بخشی از مقاله
چکیده
کنترل و کاهش مصرف سوخت خودرو و آلایندگی های ناشی از آن به یکی از مهمترین مسائل در زمینه تولید، بهبود و تصویب سیاست های مربوط در این زمینه تبدیل شده است. امروزه با توجه به آلودگی های ناشی از خودروها و محدودیت سوختهای فسیلی و افزایش قیمت این سوختها و از طرفی دیگر سختگیرانه شدن الزامات قانونی باعث توجه هر چه بیشتر کارخانه ها و شرکتهای خودرو سازی به موضوع کاهش مصرف سوخت و کاهش الودگیهای خودرو شده است
ازاین رو این شرکتها با بکارگیری فناوریها و سیستمهای نوین در خودروها بدنبال عملی کردن این هدف هستند.در این مقاله سعی شده است در ابتدا با بیان حدمجاز آلودگی ها، فناوری ها و سیستمهای کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی های ناشی از خودرو مانند استفاده از مبدلهای کاتالیستی و استفاده از سیستم cvt و خودروهای هیبریدی را بیان می کند.
-1 مقدمه
امروزه با افزایش روز افزون مشکلات زیست محیطی در کشورمان به خصوص در کلان شهرهایی همچون تهران،شیراز و مشهد و توجه به آلاینده های ناشی از خودرو و ارائه راهکاری هایی به جهت کاهش این آلاینده ها در خودرو به موضوع مهمی تبدیل شده است که می تواند تا حد زیادی در راستای تلطیف هوای کلان شهرها و کاهش آلودگی های ناشی از خودرو مثمرثمر واقع شود.
مسئله دیگری که چند سالی است به واسطه افزایش قیمت حامل های انرژی مورد توجه واقع شده است کاهش میزان مصرف سوخت خودرو و لزوم تولید خودروهایی با مصرف سوخت خودرو کمتر است.که در این زمینه راهکارهایی از جمله بهبود آیرودینامیک خودرو، افزایش سنسورهاو.. و بهبود سایر قسمت های خودرو اعم از الکتریکی و مکانیکی مورد توجه است.تولید انواع خودرو های الکتریکی،هیبریدی،هیدروژنی و.. نیز در این راستا دارای اهمیت فراوانی است که خوشبختانه در چند ساله گذشته با تصویب سیاست هایی به بهبود راندمان خودروهای تولیدی و مطابقت خودرو ها با استاندارد های روز دنیا توجه شده است.
استانداردها و قوانین در راستای کاهش آلایندگی خودرو
به منظور کاهش آلاینده های ناشی از خودرو و به کارگیری سیستم های نوین کاهش آلایندگی خودرو ابتدا باید با استانداردها و قوانینی که تعیین کننده حدود مجاز آلایندگی هستند آشنا شویم.یکی از مهمترین قوانینی که در این زمینه به تصویب رسیده است، تصویب نامه در خصوص تعیین حد مجاز آلاینده های خروجی از اگزوز خودروها و موتورسیکلت ها به شماره 31/6/1389 42922/146392 می باشد.
شورای عالی حفاظت محیط زیست در جلسه مورخ 1389/3/2 کمیسیون امور زیربنایی، صنعت و محیطزیست، بنا به پیشنهاد شماره 180161 مورخ 1388/3/19 سازمان حفاظت محیط زیست و به استناد ماده - 4 - قانون نحوه جلوگیری از آلودگی هوا مصوب1374 تصویب نمود و حد مجاز آلایندههای خروجی از اگزوز خودروها و موتورسیکلتها به شرح جدول زیر تعیین میشود:
Table 1 -تصویب نامه حد مجاز آلاینده های خروجی از اگزوز خودروها و موتور سیکلت ها
استاندارد های آلایندگی یورو
میزان بیشینه ی مجاز برای انتشار گازهای آلاینده ی خودروهای نو که درکشورهای اتحادیه اروپا فروخته می شوند را تعریف کرده وآن را برای شرکت های خودروسازی تعیین میکند . این استاندارد ها انتشار اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها،ذرات معلق،دی اکسید کربن و هیدروکربن های بدون متان را در بر دارد. برای گونه های مختلف خودرو استانداردهای گوناگونی در نظر گرفته می شود.ازاین رو، مسئولان اروپایی با جدیت تمام درصدد کاهش انتشار این آلاینده ها در سطح اروپا بر آمدند .
بر این اساس، آن ها قوانینی را وضع کردند که شرکت های خودروسازی باید طبق این قوانین، نهایت دقت و تلاش خود را در تولید خودروهایی با آلایندگی بسیار پایین به کار ببرند، بدین منظور قوانین و استانداردهایی برای تعیین حداکثر میزان آلایندگی خودروها تعیین شد. این قوانین برای اولین بار در سال 1992 به طور رسمی با نام استاندارد آلایندگی یورو معرفی و به شرکت های خودروسازی ابلاغ شد. - - Euro Emission Standard طبقه بندی های متعددی در استاندارد آلایندگی یورو وجود دارد که طبق قوانین مندرج در استاندارد یورو، هیچ الزامی وجود ندارد که شرکت های خودروسازی، استانداردهای جدید را روی خودروهایی که قبلا طبق استاندارد قدیمی آلایندگی یورو تولید شده اند، اعمال کنند.به عبارتی، قوانین جدید همواره باید در تولیدهای جاری شرکت های خودروسازی اعمال شود .
لازم به یادآوری است ، درحال حاضر ضمانت اجرایی استاندارد آلایندگی یورو به قدری بالاست که شرکت های خودروسازی درصورت عدم پیروی از آن، هرگز نمی توانند خودروهای تولیدی خود را در بازارهای جهانی به ویژه بازار اروپا به فروش برسانند
یکی از جدیدترین این استانداردها استاندارد یورو پنج است که در سال 2009 معرفی و به شرح زیر است: حداکثر 35 درصد آروماتیک، 18 درصد الفین، یک درصد بنزن، 2'7 درصد اکسیژن، 10ppm سولفور و به طور کامل بدون سرب.
سیستم های نوین در کاهش آلایندگی خودرو
استفاده از سیستم های نوین و بهبود سیستم های خودرو از جمله بهبود مبدل های کاتالیستی و سنسور های خودرو می تواند نقش قابل توجهی در کاهش آلایندگی خودرو داشته باشد.
نسل های جدید مبدل های کاتالیستی:
از جمله اقدامات انجام گرفته به منظور کاهش آلودگی هوا می توان به ساخت و بررسی عملکرد نسل جدید مبدل های کاتالیستی بر پایه نانوآرایه های اکسید فلزی جهت کاهش آلودگی هوا در پژوهشگاه مواد و انرژی اشاره کرد.
در این پروژه، در ابتدا ساخت یک مبدل با کاتالیستی از نانوآرایه های متراکم تک بعدی سریای تزئین شده با پالادیوم که بر روی سطح مونولیت لانه زنبوری کوردیریتی به صورت یکنواخت توزیع شده است، مورد بررسی قرار گرفته و سپس آزمایشات صنعتی مبدل های کاتالیستی از قبیل واکنش اکسیداسیون مونوکسید کربن و آزمایش پایداری در این مبدل ها انجام شده و در نهایت با یک نمونه تجاری، مورد مقایسه قرار گرفته است.
به منظور ساخت مبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه های سریا، در ابتدا جوانه های اکسید روی درون کانال های مونولیت توسط فرآیند سونوشیمیایی با اندازه بلورهای حدوداً 25 نانومتر ایجاد شده و سپس نانوآرایه های اکسید روی درون کانال های مونولیت لانه زنبوری کوردیریتی به روش هیدروترمال با قطر میانگین 140 نانومتر سنتز شده و به عنوان شابلون سخت برای ایجاد نانوآرایه های سریا مورد استفاده قرار گرفته است.
نانوذرات سریا، به همراه آلاینده پرازئودمیا طی واکنش هیدروترمال بر روی نانوآرایه های اکسید روی جوانه زنی کرده و بطور همزمان نانوآرایه های اکسید روی حذف شدند که سبب ایجاد ساختار نهایی نانولوله ای، متشکل از نانوذرات سریای دوپ شده با پرازئودمیا با ضخامت 80 نانومتر شد. تزئین نانوآرایه ها توسط پالادیوم، طی فعال سازی سطح و واکنش فوتوشیمیایی انجام شده است.
در آزمایش های کاتالیستی، دمای لایت آف مبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه های سریای دوپ شده با پرازئودمیا نسبت به نمونه تجاری درواکنش اکسیداسیون مونوکسید کربن 44 درجه سانتی گراد کاهش یافت، ضمن اینکه ضخامت پوشش حدوداً 100 برابر و میزان پالادیوم 33 درصد کاهش یافته و میزان تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن درمبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه های سریای دوپ شده با پرازئودمیا در دمای 200 درجه سانتی گراد، تا 16 ساعت 100 درصد و از 16 تا 20 ساعت، 73 درصد بدست آمد. این در حالیست که برای نمونه تجاری میزان تبدیل بعد از حدوداً 3 ساعت، به صفر درصد رسید.
