KENTİÇİ TRAFİK YOĞUN BÖLGELERDE ÇEVREYİ VE SAĞLIĞI ETKİLEYEN TAŞIT EMİSYONU VE ÇÖZÜMÜ

Özet - Kentiçi ulaşımında yasa düzenlemesi ile çevre havasını ve sağlığı etkileyen eksoz emisyonlarının azaltılması için kontroller yapılmakta ve çevre pulu verilmektedir. Emisyon sınır= lama yasaları taşıt üreticilerini taşıt motorlarında emisyonu azaltıcı yapısal değişiklikler yapmaya zorlamıştır. Bu değişiklikler sonucu kullanım alanındaki taşıtlar emisyon kontrollu ve emisyon kontrolsuz taşıtlar olmak üzere ikiye ayrılmıştır. = Bu taşıtlara çevre pulunun verilmesinde taşıt motorlarının relanti devrinde çalışırken ölçülen emisyon değerleri dikkate alınmaktad= 5;r. Bu uygulama kentiçinde taşıtların yoğun oldu= 7;u bölgelerde emisyon yoğunluğunun azaltılmasına bir çözüm getirememiştir. Çünkü emisyon ölçümleri istenen taşıtların relantide yapılan testleri taşıtın seyir halindeki emisyonunu tam olarak yansıtmamaktadır. Bu durum son yıllarda üretilen enjeksiyonlu ve katalitik dönüştürücülü taşıtların taşıt yoğunluğu fazla olan yerlerde seyri halinde de geçerlidir. Bu konunun araştırılması ve sebeplerinin bulunması içi= n bu çalışmada katalitik dönüştürücülü, enjeksiyonlu emisyon kont= rolu sağlanmiş bir taşıt ile, karbüratörlü ve katalitik dönüştürücüsü bulunmayan emisy= on kontrolsuz bir taşıt kullanılmıştır. Bu taşıtlar, relantide ve daha önce deneysel olarak belirlenen kentiçi seyir çevrimine eş bir çevrimde, laboratu= ar şartlarında taşıt dinamometresinde denenmiştir. Bu deneme sonucunda her iki tür taşıtın relanti ve seyir halinde birim zamanda çevreye yaydıkları emisyon miktar= 05; karşılaştırılmıştır. Bulgulara dayanılarak emisyonun trafik yoğun bölgelerde azalmamasının sebepleri belirlenmiş ve temel çözümlerin ne olabileceği hakkında bilgi verilmişt= ir.

Anahtar Sözcükl= er:

Taşıt ve &Ccedi= l;evre Kirliliği, Taşıt Emisyon Testleri, Egzos Emisyonu

1. GİRİŞ

Ta= 51;ıtların emisyon değerleri insan sağlığını etkilemekte= dir, bu etkinin sınırını belirlemek için deney laboratuarlarında egzos emisyonunun kontrolü amacıyla standa= rt testler yapılmaktadır. Bu standart testler, taşıt üretici ve alıcılarıyla emisyon kontrolü sağl= ayan ilgili yasal kurumlara farklı modellerin egzos emisyonu hakkında bilgiler sağlamaktadır. Taşıt kaynaklı emisyonların belirlenmesinde yapılan testler ve bu testler esnasında yapılan ölçümlerin sağlıkl&#= 305; bir şekilde yapılması ve doğru sonuçları içermesi gerekmektedir.

Egzos emisyonun değerlendirilm= esinde taşıtın ve taşıt motorunun çalışma şartları ile taşıtın cinsi oldukça önem taşımaktadır. Günümüzde büyük şehirlerde en çok kullanılan iki tür binek taşıtı bulunmaktadır, bunlar emisyon kontrolu sağlanmış yakıt enjeksiyon sistemli katalitik dönüştürücülü taşıt ve emisyon kontrolu sağlanmamış karbüratörlü taşıtlardır. Bu iki taşıtın şartlara göre farklı motor devirlerinde veya taşıt hızlarında çalıştırılmaları mümkündür. Bu farklı çalışma şartlarını standart bir temele dayandırıp, taşıtın meydana getirdiği CO emisyon değerini belirlemek için, çeşitli ülkeler tarafından eg= zos emisyonunu tesbit amacı ile standart testler geliştirilmiştir.

Bir&c= cedil;ok Avrupa ülkesinde; Amerika, Japonya ve Kanada’da yeni taş= 05;t modellerinin egzos emisyon kontrolü amacıyla standart testler yapılmaktadır.Bu standart testler, taşıt üretici ve alıcılarıyla, emisyon kontrolü sağlayan ilgili yas= al kurumlara, farklı modellerin egzos emisyonu ve yakıt ekonomileri hakkında bilgiler sağlamayı amaçlamaktadır.

2. EGZOS EMİSYONU TESTLERİ = VE HAVA KALİTESİ KONTROL STANDARDI

Stand= art Testler:

Bu te= stlerde uluslararası anlaşmalar gereği belirlenmiş yönteml= er uygulanmaktadır ve testler genellikle şehir içi sabit h= 05;z testleri şeklinde verilebilmektedir.

a.= 50;ehir İçi Test Çevrimi:

Ta= 51;ıtın şehir içinde gerçek seyri esnasında ortaya çıkan şartlarda maruz kaldığı kuvvetlerin ve diğer özelliklerin test taşıtına laboratuarda uygulanabilir hale getirilerek testin yapılmasıdır. Ancak standart testlerden elde edilen sonuçların gerçek seyir koşullarını sağladığı söylenemez. Çünkü taşıtın seyir esnasında etkilendiği yol direnci, yuvarlanma direnci ve hava direncide farkl= 05; olur. Aynı zamanda her aracı tek tek emisyon testine tabi tutmak pratikte mümkün olamayacağı için tek bir taşıttan alınan değerlerin aynı olan tüm taşıt ve modellerde geçerli olduğu kabul edilir. Stan= dart şehir içi test çevirimi yönteminde genellikle Japon, EPA, ve ECE tercih edilmektedir Batmaz (5).

b.Jap= on Test Çevrimi:

Ü= ;ç ayrı mode çevriminden oluşmaktadır. Bunlar; 11-10 ve 10-15 mode çevrimidir. 11 mode testinde; çevrim dört defa olmak üzere soğuk taşıta uygulanır. 10 mode test çevrimi altı defada rejim hali koşularını ger&cc= edil;ekleştirmek amacıyla uygulanır. Bu testte son beş çevrimde ölçüm yapılır. Taşıt 10 mode hazırlanmak için 20 dakika 40 km/h hızda ısıtılması gerekir. 10-15 mode çevrimine başlamadan taşıt 15 dakika 60 km/h hızda çalıştırmak gerekir (6).

c. E.= P.A (Environmental protection agency) Test Yöntemi:

E.P.A. tarafından geliştirilen bu test çevrimleri ABD’de satılan tüm taşıtların egzos emisyonları ve yakıt ekonomisi standartlarına uygunluğunu tespit etmek için kullanılmaktadır. E.P.A. şehir içi ve = 51;ehir dışı test çevrimlerinin süresi 500 sn ile 765 sn arasıdadır (6).

d: TS= E ye göre şehir içi ve şehirlerarası sürü&#= 351; çevrimi:

Ş= ;ehir içi sürüş çevrimi bir otomobilin şehrin merkezindeki sürüş koşullarına benzer koşulları sağlamayı amaçlayan çevrimidir. Otomobilin şehirlerarası sürüş çevrimi ise şehirlerarası sürüş koşullarına benzer sürüşü amaçlayan çevrim olarak tanımlanmaktadır Çelikten(7).

Bu çalışmada yukarıda açıklanan şehir içi test çevrimlerinde uygulanan yöntem uygulanmış, her aracın tek tek emisyon etkisini tanımla= mak pratikte mümkün olmayacağı için , tek bir taşıttan alı= ;nan değerlerin aynı olan tüm taşıt ve modellerde geçerli olduğu kabul edilmiştir. Bu düşünce= ile en çok kullanılan iki taşıt türünün CO etkisi incelenmiştir. İncelemede taşıtın şehir içinde çeşitli hızlarda çalışabileceği düşünülmüş, relanti dışında taşıtın şehiriçi test çevrimindeki hızları dikkate alınarak, bu hızlarda çalıştığı toplam zamanlar elde edilmiş= ve denemelerde uygulanmıştır.

Yukarıda çeşitli ülkelerin uyguladıkları açıklanan egzos emisyonu testlerinde çevrimler hız zaman grafikleri şeklinde tanımlanmış olup, hız za= man grafikleri çeşitli sürüş çevrimlerini karşılaştırmada görünür bir durum arzetmektedir. Bu durum egzos emisyonlarının daha iyi değerlendirilmesi ve ifade edilmesini sağladığı için tercih edilmektedir.

MEK Değeri:

̶= 0;Maksimum emisyon konsantrasyonu” tabiri kısaca MEK şeklinde söylenmektedir. Sabit veya hareketli kirletici bileşen üreten kaynakların baca, egzos veya kaçakların çıkış şartlarındaki emisyon konsantrasyonla= rıdır. Emisyon miktarı tüketilen yakıt,çıkan ür&uu= ml;n veya katedilen yol başına birim olarak tanımlanır(1).

2.1 KONTROLLU TAŞIT O₂ SENSÖRÜ ÇALIŞMA PRENSİBİ VE EMİSYONA ETKİSİ

Kontr= ollu taşıtlarda kullanılan O₂ sensörü bir iç ve = bir dış platin kaplı gözenekli elektrot ile bunların arasına oksijen iyonlarının geçmesini sağlayan k= atı seramik elektrolitten oluşmaktadır. İç elektrot atmos= fere açık olup hava ile temastadır, dış elektrot ise egzos gazları ile temastadır. Taşıt motorunda hava yakıt karışımı stokyometrik orandan zengin tarafa doğru kaydığında , egzos gazı içinde dı= 51; platin elektroda katalizör olarak etkiyen çok az oksijen bulunu= r. Bununla birlikte oksijenin tükenmesi ile, gerekli oksijen elektrolitin iç sınırında mevcut olandan sağlanır. Bu büyük miktarda negatif şarjlı iyonun oksijence zengin iç elektrottan taşınmasına sebep olur. Bu nedenle oks= ijen iyonlarının seramik elektrolitin içinden difüzyonla geçen miktarı oranında iç ve dış elektrot= lar arasında gerilim üretir.

Motor= da hava yakıt karışımı fakirleşirse egzos gazınd= aki fazla oksijen katı seramik elektrolit içinden difüzyon yer= ine, dış platin elektrotdaki hidrokarbon ve karbonmonoksitleri okside eder. Bunun sonucunda dış yüzeydeki CO ve HC yi okside etmek için ço= k az iyon elektrolit içinden geçer ve elektrotlar arasında çok az gerilim üretil= ir.

Motor= zengin karışımda çalışırken atmosfer havas= 05; içinde fazla miktarda egzos gazının bulunması halinde= , O₂ sensörünün iç elekrot kısmında oksijen miktarını azaltacaktır. Sonuçta elektrolit içinden geçen negatif şarjl= 05; iyonlar azaldığından, gerilim normal atmosfer havasında= üretilen gerilimden düşük olur. Bu gerilim fakir karışı= ;mda üretilen gerilime yaklaştığı oranda kontrol ünitesi karışımı daha da zenginleştirecektir.= Bu trafik yoğun bölgelerde, çok sayıda taşıtın çalıştığı ve egzos gazlarının taşıtların sensörlerinin çe= vresini etkilediği anlarda, kontrollu taşıtların normalden daha fazla zararlı egzos gazlarını ortama yaymasına sebep olacaktır.

3. MATERYAL METOD

Ta= 51;ıt ve taşıt motorlarından kaynaklanan egzosdaki zararlı atıkların değerlendirilmesi için iki araç kullanılmıştır. Bunlardan birisi emisyon kontrolü sağlanmış yakıt enjeksiyon sistemi ve katalitik dönüştürücülü taşıt, diğe= ri ise emisyon kontrolü sağlanmamış karbüratörlü bir taşıttır. Testlerde taşıt egzosundan atılan zararlı CO gazlarının birim zamandaki değişiminin ölçülmesi ve sağlıklı sonuçlar elde edilmesi için kapal= 5; bir kabin oluşturulmuştur. Kabin yapımında çıtalardan faydalanarak dikdörtgen bir pirizma elde edilmi= ş, prizma üzeri folya malzeme kullanılarak kapatılmıştır. Taşıt egzosundan çı= ;kan egzos gazlarının kabine naklinde kullanılan hortumun bağlanması için 11 cm çapında bir delik açılmıştır. Emisyon ölçüm probu folya üzerinde açılan bir delik yardımıyla i&cce= dil; hazneye ulaştırılmıştır. Ayrıca kabin içi basıncı ölçümü için su sütunlu manometre kullanılmıştır. Kullanılan kapalı kabinin boyutları 109*109*180 cm ‘dir.

Egzos= borusu çıkışında emisyon ölçümü için SUN marka, MGA 1200 serisi infaruj yöntemi ile çalışmakta olan bir egzos gaz analizörü kullanılmıştır. Bu cihaz ile CO₂, CO, HC, O<= sub>2, = l/AFR ve ortalama sıcaklık değişimleri ile motor devri ayn= 05; anda ölçülebilmektedir. Ölçüm esnası= nda elde edilen verilerin alınabilmesi için 30 sn’lik ekran dondurulması yapılabilmektedir. Kabindeki emisyon değiş= imi ölçümünde ise LOY marka emisyon ölçüm cihazı kullanılmıştır. Bu cihaz daha hassas ölçüm yapmakta ve böylece kabindeki küçük değişimler ppm olarak alınabilmektedi= r.

Ta= 51;ıtın değişik hızlardaki testinde RAM 2000 Dinamometre kullanılmıştır. Bu dinamometre test esnasında grafiksel görüntüleme için bir renkli ekran, bir ilet= işim kabini, bilgisayar ve uzaktan kumandaya sahiptir, istenildiğinde deney esnasında bilgisayara uzaktan kumanda edilebilmektedir. Makine seti, b= ir taşıt kaldıracı, Eddy (Fuko) akım freni ve kaplama düzenleriyle teçhiz edilmiştir.Bu dinamometre ile 200 km/h ‘a = kadar taşıt hızlarında veya yolcu taşıtları için 260 kw teker gücüne sahip taşıtların t= esti yapılabilmektedir. Serbestce seçilebilen hızlar arasındaki ivme ölçümleri için bir dijital durdurma saati programı mevcuttur.

Testte Kullanılan Taşıtlar:

Emisy= on kontrolü sağlanmış taşıt olarak RENAULT SAFRA= NE marka, 2000 cm³ motor hacminde, çok nokta enjeksiyon sist= emli ve standart katalitik dönüştürücülü 1996 model taşıt ile emisyon kontrolu sağlanmamış taşıt olarak, 1600 cm³ motor hacminde ve çift boğazlı karbüratöre sahip 1987 model MURAT 131 ŞAHİN marka taşıt kullanılmıştır.

Test = Metodu

Ta= 51;ıtlar test yapılmadan önce belirlenen standartlara göre genel bir hazırlığa tabi tutulmuş ve taşıt belirli bir çalışma sıcaklığına getirilmiştir. Test için relanti ve şehiriçi test çevrimi seçilmiş, şehiriçi test çevrimi olarak Çelik= ten (7)’nin Ankara-Ulus arasında yaptığı testlerde se= yir esnasında elde ettiği grafiklerden çalışılan hız aralıkları seçilmiş ve bunların toplam süreleri belirlenmiş ve seyir çevrimlerinden saat 0= 6 da yapılan test çevrimi seçilmiştir. Bu seyir çevrimi trafiğin az olduğu zamana tekabül ettiği= ve taşıtın relantide çalıştığı = en az çevrim olması dolayısı ile ve yapılan taşıt denemelerinin yaklaşık bu süre içinde ve bu çevrime benzeyeceği düşünülerek belirlenmiştir. Ayn&#= 305; zamanda bu çevrim taşıtın relantide en az süre çalıştırıldığı çevrim olduğundan, relantinin değişik hızlardaki toplam emisyon üzerine etkisini azaltacaktır. Böylece relanti ve yüksek hızlarda emisyon değişiminin karşılaştırılmasında hata miktarı da azaltılacaktır.

Seyir çevriminden elde edilen süreler kullanılarak taşı= ;t belirlenen hız ve sürelerde (Şekil.1) dinamometrede çalıştırılmış ve sonuçlar 30 sn zaman aralıklarında egzos çıkışlarında= ve kabinde okunmuştur.

Relan= tide test tekrarlanmış e= gzos çıkışı ve kabindeki emisyon değişimleri her 30’ ar sn aralıklarla ölçülmüştür.

Testl= er esnasında egzosdan çıkan gazın kaçak yapmaması için egzos emisyon probunun egzosa giriş kısmı folya kağıtı ile sızdırılmaya= cak şekilde kapatılmış ve kabin bağlantısı yapılmıştır. Taşıt dinamometresine test edilen taşıta göre datalar girilmiş, cihaz yapılacak olan test moduna getirilerek taşıt çalıştırı= ;lmış ve ölçümler kaydedilmiştir.

&= nbsp;

<= ![endif]> Şekil 1. Testde kullanılan hız -zaman grafiği

4. SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ

4.1 KONTROLSUZ TAŞITTA EMİSYON PROBLEMİ

Kurul= an deney düzeneğinde yapılan testlerden elde edilen ölçüm sonuçları, grafikler halinde çizilmiştir. Bu çizilen grafiklerden, Şekil 2`de Egzos çıkışında 850 d/d motor devrinde ölçülen % CO miktarlarının kontrolsuz taşıtta oldukça düşük ve hacimsel olarak % 0.15 civarıda olduğu görülmektedir. Halbuki normal kontrolsuz taşıtlarda egzos çıkışında CO nun hacimsel yüzdesi % 2-4 arasında çıkmaktadır. TSE 11366 standartlarında ise 1986 sonrası kontrolsuz taşıtlarda % 3.5 sınır değ= er olarak verilmektedir (5). Aynı zamanda test esnasında relantide ölçülen hava/ yakıt oranı yaklaşık 15/1 olması gerekirken egzos çıkışında bu oran 18.5/1 civarında çıkmıştır. Bu durum dikkate alınarak test esnasında egzos borusuna hava karışıp karışmadığı gözden geçirilmiş, ölçümlerde emisyon ölçüm cihazındaki düzeltmeli değerler incelenmiş hata olmadığı görülmüştür. Test esnasında ölçüm cihazlarında hata olup olmad= 5;ğını kontrol etmek ve sonucu doğrulamak için gaza basılarak dev= ir artırılmış, egzos çıkışında = CO miktarının yükseldiği görülmüşt&uum= l;r (Şekil.2). Bu durumun kontrolsüz taşıtın relanti karışım ayarının fakir karışıma ayarlanmış olmasından kaynaklandığı sonucuna varılmı#= 1;tır.

Kontr= olsüz taşıtın gerçek seyir çevrimindeki hızları esnasında egzos çıkışında= CO miktarı oldukça fazla çıkmaktadır Şekil 3= ve 6. Kontrolsüz taşıtın 850 d/d’lık relanti devrinde egzos çıkışında % CO miktarının oldukç= ;a düşük olduğu dikkate alındığında, gerçek CO miktarlarının ancak seyir çevrimlerinin v= eya gerçek taşıt çalışma şartlarının taşıt dinamometrelerinde deneylere uyarlanması ile mümkün olacağı gerçeği ortaya çıkmaktadır. Bu yanında relantide karışım ayarlanıp fakir bir karışım sağlandığında egzosda CO miktarının çok düşük olduğu ancak devir artırılınca CO miktarının da arttığı gözlenmektedir. Bu test sonuçları günümüzde taşıtlara verilen çevre pulu uygulamasında relanti devrinin seçilmesinin hatalara sebep olabileceğini göstermektedir. (Şekil 2,3,6). Aynı zamanda doğru bir uygulamanın taşıtın değişik hızlarda alınacak sonuçlarla belirlenebileceğini göstermektedir.

<= ![endif]>Şekil 2. Relantide egzos çıkışında CO Miktarın= 05;n % olarak değişimi

<= ![endif]>

Ş= ;ekil 3. Değişik Taşıt Hızlarında Egzos Çıkışında CO Miktarının % Değişimi ve (1) eşitliği ile elde edilen tahmini değerler

Ş= ;ekil 4`de relantide kabinde ppm olarak ölçülen CO miktarı incelendiğinde kontrolsüz taşıtın oldukça düşük bir CO değe= rine sahip olduğu görülmektedir. Taşıt şehiri&cced= il;i test çevriminden elde edilen hızlarda çalıştır= 5;ldığında, kabinde kontrolsuz taşıtın 150 saniye civarına kadar düşük CO emisyonuna sahip olduğu görülmektedi= r. Ancak taşıt hızı arttıkça kontrolsüz taşıt CO miktarı oldukça dik bir artış göstermekte, 220 saniye = sonra kabin içinde CO konsantrasyonu 4000 ppm olmakta ve bundan sonra cihazın ölçüm sınırını aşmasından dolayı ölçüm alınamamaktadır.

<= ![endif]>

Ş= ;ekil 4. Kontrolsuz taşıtın relantide ve değişik hızda kabinde CO miktarının değişimi.

<= ![endif]>

Ş= ;ekil 5. Kontrollu taşıtın değişik hızlarında ve relantide kabinde CO değişimi

&= nbsp;

4.2 K= ONTROLLU TAŞITTA EMİSYON PROBLEMİ

Şekil 2 incelendiğinde, relantide kontrollü taşıtın egzos çıkışında CO gazının hacimsel yüzdesinin sürekli olarak inip çıktığı görülmektedir. Bu durum kullanılan O₂ sensöründen dolayı oluşmaktadır. Çünkü katalitik dönüştürücülü taşıtlarda egzos= taki O₂ miktarına göre çalışan sensör vasıtası ile kontr= ol ünitesine sinyal gönderilir. Böylece püskürtü= len yakıtın miktarı ve zamanı kontrol ünitesi tarafından ayarlanır. Emisyon kontrollu taşıtlarda rela= nti devrinde egzos çıkışındaki değerlerde O2 sensörünün sistemdeki kontrol etkisinden dolayı bu t&uu= ml;r dalgalanmalar meydana gelir ve egzos çıkışında emisyon değerleri ortalama bir değerde tutulur. Bu taşıtta elde edilen ortalama değer % 0.35 CO civarındadır ve taşıtın kataloğunda azami % CO miktarı 0.5 verilmektedir (10 )

Liter= atürde emisyonlarla ilgili çalışmalarda Kern ve arkadaşları ( 3 ) tarafından ortam oksijeninin azalmasının kontrollu taşıtlarda daha zengin karışım oluşturacağı belirtilmektedir. Aynı şekilde Er#= 1;an (11) kontrollu taşıtla yaptığı değişik testlerde % CO miktarında birbirine benzer sonuçlar elde etmiş, fakat testlerden birinde % CO miktarının aniden arttığını gözlemlemiştir. Bu artışın egzos gazlarının O₂ sensörün&u= uml; etkilemesinden kaynaklandığını ileri sürmüştür. Test esnasında elde edilen grafik Şekil 2 de görülmektedir. Bu şekilde kontrollü taşıt= 5;n % CO değeri 300 saniyeye kadar fazla değişim göstermeme= sine rağmen 300-400 saniyeler arasında % 0.72 ye yükselmektedir. = Bu yükselme kontrollu taşıtlarda bulunan oksijen sensörünün ortam oksijen miktarının azalmasın= dan etkilenmesi ile, yakıt sisteminde zengin karışım oluşmasına sebep olmasından meydana gelmektedir. Aynı zamanda bu durum kontrollu taşıtların ortamdaki oksijenin azalması ile daha zengin karışım oluşturacağını ve egzosdan atılan CO miktarının da artacağını göstermektedir.

De= 87;işik taşıt hızlarında egzos çıkışı= ;nda kontrollü taşıtın CO miktarının % 0 - 1 arasında seyrettiği görülmektedir. Bu da kontrollu taşıtların normal şartlarda emisyon kontrol sistemlerinin düzenli çalışması durumunda yüksek hızlarda relanti= de ölçülen değerler içinde kaldığını göstermektedir (Şekil. 6 ).

<= ![endif]>

Ş= ;ekil 6. Değişik hızda kontrollu ve kontrolsuz taşıtta egzos çıkışında hacimsel CO miktarının % olarak değişimi

4.3 KONTROLLU TAŞIT O₂ SENSÖRÜNÜN EGZOS GAZLI ORTAMDA DENENMESİ

Yukar= ıda O₂ sensörünün çalışma prensibind= eaçıklanan ve literatürde belirtilen sonuçların doğru olup olmadığına açıklık getirmek amacı ile, kontrollu taşıt oksijen sensörüne egzos gazlı ve egzos gazsız bir ortam oluşturulup taşıt test edilmiştir. Test TSE standardı 11366 da (= 5) katalitik dönüştürücülü taşıtl= ara önerilen 2500 dev/ dak sabit motor devrinde yapılmış, her iki durumda taşıt egzos çıkışında % CO miktarları ölçülmüştür. Sensör çevresini e= gzos gazlarına maruz bırakmak için, taşıt testleri esnasında egzos çıkışından 5-10 cm uzağa konu= lan ve gazların dışarı atılmasını sağlayan ağzı metal konili özel hortum kullanılmıştır. Hortumun metal konili ağzı egzos çıkışına, diğer ağzı ise katalitik dönüştürücünün önünde bulunan = O₂ sensörüne doğru egzos gazları sensörü etkiley= ecek şekilde yerleştirilmiştir. Üç defa tekrarlanan deneme sonucunda, O₂ sensörünün egzos gazlı ortamında elde edilen % CO miktarı, egzos gazsız ortama göre % 70-80 artmıştır. Bu sonuç kontrollu taşıtların ortamdaki oksijenin azalması ile daha zengin karışım oluşturacağını ve egzosdan atılan CO miktarını da artıracağını g&ou= ml;stermektedir. Aynı zamanda kontrollu taşıtların trafik yoğun bölgelerde normalden daha fazla egzos kirleticisi üreteceğini belirtmektedir.

4.4 TRAFİK YOĞUN BÖLGEDE EMİSYONUN AZALTILMASINA ÇÖZÜM ÖNERİLERİ

Trafik yoğun alanlarda emisyon yoğunluğunun azaltılması için kontrollu ve kontrolsuz taşıtların yukarıda açıklanan problemlerinin çözülmesi gerekir. Çözüm bu taşıt türlerinin gerçek çalışma şartlarına benzer olan değişik hız testi emisyon sonuçları ile, motorun relantide veya değişik hız testi esnasında elde edilen yüksek devirlerindeki sonuçlar arasında bir ilişki kurma ile sağlanabilir. Bu amaçla yukarıda denemesi yapılan taşıtlardan kontrol= suz taşıtın değişik hız testleri esnasında e= lde edilen egzos çıkışındaki % CO değerlerinin motor devri ile bağıntısı eğri uydurma yöntemi kullanıla= rak

&= nbsp; Y_%co =3D a₁ + b_{1 exp (c₁n) &=
nbsp; (1=
)}

Y:CO miktarı (%) ; n: Devir (= d/d)

ş= ;eklinde tanımlanmıştır. Bu ifadenin korelasyon katsayıs= 05; R² =3D 0.88 olup s= abitler a₁ =3D - 28.17, b₁ =3D 27.52 ve c₁ = =3D0.00006 bulunmuştur. Bu ifade ile çeşitli devirlerde elde edilen sonuçlar tahmini değer olarak Şekil.3 de grafik olarak çizilmiştir ve gerçek grafikle uyumu görülmektedir.

Ayn&#= 305; şekilde kontrolsuz taşıtın değişik hız testinde birim zamanda ortama yaydığı CO miktarı ppm cinsinden zamanın fonksiyonu = olarak

&nbs= p; Y_ppm
co =3D a₂ exp (b₂ t) &nbs= p; (2)

Yk : Kontrollu taşıt CO miktarı (ppm )

ş= ;eklinde ifade edilebilmektedir. Bu ifadenin korelasyon katsayısı R² =3D 0.99 olup sabitl= er ise a₂₌ =3D1.92 ve b₂ =3D0.033 olarak bulunmuştur. Bu ifade kullanılarak elde edilen sonuçlar zamanın fonksiyonu olarak Şekil .4 de grafik olarak gerçek değerlerle karşılaştırılmaktadır.

&= nbsp;

Kontr= ollu taşıtın değişik hızda kabinde elde edilen CO değerleride eğri uydurma yöntemi ile değerlendirilmi= 51; ve zamanın fonksiyonu olarak

&= nbsp;

        &= nbsp;   Y_{k
ppp co} =3D a_{3 exp (b₃ t)        &=
nbsp;           &nbs=
p; (3)}

Yk : Kontrollu taşıt CO miktarı (ppm )

t : zaman (s)

bulunmuştur. Bu ifadenin korelasyon katsayısı R² =3D 0.74 olup, sabitler a3 =3D71.16 ve b₃ =3D= 0.0141 olarak tanımlanmıştır. Bu ifade ilede elde edilen tahmi= ni değerler Şekil. 5 de grafik olarak görülmektedir. Bu eşitlik şehiriçi çevrimi için kullanılan süreye yaklaşık olarak denk gelmektedir. Şekilde bu süreden sonra CO daki az= alma test bitirildikten sonra alınan ölçümlerden kaynaklanmaktadır.

Yukar= ıda elde edilen grafikler ve bu grafiklerden elde edilen matematik ifadeler her taşıt ve model için farklı olabilir. Bu taşıtın ilk üretiminde, piyasaya sürülmeden önce üretici firma ve emisyon kontrolörleri tarafından = test merkezlerinde test edilerek belirlenir ve kontrol merkezleri tarafından belirlenen limitler içinde ise emisyon değerleri onaylanarak yürürlüğe konulur. Eğer farklı ise üreti= ci firmadan emisyonu belirlenen sınıra düşürmesi istenir. Bu şekilde her taşıt ve mo= deli için elde edilen grafikler ve matematik ifadeler daha sonra taşıtların emisyon kontrolları esnasında kullanılmak üzere emisyon kontrol merkezlerinde bilgisayar ortamına girilerek kullanılır.

&nb= sp; .

4.5 EMİSYON ÖLÇÜMLERİNDE İFADELER İLE GRAFİKLERİN KULLANIMI VE O₂ SENSÖRÜ PROBLEMİNİN ÇÖZÜMÜ

Kontr= olsüz karbüratörlü bir taşıtın emisyon limitlerine uyumu test edilirken elde edilen matematik ifade ve grafiklerin kullanımı için taşıt uygun deneme şartlarına getirilerek herhangibir hızda dinamometrede test edilir. Test esnasında motor devri ve egzos çıkışında % CO değerleri okunur, motor devri (1) nolu eşitlikte yerine konularak % CO hesaplanır , hesaplanan değer ölçülen değere eşitse taşıtın birim zamanda şehiriçi çevriminde ortama bıraktığı CO miktarı ppm cinsinden 2 nolu ifade ile bulunabilir.

Kontr= ollu taşıtlarda egzos emisyonunu azaltıcı elemanlardan O₂ sensörünün trafik yoğun bölgelerde egzos gazlarından etkilenmesini azaltmak ve= ya yok etmek gerekmektedir. O₂ sensörü normal ortam oksijenine denk bir sabit gerilimi referans alarak çalışma= kta, ortamdaki oksijen miktarının değişmesi ile O₂ sensör gerilimi değişmekte ve egzos emisyonunu olumsuz etkilemektedir. Normal şartlara göre alınan referans gerilim= in altındaki O₂ gerilimi fakir karışımı, üstünde ise zengin karışımı tanımlar. Mo= tora giren yakıt hava karışım oranını kontrol ünitesi anlık olarak O₂ gerilimlerini referans gerilim= le karşılaştırarak ayarlar. Ortam oksijeninin az olmas= 5; ile O₂ gerilimi referans gerilimden düşük çıkar ve kontrol ünitesi karışımı zenginleştirir. O₂ sensörü test yapılan kontrollu taşıtta katalitik dönüştürücünün önünde bulunmaktadır ve dönüştürücü egzos gazla= rındaki zararlı CO ve HC ları zararsız CO₂ gazına çevirmektedir. Egzos gazlı bir ortamdaki O₂ sensörünün etkisi ile aşırı zenginleşen = hava yakıt karışımının meydana getirdiği HC v= e CO ların tamamının katalitik dönüştürücüde CO₂ ye dönüştürülmesi mümkün olmaz. Bunun sonuc= unda bir kısım CO ve HC dönüştürücüden çıkar ve egzos çıkışında % CO nun artmasına sebep olur.

Kontr= ollu taşıtlarda bu problemin önlenmesi için, katalitik dönüştürücünün çıkışına eklenecek ikinci bir O₂ sensörü, çıkıştaki CO ve HC lerin etkisi ile yeni bir gerilim üretir. Bu üretilen gerilim birinci O₂ sensörünün gerilimine eklendiğinde

&= nbsp; V_T =3D V₁ + V₂ &nbs= p; &= nbsp; (4)

VT : Toplam gerilim (mv) ; V₁: Birinci sensör gerilimi (mv) ; = V₂ : İkinci sensör gerilimi (mv)

elde = edilir ve bu gerilim referans gerilimle karşılaştırılacak gerilimi oluşturur. Böylece birinci O₂ sensör gerilimine ek ikinci sensör gerilimi ile ortam oksijeninin azalmasından oluşan olumsuz etki yokedilebilir.

5. SONUÇLAR VE ÖNERİ= LER

Trafik yoğun bölgelerde taşıtlardan kaynaklanan emisyonun sebeplerini araştırmak için bir test düzeneği kurulmuş ve testler yapılmıştır. Testlerde emisyon kontrollü taşıt olarak katalitik dönüştürücül= ü ve enjeksiyonlu Renault- Safr= ane 1996 model taşıt ve emisyon kontrolsüz olarak 1987 model Şahin 131 kullanılmıştır. Taşıtlar değişik hızlarda gerçek çevrime yakın bir çevrim olan şehiriçi çevriminde ve relantide çalıştırılmışlardır. Taşıtlaın egzos gazlarının doldurulduğu kabin= de ppm ve egsoz çıkışında %CO miktarı eş zamanlı okunup kaydedilmiştir.

Al= 05;nan test sonuçlarından kontrolsüz bir taşıtın emisyon tes= ti yapılırken relanti hava yakıt oranı ayarlanıp araç emisyon değerlerinin çok düşük çıkarılabileceği belirlenmiştir. Fakat aynı taşıt yüksek hız ve devirlerde çalıştırıldığında % CO miktar= 5; oldukça yüksek çıkmaktadır.

Bu pr= oblemin çözümü için, bu taşıt türlerinin gerçek çalışma şartlarına benzer olan değişik hız testinde elde edilen yüksek devirlerindeki emisyon sonuçları ile, taşıt motorunun relanti testi esnasındaki emisyon sonuçları arasındaki ilişki matematik ifadelerle tanımlanmıştır.

Gerçek uygulamada taşıtların testinde, bu çalışmada olduğ= ;u gibi emisyon test ünitesi oluşturulup tüm taşıtların birer modelinin üretimden sonra ilk testleri= nin yapılması, gerekli grafik ve eşitliklerin bulunması sağlanabilir. Bu grafiklerde taşıtların birim zamanda yaydıkları emisyon değerlerinin sınırı belirlenir. Taşıt piyasaya sürüldükten sonra emisy= onun bu sınır değerlerinden sapıp sapmadığı periyodik olarak emisyon test merkezlerinde kontrol edilir. Sınır= dan sapma halinde yeterli düzenleme mükellefe ait olmalı ve ayarlarının yaptırılması sağlanmalıd= 5;r.

Yap&#= 305;lan testlerden kontrollu taşıtların trafik yoğun bölgelerde çalıştırılmasının en az kontrolsuz taşıtlar kadar zararlı egzos gazları üretebileceği sonucuna varılmıştır. Kontrollu taşıtların egzos emisyonlarını sınırlama= da kullanılan ve egzosun çıkışına bağlana= n O₂ sensörünün yakıtın miktarını ayarlarken sabit bir gerilimi referans değer olarak almasından dolayı, ortamdaki oksijen yüzdesinin azalması ile yakıtın zenginleşmesine ve egzos emisyonlarının artmasına sebep olmaktır.

Bunun giderilmesi için ikinci bir sensörün katalitik dönüştürücü çıkışı= na bağlanması ve iki sensörün toplam geriliminin referans gerilimle değerlendirilerek yakıt karışımının ayarlanması problemi çözebilir.

Bu çalışma ışığında daha düzenli bir emisyon kontrol ünitesi kurularak yukarıda yapılanlar ha= yata geçirilebilir. Kontrollu taşıtlar için problemin giderilmesinde alternatif çözümler üretilip uygulanabilir.

Ayn&#= 305; zamanda taşıtlar= 05;n değişik hızlardaki çalışma süreleri ve bu sürede belirlenen toplam kirletici miktarları, birim yol başına taşıtların MEK değerinin belirlenmesinde kullanılabilir. Şehiriçi çevrimi kullanılarak elde edilen ve toplam CO emisyonlarını zamanın fonksiyonu olarak tanımlayan ifadeler, taşıt sayıları bilinen bir yol güzergahında veya bölgede günün herhangibir saatin= de toplam emisyon miktarını tahmin etmede kullanılabilir.

KAYNAKLAR:

[1] B= orat, O. , Balcı, M., Sürmen= A, Hava Kirlenmesi Ve Kontrol Tekniği, Tek. Eğtitim Vakfı Yayınları-3 Ankara, Mayıs 1991.

[2] SUN RAM 2000 ROAD A MATİC Operatörs Manual = 1993.

[3] K= ern, R.A., Knoedler,J.A.,Trester, R. J., “Automotive Carbon Monoxide Emiss= ions in a Closed Garage”, SAE paper No: 900499, Feb.1990.

[4] Yolaçan, F., “ Otomobil Motorlarında Yakıt Sistemleri “, Gazi Ü. Tek. Eğt. Fak.Otomotiv A.D. Motor Ayar. Ders. N. 1991.

[5] B= atmaz, İ., “Benzin Motorlu Taşıtlarda Hız Yakıt Ekonomisi İlişkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, Doktora Tezi , Gazi Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara 1996.=

[6] Watson, H.C., Milkins, M.O., et al.” In- Use Vehicle Survey of Fuel Consuption and Emissions on Dynamometer and Road” SAE Paper no :850524, 1985.

[7] Çelikten, İ., ”Türkiyede Katalitik Dönüştürücü İhtiyacının Belirlenmesine Yönelik Bir Araştırma”,Doktara Tezi. Gazi.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara 1996.

[8] H= eywood .J.B.;” Internal Combustion Engine Fundamentals.”, Mc Graw-Hill Int. Edt. 1989.

[9] Baydan.H.E., Kasar.,H. “Kapalı Alanlarda Taşıttan Kaynaklanan Emisyon Değerleri= nin Belirlenmesi” Bitirme Tezi. Gazi .Ü. Tek. Eğt.Fak. Ankara 1= 998

[10] = Renault Teknik Dökümantasyon ve onarım Metodları Safrane Servis Kataloğu C.1 Akbasım, Kasım 1996

[11] Erşan,K.,”Kapalı Alanlarda Taşıt Kaynaklı CO Emisyon Değişim Miktarının Belirlenmesi “ II.Ulus= lararası Ulaşım Sempozyumu ve Sergisi Bildiri Kitapçığı Sh.565,1-4 Ekim 1998. İstanbul

&nbs= p; &= nbsp; &O= uml;ZGEÇMİŞ

&nbs= p; &= nbsp; &nbs= p; 1959 Malatya doğumlu Kemal Erşan lisans eğitimini Gazi Üniversitesine bağlı Ankara Teknik Eğitim Fakültesinde (Eski Yüksek Teknik Öğretmen O= kulu) 1981 yılında tamamladı. İki yıl öğretmen= lik yaptı ve askerlik dönüşü aynı fakültede = 1985 te araştırma görevlisi olarak çalışmaya başladı. 1987 de biogazın içten yanmalı motorlara uygulanması konusunda çalışma yaparak yüksek lis= ans derecesi aldı. 1988 yılında İngiltere Edinburgh Üniversitesinde İngilizce lisan eğitimi aldı, müteakiben Heriot - Watt Üniversitesinde doktoraya başladı, kompakt ısı e&#= 351;anjörlerinde kirlenme ile ilgili çalışmanın deneylerini bu üniversitede tamamlayarak yurda döndü ve doktoraya Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde devam etti. 1996 da Doktora derecesi aldı ve 1998 de .Yrd.Doç.Dr. olarak makina bölümü otomotiv anabilim dalında görev aldı ,halen bu görevine devam etmektedir.