Dokonalé vozidlo s vnitřním spalováním by bylo schopno vložit přesné množství paliva a vzduchu do spalovací komory a nevracelo by nic víc než vodu a oxid uhličitý. Nebylo by tam žádné nespálené palivo ani kyslík. Mělo by také správnou teplotu, takže by se oxidy („hyperaktivní“ kyslík aktivovaný vyššími teplotami) neslučovaly s dusíkem a uhlíkem za vzniku oxidů dusíku (NOx) a oxidu uhelnatého (CO). Toto dokonalé auto by nepotřebovalo zařízení pro kontrolu emisí.
Bohužel tam ještě nejsme. Mezitím máme systémy recirkulace výfukových plynů (EGR), sekundární vstřikování vzduchu a katalyzátory.
Systémy EGR
Systémy EGR přivádějí do spalovací komory malé množství inertního plynu, aby srazil směs vzduchu a paliva a snížil teploty na úroveň, kdy se netvoří NOx. Protože výfukové plyny obvykle nehoří, snižuje se tím teplota spalování a emise NOx z motoru.
Na rozdíl od starších systémů EGR pracují moderní systémy EGR neustále, nejen při zpomalování nebo při zavřené škrticí klapce. Novější vozidla s proměnným časováním ventilů na výfukových i sacích vačkových hřídelích mohou nastavit časování tak, aby se malé množství výfukových plynů nasávalo zpět do komory během sacího zdvihu.
Sekundární systémy vstřikování vzduchu
Systémy sekundárního vstřikování vzduchu pumpují venkovní vzduch do proudu výfukových plynů, takže lze spálit nespálené palivo. Systémy raného vzduchu mají vzduchové čerpadlo poháněné řemenem. Novější systémy s nasávaným vzduchem využívají podtlak vytvořený výfukovým pulzem k nasávání vzduchu do potrubí. Nejnovější systémy využívají k čerpání vzduchu elektromotor. Tyto systémy jsou rozhodující pro životnost katalyzátoru.
Systémy elektromotorů lze nalézt na mnoha nových vozidlech, jako je řada GM LS, Toyota V8 a kalifornské emisní Fordy 3,8 V6 a 2,0 se čtyřmi válci. Tyto systémy jsou typicky aktivní během prvních 20 až 120 sekund chodu motoru tím, že tlačí vzduch po proudu do výfukového potrubí, aby oxidovaly uhlovodíky a oxid uhelnatý vzniklé během bohatého chodu při startu. Systém vstřikuje správné množství vzduchu pomocí vstupů, jako je teplota chladicí kapaliny, teplota vzduchu a kyslíkové senzory.
Katalytický konvertor
Za ideálních podmínek může třícestný katalyzátor snížit někde mezi 50 % a 95 % emisí NOx a 99,9 % nespáleného paliva. Je to poslední zastávka pro znečišťující látky, a pokud dojde k ohrožení emisního systému proti proudu, může to pouze kompenzovat zvýšení emisí z výfuku.
Diagnostika
Chcete-li správně diagnostikovat vozidlo s vysokými emisemi, musíte se na něj dívat jako na inženýra, který se dívá na celý systém, od sání vzduchu až po výfukové potrubí. Když je vozidlo konstruováno, musí splňovat specifikovanou úroveň emisí. Za tímto účelem technický tým vyváží systémy a zajistí, aby fungovaly v harmonii, aby byla cena dostupná.
