Emisyon Nedir?

İçten yanmalı motorlar da hidrokarbon bazlı yakıtların yanması sonucu bazı gaz ve partikülleri atmosfere yayar. Bu yayılan kirleticilerin ölçüsü, emisyon olarak nitelendirilir. Bu gaz ve partiküller hava kirliliğine ve küresel ısınmaya neden olurken, insan sağlığını da olumsuz yönde etkiler. Şekil 1’de görüldüğü gibi egzozdan salınan başlıca gazlara hava yakıt karışımı yazımızda değinmiştik. Peki bu gazların bizlere ne gibi zararı dokunuyor?

Şekil 1:Hava-yakıt karışım oranının benzinli motor emisyonlarındaki etkisi

Karbon Dioksit (CO₂): Sera gazı rolünden ötürü önde gelen iklim kirleticilerindendir. Karbon dioksit, bitki yaşamı için gerekli olan ve insan solunum sistemi tarafından da üretilen atmosferin doğal bir bileşenidir. CO2 şu anda dünya atmosferindeki milyonda yaklaşık 410 parça (ppm) iken, endüstri öncesi dönemde yaklaşık 280 ppm’di. Her yıl milyarlarca ton fosil yakıtların yakılmasıyla her yıl yayılmaktadır.

Karbon Monoksit (CO): Verimsiz yanma sonucu ortaya çıkan karbon monoksit, renksiz, kokusuz ancak çok zehirli bir gazdır. Aynı zamanda karbondioksitten daha güçlü şekilde sera etkisine yol açar

Azot Oksitler (NO_x): Yüksek sıcaklıktaki yanma sonucu oluşan nitrojen oksitler yağmur suyuyla karışarak asit yağmurlarına neden olur. Ayrıca yer ozonu oluşumunu arttırarak insan ve canlı sağlığına olumsuz etkide bulunur.

Hidro Karbon(C_xH_x): Yanmamış yakıttan kaynaklanan uçucu yakıt buharıdır. Başlangıçta sadece egzozdan çıktığı düşünülse de, yakıt deposunu açmamızla birlikte atmosfere yayılmaya başlar. Özellikle petrol istasyonu gibi sürekli dolum yapılan yerlerde insan sağlığını olumsuz etkiler.

Parçacık Maddeler (PM): 2.5 µm(mikrometre)’den küçük, bronşları dolduran parçacıklardır.

Euro Emisyon Standartları Nedir?

Bunların yanında bir içten yanmalı motorun seri üretime geçebilmesinin önündeki en büyük kısıtlamalardan biri emisyondur. Euro 4, Euro 5, Euro 6 gibi kelimeleri, mutlaka duymuş veya görmüşsünüzdür. Araçların egzozundan çıkan zararlı gaz ve partikülleri, aşamalı olarak ve planlanan bir takvim içerisinde azaltma programına Avrupa Emisyon Standartları deniyor. Bu kelimeler ise araçta bulunan motorun Avrupa Emisyon Normlarından kaçıncısına uygun olduğunu gösteriyor. Avrupa Emisyon Normları neredeyse dünya çapında kabul görse de ABD ve Japonya gibi ülkelerin de kendi belirledikleri standartları da bulunmaktadır. Bu programlarla birlikte egzozdan yayılan zararlı gaz ve partiküllerin zamanla kademeli olarak azaltılması hedefleniyor. Motor üreticileri için kâbus ve baş ağrıtan bu standartlar, araçların daha az çevreyi kirletmesi ve daha güvenli(örneğin, Euro 4 ile zorunlu hale gelen ABS sistemi) araçlara binmemiz için konulmuş yasalardır.

Şekil 2: Avrupa Emisyon Standartları değişimi (Euro1-6)

Emisyon Standartlarına Araç Üreticilerinin Yaklaşımı Nasıl?

Emisyon kurallarına uymak için motor üreticileri milyarlarca dolarlık AR-GE çalışmaları yapıyor. Güncel Euro 6 standartları ile birlikte bir dizel motorun toplam maliyetinin nerdeyse yarısını egzoz sistemi(EGR, SCR, DPF, katalitik konvertörler) oluşturuyor. Günümüz motorlarını bu standartlara uydurabilmek adına son derece kompleks ve pahalı teknolojiler kullanılmaya başlandı. Bu sistemler maliyetini, arıza yapma ihtimalini, yakıt sarfiyatını bakım maliyetlerini arttırırken motorların performansında belirgin bir düşüşe neden oluyor. Bu normlara ayak uyduramayan üreticilerse bir bir üretimlerine son veriyor ya da Volkswagen’le birlikte patlak veren, ünlü emisyon skandalında görüldüğü gibi çeşitli hile ve şaşırtmacalara başvuruyor.

ABD’de bir üniversitede, Avrupa versiyonunu getirttiği bir 1.6 TDI Volkswagen Jetta ile araştırma yapmakta olan bir profesörün amacı, Avrupa’daki VW versiyonlarının ABD’ye satılanlarınkinden daha çevreci olduğuydu. Şaşırtıcı şekilde profesörün yaptığı ölçümler sonucu, NO_x salınımı ABD’deki yasal sınırdan 40 kat fazla çıkan Jetta sayesinde Volkswagen’in araçlarında özel bir yazılım kullandığı tespit edildi. Firma araçların her tekerinde bulunan hız sensörlerinden alınan verilerden yararlanıp, aracın dinamometreye çıktığında algılıyor ve aracı egzoz gazı emisyonlarını düşürecek şekilde kalibrasyonu değiştiriyor. Bu sayede aracın test esnasında yakıt sarfiyatı artıp, performansı düşse de EGR(egzoz geri dönüş sistemi) valfini daha fazla açıp yanma sıcaklıklarını aşağıda tutarak NO_x partiküllerini azaltmayı başardı. Bunun tespit edilebilmesinin tek nedeni profesörün aracı normal yol şartlarında kullanırken test edebileceği bir test ekipmanı kullanmasıydı. Volkswagen’in egzoz sistemine takılması gereken SCR(seçici katalitik azaltıcı) sisteminin maliyetinden kaçınmak için giriştiği bu yolda, hilenin tespit edilmesinin ardından, firmanın cebinden 25 milyar $’ın üzerinde para çıktı. Bu skandalda en büyük hilekâr Volkswagen olsa da Mercedes-Benz, Honda, BMW, Mazda gibi üreticilerin de gerçek sürüş koşullarında 5 kata kadar daha fazla partikül doğaya saldıkları tespit edildi.

Tüm bunlara rağmen Bosch şirketinden yapılan açıklamalara göre, 1990 yılından bu yana, dizel motorların partikül emisyonları yaklaşık yüzde 99 oranında azaltılırken, benzer taşıtlara kıyasla günümüzde yüzde 98 daha az nitrojen oksit salınımı gerçekleştiriyor. Güç aktarım organlarında elektriğe geçişteki ilerlemenin sürmesiyle birlikte, bu emisyon değerlerinin daha da düşeceği açık.

Gelecekte sıfır emisyon hedefi için elektrik ve hidrojen gibi alternatif enerjiler kullanan Hibrid motorlar yıllardır geliştirme sürecinde olsa da bu teknolojilerin henüz olgunlaşamamasından dolayı daha uzun yıllar boyu içten yanmalı motorlara muhtaç olacağımız kesin.

Ülkemizin Emisyona Bakış Açısı Ne?

1992’de ilk kez uygulanmaya başlanan EURO 1 normları Türkiye’de ancak 2001’de sadece dizel araçlar için yürürlüğe girdi(bu dönemde Avrupa’da EURO 3 normu uygulanmaktaydı). Sonrasında 2009’da ülkemize gelen EURO 4 standartları, Türkiye’de daha temiz ve güvenli araçların kullanılmasında büyük etken oldu. Bugünlerde AB’ye uyum süreci çerçevesinde Avrupa ile eş zamanlı yürürlüğe girdiğini de belirtmek gerek. Yine de ülkemizde çevrenin ve insanın ne kadar önemsendiğini bu tarihlerden ve emisyon krizine vermediği tepkilerden de anlayabiliriz! (Yıllardır Volkswagen Pazar lideri ve bu skandal Türkiye’deki satış rakamlarını neredeyse etkilemedi)

Bu Teknolojik Sistemler Neden İptal Ediliyor?

İçten yanmalı motorların çevreyi kirletmesi yadsınamaz bir gerçeklik olurken, kompleksleşen motorlar giderek daha sorunlu bir hâl alıyor. Emisyon sisteminde sorun çıkaran parçaların yüksek değişim veya bakım maliyetleri gerek kişilerin bütçesini zorlayarak, milli servetin ve dünya üzerinde değerli rezervi bulunan madenlerin erimesine yol açıyor. Bunun yanında uzman kişiler tarafından iptal edilen bu sistemler aracın performansını arttırırken, yakıt tüketimini de olumlu yönde etkiliyor. Bu yüzden EGR, DPF, SCR gibi sistemlerin iptali bazı durumlarda daha mantıklı hale gelebiliyor.

Şekil 3: John Deere 4.5l Tier4f motoru egzoz sistemi şeması

Bu sistemler çok sayıda elektronik donanım içerdiğinden, sadece mekanik yolla iptali mümkün değildir. Bu tarz sistemler uzman kişiler tarafından körlendikten sonra ECU (motor kontrol ünitesi)’dan gerekli parametreler değiştirilerek motora zarar vermemesi için yeniden kodlanmalıdır. Bu işlemler uzman kişiler tarafından yapılmadığı sürece aracınız için yüksek risk taşır, aracınıza zarar verdiği gibi çevreyi çok daha fazla kirletmenize neden olur.

Chiptuning Sonrası Aracın Emisyonunu Artar mı?

Standart chiptuning-remapping işlemi sonrası aracınızın emisyonları belirgin bir biçimde yükselmez. Chiptuning işlemi sonucu gücü artan aracın kullanım şekli değişmediği sürece emisyonları sabit kalır. Motordan eski kullanıma nazaran daha fazla gücün talep edildiği durumlarda araç daha fazla yakıt harcayacağından bir miktar fazla emisyona sahip olacaktır. Yalnız bu egzoz veya herhangi bir muayenede veya servis tarafından fark edilecek bir durum değildir. Periyodik bakımları zamanında yapılmamış bir aracın egzoz emisyonu, Chiptuning yapılmış bakımlı bir aracın emisyon değerinden çok daha fazla çıkabilmektedir.

Tablo 1: 2004 model 1.9 TDI Golf IV dizel emisyon tablosu

Chiptuning’ in emisyon değerlerini ne derece etkilediğinin en büyük kanıtı farklı güçlerde üretilen motorların NEDC* çevrimine göre ortaya çıkan emisyon değerlerinden net olarak anlayabiliriz. Çünkü bu tarz motorlardaki en büyük değişiklik yazılımlarının altında yatıyor. Volkswagen’in eski nesil dizel motoru 1.9 TDI üretildiği yıllar birçok farklı güçte piyasaya sunulmuştu. Bu motorun 2004 model Golf IV’deki tablo 1’deki emisyon değerlerine bakarak da rahatlıkla anlayabiliriz. Motorun gücü yüzde 50 artmasına karşın CO2 ve THC+NOx değerleri etkilenmezken, muhtemelen yakıt hava karışımının zenginleştirilmesinden kaynaklı CO değerinin arttığı gözlemlenebilir. Ancak bu değer de emisyon standartları içinde kaldığı için motorun üretiminde dahil bir soruna neden olmamıştır. Tüm bu tabloya bakarak uzman kişiler tarafından bilinçli yapılan bir remapping işleminin emisyon değerlerine etki etmeyeceği açıktır.