات - على مستوى المحافظات والبلديات، تتولى هذه المكاتب مسؤولية إنفاذ اللوائح، مثل تلك المتعلقة بانبعاثات المركبات. وتراقب هذه المكاتب مدى الالتزام باللوائح، وتجري عمليات تفتيش، وتفرض عقوبات على المخالفين.

تصميم نظام التحكم في الانبعاثات

كان من الأهمية بمكان لمصممي الأنظمة تلبية متطلبات الانبعاثات باستخدام الحد الأدنى من كمية المواد المحفزة ( البلاتين و/أو البلاديوم ) نظرًا لاعتبارات التكلفة والإمداد. وكان من المقرر أن يتبع "مركز مشروع أنظمة التحكم في الانبعاثات" التابع لشركة جنرال موتورز الخطط التشغيلية التي وضعتها مراكز المشاريع السابقة التابعة للشركة. وتضمنت العناصر الفريدة لمركز مشروع أنظمة التحكم في الانبعاثات ما يلي:

  • لا يوجد مصممون - سيتم إنجاز جميع أعمال التصميم في الأقسام المنزلية.
  • نشاط تخطيطي سيوفر جداول التوقيت الرسمية، وتكاليف المكونات، والتخصيصات، وما إلى ذلك.

كان على "مركز مشروع أنظمة التحكم في الانبعاثات" القيام بسبع مهام، بحيث يتم وضع نظام انبعاثات يفي بجميع التشريعات الفيدرالية الحالية المتعلقة بالانبعاثات واقتصاد الوقود في مرحلة الإنتاج.

وتهدف هذه الجهود إلى العمل مع أقسام السيارات من أجل:

  1. حدد متطلبات الأجهزة والنظام.
  2. قم بتطوير مواصفات التصميم لجميع الأجهزة المطلوبة.
  3. مراجعة التصاميم والأنظمة البديلة.
  4. قم بالترتيب لاختبار الأنظمة والتحقق من صحتها، بما يتناسب مع احتياجات جميع المعنيين.
  5. مراقبة تصميم المكونات وإصدارها.
  6. تابعوا سير أعمال اعتماد الأقسام.
  7. إطلاع الإدارة والأقسام على حالة التقدم المحرز.

كان من المقرر تطبيق النظام تدريجيًا على مدى ثلاث سنوات. ففي عام 1979، زُوّدت سيارات كاليفورنيا المزودة بمحركات سعة 2.5 و2.8 و3.5 لتر بنظام CLCC. وفي عام 1980، زُوّدت السيارات المباعة في كاليفورنيا، بالإضافة إلى السيارات المزودة بمحركات سعة 3.8 و4.3 لتر المباعة على المستوى الفيدرالي، بنظام CLCC. وأخيرًا، في عام 1981، زُوّدت جميع سيارات الركاب بهذا النظام. كما يُسمح لشاحنات كاليفورنيا الخفيفة والمتوسطة باستخدام نظام C-4. وبينما يتشابه نظاما عامي 1979 و1980 إلى حد كبير، يختلف نظام عام 1981 (الجيل الثاني) باحتوائه على أنظمة تحكم إضافية في المحرك (مثل توقيت الشرارة الإلكتروني، والتحكم في سرعة التباطؤ، إلخ).

تمّت تسمية نظام التحكم في الانبعاثات قيد التطوير بـ C-4، وهو اختصار لـ "المحول الحفاز المُتحكّم به حاسوبياً". يشمل نظام C-4 نظام التحكم في المكربن ​​ذي الحلقة المغلقة (CLCC) ونظام حقن الوقود في جسم الخانق (TBI). [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

التحكم في الانبعاثات

لقد تحسنت كفاءة المحرك بشكل مطرد من خلال تحسين تصميم المحرك، وتوقيت الإشعال الأكثر دقة والإشعال الإلكتروني ، وقياس الوقود الأكثر دقة ، وإدارة المحرك المحوسبة .

تساهم التطورات المستمرة في تكنولوجيا المحركات والمركبات في الحد من سمية غازات العادم المنبعثة من المحرك، إلا أن هذه التطورات وحدها أثبتت عموماً عدم كفايتها لتحقيق أهداف خفض الانبعاثات. لذا، تُعدّ تقنيات إزالة سمية غازات العادم جزءاً أساسياً من عملية التحكم في الانبعاثات.

حقن الهواء

يُعدّ نظام حقن الهواء الثانوي من أوائل أنظمة التحكم في انبعاثات العادم. في الأصل، كان يُستخدم هذا النظام لحقن الهواء في منافذ عادم المحرك لتوفير الأكسجين اللازم لاحتراق الهيدروكربونات غير المحترقة أو المحترقة جزئيًا في العادم. أما الآن، فيُستخدم حقن الهواء لدعم تفاعل الأكسدة في المحول الحفاز ، ولتقليل الانبعاثات عند بدء تشغيل المحرك وهو بارد. بعد بدء التشغيل البارد، يحتاج المحرك إلى خليط من الهواء والوقود أغنى مما يحتاجه عند درجة حرارة التشغيل ، ولا يعمل المحول الحفاز بكفاءة إلا بعد وصوله إلى درجة حرارة التشغيل الخاصة به. يدعم الهواء المحقون قبل المحول عملية الاحتراق في أنبوب العادم، مما يُسرّع من تسخين المحول ويُقلل من كمية الهيدروكربونات غير المحترقة المنبعثة من أنبوب العادم.

إعادة تدوير غاز العادم

في الولايات المتحدة وكندا، تحتوي العديد من محركات السيارات المصنعة عام 1973 وما بعده (عام 1972 وما بعده في كاليفورنيا) على نظام يُوجّه كمية مُقاسة من غازات العادم إلى مجرى السحب في ظروف تشغيل مُحددة. لا يحترق غاز العادم ولا يُساعد على الاحتراق، لذا فهو يُخفف خليط الهواء والوقود لخفض درجات حرارة غرفة الاحتراق القصوى. وهذا بدوره يُقلل من تكوّن أكاسيد النيتروجين .

المحول الحفاز

المحول الحفاز هو جهاز يوضع في أنبوب العادم، ويقوم بتحويل الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين إلى غازات أقل ضرراً باستخدام مزيج من البلاتين والبلاديوم والروديوم كمحفزات . [ 16 ]

يوجد نوعان من المحولات الحفازة: ثنائية الاتجاه وثلاثية الاتجاه. كانت المحولات ثنائية الاتجاه شائعة حتى ثمانينيات القرن الماضي، حين حلت محلها المحولات ثلاثية الاتجاه في معظم محركات السيارات. راجع مقال المحول الحفاز لمزيد من التفاصيل.

التحكم في الانبعاثات التبخرية

علبة تخزين أبخرة الوقود لسيارة بيجو 205

تنتج الانبعاثات التبخرية عن تسرب أبخرة البنزين من نظام وقود المركبة. منذ عام ١٩٧١، زُوّدت جميع المركبات في الولايات المتحدة بأنظمة وقود محكمة الإغلاق لا تُصرّف مباشرةً إلى الغلاف الجوي؛ وقد ظهرت قوانين مماثلة في مناطق أخرى في الوقت نفسه. في النظام النموذجي، تُوجّه الأبخرة من خزان الوقود وفتحة تهوية حوض المكربن ​​(في المركبات ذات المكربن) إلى علب تحتوي على الكربون النشط . تُمتص الأبخرة داخل العلبة، وخلال بعض أوضاع تشغيل المحرك، يُسحب الهواء النقي عبر العلبة، ساحبًا معه البخار إلى داخل المحرك حيث يحترق.

اختبار الانبعاثات عن بعد

تستخدم بعض الولايات الأمريكية تقنية تعتمد على الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية لكشف الانبعاثات أثناء مرور المركبات على الطرق العامة، مما يُغني أصحابها عن الذهاب إلى مراكز الفحص. ويُستخدم الكشف عن غازات العادم باستخدام وميض الضوء غير المرئي بشكل شائع في المناطق الحضرية، [ 17 ] [ 18 ] ويحظى بشهرة أوسع في أوروبا. [ 19 ]

استخدام بيانات اختبار الانبعاثات

في كثير من الحالات، يتم تجميع نتائج اختبار الانبعاثات من المركبات الفردية لتقييم أداء الانبعاثات لمختلف فئات المركبات، وفعالية برنامج الاختبار، والعديد من اللوائح الأخرى المتعلقة بالانبعاثات (مثل التغييرات في تركيبات الوقود)، ولنمذجة آثار انبعاثات السيارات على الصحة العامة والبيئة.

مركبات الوقود البديل

يمكن تقليل انبعاثات العادم باستخدام وسائل دفع نظيفة للمركبات. ومن أكثرها شيوعًا المركبات الهجينة والكهربائية . (حتى ديسمبر 2020) كانت الصين تمتلك أكبر مخزون في العالم من سيارات الركاب الكهربائية القابلة للشحن والمصرح لها بالسير على الطرق السريعة، حيث بلغ 4.5  مليون وحدة، وهو ما يمثل 42% من المخزون العالمي من السيارات الكهربائية القابلة للشحن. [ 20 ] [ 21 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "مذكرة وكالة حماية البيئة بشأن ثاني أكسيد النيتروجين والصحة " . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 30 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليها بتاريخ 21 سبتمبر 2015 .
  2. ↑ جالاني، أميت؛ شارما، ديليب؛ سوني، شيام لال (2021). "دراسة جدوى وقود ديزل مستحلب من بول البقر مُعدّ حديثًا لتطبيقات محركات الاحتراق الداخلي". مجلة الوقود . 288 119713. رمز Bibcode : 2021Fuel..28819713J . doi : 10.1016/j.fuel.2020.119713 . S2CID 229400709 . 
  3. ↑ روزن (محرر)، إروين م. (1975). دليل بيترسون لتشخيص أعطال السيارات وإصلاحها . غروسيت ودونلاب، المحدودة. ISBN 978-0-448-11946-5.
  4. 1 2 "(بدون عنوان)". جي إم توداي . المجلد 6، العدد 8. جنرال موتورز. سبتمبر 1980.  
  5. 1 2 كوكس، رونالد و. (2018). عجلات داخل عجلات . كيندل دايركت بابليشينج. ص 29-30 . ISBN  978-1-9875-3711-6.
  6. 1 2 كوكس، رونالد و. (ديسمبر 2020). إلكترونيات ديلكو . نشر كيندل المباشر. الصفحات 111-127 . ISBN  979-8-5758-8694-5.
  7. ١ ٢ وكالة حماية البيئة الأمريكية، مكتب البحوث الزراعية (٢٠١٦-٠٦-٢٧). "الجدول الزمني للإنجازات الرئيسية في مجال النقل وتلوث الهواء وتغير المناخ" . www.epa.gov . تاريخ الاطلاع: ٢٠٢٤-٠٥-١٠ .
  8. ↑ ريتشي، هانا ؛ روزر، ماكس (2024-03-01). "كيف تخلص العالم من الرصاص في البنزين" . عالمنا في بيانات .
  9. ↑ هيروشي موريموتو (نوفمبر 2019). "نظرة عامة على سياسة وزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة البيئية بشأن المركبات" (ملف PDF) . المجلس الدولي للنقل النظيف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2021 .
  10. ↑ «لم يُجرَ فحص صلاحية المركبات التي تعمل بالديزل في أيرلندا الشمالية منذ 12 عامًا» . بي بي سي أخبار أيرلندا الشمالية . 26 سبتمبر 2018. مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 26 سبتمبر 2018 .
  11. ↑ "中华人民共和国生态环境部" . www.mee.gov.cn. ​تم الاسترجاع بتاريخ 2023-06-02 .
  12. ↑严茂强. "معيار انبعاثات أكثر صرامة سيبدأ تطبيقه" . www.chinadaily.com.cn . تاريخ الاسترجاع: 2023-06-02 .
  13. ^ "国家市场监督管理总局" . www.samr.gov.cn . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-06-02 .
  14. ↑ "اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح (NDRC) لجمهورية الصين الشعبية" . en.ndrc.gov.cn. تاريخ الاسترجاع: 2023-06-02 .
  15. 1 2 "الصين: النقل الثقيل: استهلاك الوقود | سياسة النقل" . www.transportpolicy.net . تاريخ الاسترجاع: 2023-06-02 .
  16. ↑ لاثيا، روتفيك؛ دادانيا، سوجال (20 يناير 2019). "معايير السياسة والأساليب المقترحة لتحقيق أهداف برنامج انبعاثات المركبات الهندي" . مجلة الإنتاج الأنظف . 208 : 1339-1346 . Bibcode : 2019JCPro.208.1339L . doi : 10.1016/j.jclepro.2018.10.202 . ISSN 0959-6526 . S2CID 158500168. مؤرشف من الأصل في 6 أكتوبر 2021. تم الاسترجاع في 6 مايو 2020 .  
  17. ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 8854223 ، كاردوسو، جورج سي. وميستا ، لاليت ك.، "تحديد تركيزات أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في انبعاثات غازات عادم المركبات باستخدام الصور"، صدرت في 2014-10-07، وتم تخصيصها لشركة زيروكس. 
  18. ↑ "الاستشعار عن بعد بالأشعة تحت الحمراء لانبعاثات المركبات على الطرق في ولاية واشنطن" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 31 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مارس 2009 . (239  كيلوبايت)
  19. ↑ "قياس الملوثات عن طريق الاستشعار عن بعد في زيورخ/سويسرا " من قِبل مكتب حماية البيئة في كانتون زيورخ "awel" باستخدام معدات مقدمة من شركة Opus Inspection / etest" . www.awel.zh.ch. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2016 .
  20. ↑ الوكالة الدولية للطاقة (IEA)، والمجلس الوزاري للطاقة النظيفة، ومبادرة المركبات الكهربائية (EVI) (يونيو 2020). "التوقعات العالمية للمركبات الكهربائية 2020: هل ندخل عقد القيادة الكهربائية؟" . منشورات الوكالة الدولية للطاقة . تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2021 .{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) انظر الملحق الإحصائي، الصفحات 247-252 (انظر الجداول A.1 و A.12).
  21. ↑ جمعية مصنعي السيارات الصينية (CAAM) (14 يناير 2021). "مبيعات سيارات الطاقة الجديدة في ديسمبر 2020" . CAAM . تاريخ الاسترجاع: 8 فبراير 2021 .بلغ إجمالي مبيعات المركبات الكهربائية الجديدة في الصين 1.637 مليون في عام 2020، وتتكون من 1.246 مليون سيارة ركاب و121 ألف مركبة تجارية.