hİbrİt otobÜs seyİr halİ emİsyonlarinin ÖlÇÜm ve … · hİbrİt otobÜs seyİr halİ...

HİBRİT OTOBÜS SEYİR HALİ EMİSYONLARININ ÖLÇÜM VE MODELLENMESİ

T.C. SANAYİ VE TİCARET BAKANLIĞI VE TEMSA AR&GE TEK. A.Ş. DESTEKLİ SAN-TEZ PROJESİ

6.AY RAPORU

TOPLU TAŞIMADA KULLANILAN OTOBÜSLERDEN KAYNAKLANAN EMİSYONLARIN ANALİZİ, SEYİR ÇEVRİMLERİNİN OLUŞTURULMASI VE

EMİSYON YAYILIMLARININ MODELLENMESİ

Proje Yöneticisi: Doç. Dr. Şeref Soylu

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

SAKARYA

MART-2009

ÖZET

Bu rapor “HİBRİT OTOBÜS SEYİR HALİ EMİSYONLARININ ÖLÇÜM VE MODELLENMESİ’’ San-tez Projesinin 6. Ay raporu olarak Proje araştırmacıları tarafından hazırlanmıştır. Raporun amacı projenin 6 aylık sürecinde yapılan çalışmaların bilgilendirilmesidir. Raporun içeriği, belediye otobüslerinden kaynaklanan egzoz emisyonlarının kontrol sistemlerinin incelenmesi, seyir hali emisyonlarının ve yakıt tüketiminin belirlenmesi için sürüş çevrimi oluşturma yöntemlerinin belirlenmesi ve bu egzoz emisyonlarının yayılımını belirlemek için hava kalitesi modellerinin incelenmesidir.

Egzoz gazı kontrol sistemleri ile ilgili yapılmış çalışmalar incelenerek bütün sistemlerin çalışma prensipleri, yapıları, avantajları ve dezavantajları açıklanmıştır. Egzoz emisyonlarının kontrol sistemlerinin seyir hali araçlardaki giderim verimini hesaplamak için çalışmalarageçilmiştir.

Yurtdışında kullanılan sürüş çevrimlerinin incelenmesi neticesinde çevrimlerin nasıl geliştiği, ne amaçla yapıldıkları ve sonuç olarak yakıt tüketimi ve egzoz emisyonlarının gelişimi için gerekli oldukları belirlenmiştir. İncelemeler sonucu bölgeden bölgeye farklı trafik durumları gözlenmiştir. Türkiye’de belediye otobüsü sürüş çevrimi oluşturulması için literatür araştırması yapılarak uygun yöntem belirlenmiştir.

Otobüs kaynaklı emisyonların caddeye yayılımının belirlenmesi amacıyla STREET ve OSPM cadde kanyon modelleri incelenerek yayılım modeli hazırlanmıştır.

İÇİNDEKİLER

BÖLÜM 1 ............................................................................................................................................6

1.1. Seçici Katalitik İndirgeme (SCR)..............................................................................................6

1.2. NOx Oluşum Mekanizması .....................................................................................................7

1.3. Çalışma Prensibi .....................................................................................................................7

1.4. NOx ve Standartar..................................................................................................................8

1.5. Kullanılan indirgeyiciler..........................................................................................................9

1.6. Üre Hakkında Bilgi ..................................................................................................................9

1.7. Üreyle İlgili Genel Düşünceler ..............................................................................................10

1.8. Kullanılan katalizörler ..........................................................................................................10

1.9. SCR avantaj ve dezavantajları ..............................................................................................11

1.10. Literatürden İncelenen Çalışmalar .......................................................................................12

Bölüm 2............................................................................................................................................21

2. 1. Egzoz gazı resirkilasyonu (EGR)............................................................................................21

2.2. EGR ve Standartlar ..............................................................................................................21

2.3. NOx Giderimi için EGR Tekniği .............................................................................................22

2.4. EGR Sisteminin Sınıflandırılması ..........................................................................................22

2.4.1 Sıcaklığa göre ......................................................................................................................22

2.4.2. Biçime göre .........................................................................................................................22

2.4.3. Basıncına göre.....................................................................................................................22

2.5. Literatürden İncelenen Çalışmalar.......................................................................................23

BÖLÜM 3 ..........................................................................................................................................33

3.1. Dizel Partikül Filtre(DPF) .....................................................................................................33

3.2. PM oluşumu ........................................................................................................................33

3.3. PM ve Standartlar ...............................................................................................................34

3.4. Filtre Malzemesi .................................................................................................................36

3.5. Rejenerasyon Sistemi .........................................................................................................36

3.5.1. Aktif yöntem: .....................................................................................................................36

3.5.2. Pasif sistem: ......................................................................................................................37

3.6. Literatürden İncelenen Çalışmalar .....................................................................................37

SONUÇ..............................................................................................................................................41

Bölüm 4............................................................................................................................................42

4.1. Sürüş Çevrimi....................................................................................................................42

4.2. Günümüzde ABD, AB, ve Japonya da kullanılan çevrimler................................................44

4.2.1. Amerika Sürüş Çevrimi (FTP-75) .......................................................................................44

4.2.2. Japon Sürüş Çevrimi .........................................................................................................45

4.2.3. Avrupa Sürüş Çevrimleri ...................................................................................................46

4.2.3.1. Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi (New European Driving Cycle (NEDC)) ...................................46

4.2.3.2. Avrupa Sabit Çevrimi (European Stationary Cycle (ESC))..................................................47

4.2.3.3. Avrupa Değişken Çevrimi (European Transient Cycle (ETC)).............................................47

4.3. Gerçek Dünya sürüş çevrimi .............................................................................................48

4.4. Şehir içi yolcu otobüsü temel sürüş karakteristikleri ........................................................49

4.5. Sürüş Çevrimlerinin Karakterizasyonu ..............................................................................50

4.6. Sürüş Çevrimi Oluşturulması.............................................................................................53

BÖLÜM 5 ..........................................................................................................................................54

5.1. Cadde Kanyonlarında Hava Kirliliğinin Modellenmesi......................................................54

5.2. STREET-SRI Modeli ...........................................................................................................54

5.2.1. STREET Modelinin Uygulanması ......................................................................................55

5.2.2. Modelin Uygulanması......................................................................................................56

5.3. Operasyonel Cadde Kirliliği Modeli (OSPM) .....................................................................58

5.3.1. Operasyonel Cadde Kirliliği Modeli (OSPM) Uygulaması..................................................59

5.3.1.1. Araçların Yaratığı Türbülans ...........................................................................................59

5.3.1.2. Dikey Türbülans .............................................................................................................59

5.3.1.3. Dikey Dispersiyon...........................................................................................................60

5.3.1.4. Doğrudan Dispersiyon ....................................................................................................60

5.3.1.5. Kutu Modeli ...................................................................................................................61

5.4. Sonuç.........................................................................................................................................63

REFERANSLAR ..................................................................................................................................65

BÖLÜM 1

1.1. Seçici Katalitik İndirgeme (SCR)

Dizel motorlarda difüzyon yanma esnasında oluşan NOx ve PM emisyonları arasında Şekil1.1’de görüldüğü gibi ters orantı bulunmaktadır ve her biri için yanma işleminin optimizasyonu mümkün değildir. Dolayısıyla düşük PM için etkili kılınan yüksek derecede yakıt verim oranlı motorlar yüksek NOx üretimine sebep olmaktadır. Fakat etkin bir egzoz kontrol sistemi olan SCR sistemli kombinasyonlarda dizel yakıt verim oranı azaltılmaksızın çok düşük NOx emisyon potansiyeli başarılmaktadır.

Şekil 1. 1: NOx ve PM emisyonları arasındaki ters orantı [1]

Yanma optimizasyonu

Partikül kontrol sistemi

NOx kontrol sistemi

Motorda PM giderim yöntemi

Motorda NOx giderim yöntemi

1.2. NOx Oluşum Mekanizması

Emisyon oluşumunda en büyük problem yanmanın, geçici ve yüksek ölçüde heterojen olmasıdır. Yanma odasında NOx, son alev cephesinin gerisinde oluşur. N’ in başlangıçtaki oluşum hızı kısmen sıcaklığa bağlıdır. Oksijen yoğunluğunun yüksek olması da NOx oluşum hızını arttırır.

[NOx ]= f (T, [O2] )

NO oluşum hızı alevin geçmiş olduğu bölgelerdeki gaz sıcaklığına ve karışım oranına bağlıdır. NO , NO2 ve…NOn bir arada toplanarak NOx’leri oluşturmaktadır. Motorlarda NO ve NO2 NOx’in baskın bileşenlerindendir. Bu iki kirletici maddenin arasında bazı ayırt edici farklar vardır. NO2, keskin kokulu bir kırmızımsı-kahve gaz olurken NO, renksiz ve kokusuz bir gazdır, Her iki gaz, zehirli olduğu düşünülür ama NO2'nin, zehirlilik düzeyi NO’dan 5 kat daha büyüktür. NO2, büyük ölçüde NO'nun oksidasyonundan oluşmasına rağmen, önemli olan nokta NO’nun yanmadan önce ve sonra nasıl kontrol edildiğidir[2].

NO oluşumunda en çok kabul gören mekanizma, Zeldovich [3] tarafından bulunan aşağıdaki denklemler olarak kabul edilmektedir.

N2 + O → NO + N, (1)

N+ O2 → NO + O, (2)

N + OH → NO + H. (3)

1.3. Çalışma Prensibi

SCR çalışma prensibi genel olarak; bir indirgeyici katalizörden egzoz akışına karşı enjekte edilmektedir. Katalizörde azot oksitler (NOx), enjekte edilen indirgeyici tarafından oluşan amonyak (NH3 ) ile azot ( N2 ) ve suya (H2O) indirgenmektedir. NH3, yüksek sıcaklıklarda üreden ve hidroliz ile oluşturulur. NH3 oluşum reaksiyonları;

O

H2N – C –NH2 NH3 + HNCO (4)

HNCO + H2O NH3 + CO2 (5)

Üre çözeltisi, parçalara bölündüğü ve sıcak egzoz gaz akışına enjekte edildiği zaman damlacıklar ısıtılır ve ilk olarak su buharlaştırılır. Daha sonra dizel egzozunda NOx'in çoğunlukla NO’dan oluşmasından dolayı SCR reaksiyonları;

NO + NO2 +2 NH3 2N2+ 3H2O (6)

4 NO + O2 +4 NH3 4N2+ 6H2O (7)

2 NO + O2 +4 NH3 3N2+ 6H2O (8)

şeklinde ifade edilir.

1.4. NOx ve Standartar

Bu katalitik, 30 yıl öncesinde Japonya'da buji ile ateşlemeli motorların (BAM) NOx emisyonlarının azaltmak için geliştirildi. Kullanılan ilk indirgeyici anhydrous amonyağıdır. SCR teknolojisi, dizel motorlarda 80'lerin ortasında kullanılmaya başlanmıştır. İlk uygulamalar, sabit jeneratör sistemlerinde kullanılmıştır. 1991'de Daimler Chrysler, MAN, IVECO ve Siemens arasında ortaklaşa sürdürülen çalışmalar ağır ticari taşıtlarda SCR teknolojisini kullanımını mümkün kılmıştır.

Bugün, SCR teknolojisi Avrupa’daki yeni düzenlemeleri 2008 Ekim'de etkili olan EURO 5'e uygunluğunu garantilemektedir. Katalizör, verimli NOx indirgenmesinin yanında alçak yakıt tüketimini de sağlamaktadır [4].

Avrupa’da ağır ticari dizel taşıtlarda NOx emisyonlarının indirgenmesinde en iyi metot SCR teknolojileri seçilmiştir. Bu Avrupa Otomobil İmalatçıları Birliği (ACEA) tarafından 12 Temmuz 2003’de onaylanmıştır. ACEA, üyelerine SCR teknolojisi, Euro IV ve V emisyon standartlarına uyma olanağı sağlayacağını iletmektedir.

Gelecek Euro VI standartlarının karşılanması ve hatta daha düşük emisyonlar için SCR teknolojisi yüksek bir potansiyel göstermektedir. Ayrıca, imalatçılar günümüzde bu teknolojiyi kullanan hafif-ticari taşıtlarını üretmeye başlamıştır. Dizel motorlu ağır ticari araçlar için 2008’den beri takip edilen Euro 5 yönetmeliğine göre hem NOx hem de partikül emisyonlarının bugünkü durumundan çok daha fazla azaltılması gerektiği görülmektedir. 2008 Euro 5 standartları Tablo 1.1 ve Tablo 1.2’de görülmektedir. Tablo 1.2’de görüldüğü gibi NOx için 2 g/kwh ve PM için 0.02 g/kWh değerlerinin karşılanabilmesi için yalnız motor yönetim sistemleri veya yanma sistemlerinin geliştirilmesi yeterli değildir. SCR teknolojisi gibi egzoz emisyon kontrol sistemlerinin bazı türleri kullanılmalıdır [5,6,7,8].

Tablo 1.1: Hafif-ticari araçlar için EURO standartları

Hafif

Ticari

Araçlar

PM (mg/km) NOx (g/km) HC (g/km) HC+NOx (g/km)

Euro 1 140 - - 0.97

Euro 2 80/100 - - 0.7/0.9

Euro 3 50 0.50 - 0.56

Euro 4 25 0.25 - 0.30

Euro 5 2.5 0.08 0.05 -

Tablo 1. 2:Ağır-ticari araçlar için EURO standartları

Ağır Ticari Araçlar NOx (g/kWh) HC (g/kWh) PM (mg/kWh)

Euro I 9.0 1.23 400

Euro II 7.0 1.1 150

Euro III 5.0 0.66 100/160

Euro IV 3.5 0.46 20/30

Euro V 2.0 0.46 20/30

Euro VI 0.05 0.46 2/3

Global düzenlemeler; USA’ da sınır değerleri 2007 den itibaren NOx için 87mg/km olarak konulmuştur. Japonya'da, yeni düzenlemelerin yürürlüğe 2009'da girmesi planlanmıştır. Dizel taşıt NOx değerleri 80 mg/km olması gerekecektir. EU yasası 2014’e kadar temiz dizel araçlarda egzoz gazı kontrol sistemleri için değerleri değiştirmeyecek bugünkü gibi kalacaktır

1.5. Kullanılan indirgeyiciler

SCR sisteminde kullanılan indirgeyicilerden en önemlisi ve etkin olanı üre çözeltisidir ve üre piyasada Adblue şeklinde adlandırılmaktadır. Bununla birlikte SCR sisteminde hidrokarbon(HC) , Cu, gibi maddelerde indirgeyici olarak kullanılmaktadır. Fakir yanma motorlarında HC ile NOx'in SCR sistemi emisyonu kontrolü için umut verici bir metottur.

1.6. Üre Hakkında Bilgi

Üre+SCR dizel motorlar için kanıtlanmış NOx sistemidir.

Bunun nedenleri ise;

1. NOx azalmasının fazla olmasıdır.2. SCR katalizör sistemleri yakıttaki kükürde karşı dayanıklılık göstermektedir.3. Dayanıklılık, göstermektedir.4. Diğer pazarlarda uzun bir tarihi vardır.5. Nihai kullanıcı için üre çözeltisini dağılımı kolaydır.

1.7. Üreyle İlgili Genel Düşünceler

1. Temiz çözeltidir ve sudan çok daha az ağırdır.

2. Ürenin zararlı olmadığı düşünülmüştür.

3. Diyonize edilmiş suda ürenin çözeltisi ağırlıkça %32 dir.

4. Pirinci, bakırı ve yumuşak çeliği aşındırır.

5. Paslanmaz çelik, plastikler ve bazı alüminyumlarla reaksiyona girebilir.

6. -11, 7 ˚C donmaktadır. Fakat hem buzda hem sıvıda konsantrasyonu korumaktadır.

7. 138 ˚C üstünde reaksiyon başlamaktadır.

8. İçindeki su buharlaşabilmektedir.

9.Tesisat boyunca nüfuz etme özelliği vardır.

10.Dökülmeler, birçok beyaz artık bırakır.

11.Üre çözeltisi, az tahriş edicidir.

12.Üre çözeltisi fiyatları dizel yakıtlar ile aynıdır

13.Depolamada periyodik karıştırmayı gerektirebilir [9].

1.8. Kullanılan katalizörler

Katalizörler SCR prosesinin en önemli elemanlarıdır. Tipik katalizörler titanyum dioksit (TiO2), vanadyum pentaoksit (V2O5) ve tungsten trioksittir (WO3). Tungsten trioksit termal ve mekanik kararlılık sağlar. Titanyum dioksit işletme sıcaklıklarına en iyi uyum sağlayan katalizördür. Vanadyum pentaoksit yüksek aktivite ve seçiciliğe sahiptir, çok iyi reaksiyona girmekte ve işletme ömrü uzun olmaktadır.

Egzoz gazında bulunan toz partikülleri ile tıkanması ve aşınması nedeniyle arıtma verimi düşebilmektedir. Bu yüzden katalizör tasarımında tıkanmaya, aşınmaya ve aşın basınç düşüşlerine karşı gerekli önlemler alınmalıdır. Katalizörler granül biçiminde tanelerden oluşmakta, sabit ve hareketli bloklar biçiminde düzenlenmektedir. Günümüzde otomotiv egzoz katalizörler için popüler tasarım olarak tekparça sütunlu katalizörler kullanılmaktadır. Bir tek parça sütunun, paralel petek yapısı ve genellikle düz kanaları veya hücreleri vardır.

Katalizörle ilgili karşılaşılan problemlerden biri de katalizör zehirlenmesidir. Katalizör NOx'in indirgenme reaksiyonunu hızlandırırken, yakıttaki kükürtten kaynaklanan SO2'nin SO3'e oksidasyonunu katalizör zehirliliğini arttırarak arıtma verimin düşürebilmektedir.

1.9. SCR avantaj ve dezavantajları

1.9.1 Avantajları

1. SCR teknolojisi, Euro 5 ve ileri düzenlemelere uyması açısından güvenli ve sağlam bir yatırımdır.

2. SCR, tüm Avrupa’da geçerlidir, ayrıca muadil teknolojilerle kıyaslandığında, kötü kalite dizel yakıta daha uyumludur.

3. SCR sistemi nadir bakım gerektirir, araç ömrü boyunca kullanılabilir.

4. SCR teknolojisi, monte edildiği aracın bakım ve yağ değiştirme aralıklarını etkilemez.

5. SCR, yüksek motor gücüne elverişlidir.

6. Euro 4 ve Euro 5’e uyumlu sistemler arasında en az yakıt tüketeni SCR dır.

1.9.2. Dezavantajları

1. Göreceli olarak yüksek yatırım ücreti

2. Adblue depolanması ve taşınması ekstra maliyet ve zorluk getirmektedir.

1.10. Literatürden İncelenen Çalışmalar

1. Ahlstrom Silversand ve Odenbrand [10] tel-bal peteği, tekparça sütun ve top katalizörlerinin performanslarını kıyaslamıştır. Tel ağ katalizörlerinde, yüksek kütle ve sıcaklık-transfer sayıları, ölçülü basınç düşüşü, gözenek yayılması gibi önemsiz etkiler olduğunu açığa çıkarmıştır. Çalışmada karşılaştırılan katalizörler Şekil 1.2‘de gösterilmektedir.

Şekil 1. 2: Farklı katalizörlerin fotoğrafları, (a) tel-bal peteği katalizörü, (b) kare kanallarla oluşan katalizör (50 cpsi), (c) üçgenlerden oluşan katalizör (400 cpsi), (d) top katalizörleri [10].

Tel-ağ peteğinin etkisini test etmek için, propen tarafından NOx'in seçici katalitik indirgemesinin katalitik faaliyeti, diğer geleneksel katalizörlerle kıyaslandı. Pd yüklemesi ve deneysel koşullar aynıydı ve sonuçlar Şekil. 1.3'de gösterilmektedir.

Şekil 1. 3. Tel-ağ petek katalizörünün, diğer katalizörlerden daha iyi performans sergilediği görülmektedir[10].

Sıcaklık

Alumina tozu Seramik 50 cpsi

Seramik 400 cpsi

Metal bal peteği

NOxDönüşümü(%)

Top katalizörleri ve Seramik yek pare katalizörleriyle kıyaslanan, tel-ağ petek katalizörü, alçak sıcaklıklarda propen tarafından NOx'in seçici katalitik azalması için daha yüksek faaliyeti sergiler. Tel-ağ petek katalizöründe en iyi faydalanma, bir başlangıç olarak düşük sıcaklık ve yüksek termik iletkenlikte sağlanabilir[10].

2. Ioannis Gekas, Pär Gabrielsson ve Keld Johansen [11] tarafından yapılan bir çalışmada, hazırlanan SCR katalizör kombinasyonları arasındaki farklılıklar ve farklı 2 sürüş çevriminde NOx giderme verim oranları Tablo 4’de karşılaştırılmaktadır. Çalışmadaki farklı katalizör kombinasyonları Şekil 1.4’de şematik olarak gösterilmektedir.

Şekil 1.4: Katalizör kombinasyonları [11].

İlk olarak, farklı hacimlerde saf üre gönderilen SCR katalizörü bulunmaktadır. İkincisinde oksidasyon katalizörü, üre SCR katalizörünün arkasına konulur. Oksidasyon katalizörünün görevi, SCR katalizöründen sonra kaçan fazla NH3'ü okside etmektir. Çünkü katalizör sisteminin amacı NH3 kaçışını azaltmaktır. Üçüncüde ise pre-oksidasyon katalizörü SCR katalizörünün önüne konulmuştur. Ayrıca iki olaydaki gibi SCR katalizöründen sonra oksidasyon katalizörü de bulunabilmektedir.

Çalışmada hedef, egzoz gaz kontrol sisteminde katalizör seçimi için uygun katalizör kombinasyonu ve bundan sonra üre enjeksiyon sisteminin optimizasyonunu sağlamaktır. Yapılan testler bütün katalizörler için istenen %80-85 yüksek NOx dönüştürme verimi düşük NH3 kaçışı ile başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Katalizör kombinasyoları Tablo 1.3 ‘de gösterildiği gibidir. Katalzör kombinasyonlarından NH3 kaçışı olmadan %80 NOx azalmasının başarısı DNX45, DNX15+DNX15-Pd ve DNX15+DNX-Pt ile gerçekleşmiştir. Bu üç kombinasyondan herhangi birine CKM pre-oksidasyon katalizörü eklenmesi uygun kombinasyon olabilir. DNX30 kriterlerin başarı sınırındadır. DNX15 ve ayrıca CKM+DNX15 NOx dönüşümün başarısı yeterli değildir.

SCR katalizörü

SCR katalizörü

SCRKatalizörü

OksidasyonKatalizörü

Üre enjektesi

Üre

Üre enjektesiPre-

oksidas

Tablo 1.3: Katalizör kombinasyonlarının özellikleri

Katalizör seçimi: Üç uygun adaydan DNX15 ve DNX15-Pt kombinasyonu test için seçilmiştir. DNX-45 her ne kadar bütün katalizörler arasında en iyi sonuç veren olsa da, yüksek hacminden dolayı test için seçilmemiştir. DNX15 ve DNX15-Pd ya da DNX15-Pt aynı performansları gösterir.

DNX15 ve DNX15-Pd katalizörleri ile transit testi: ETC çevrimi DNX15+DNX15-Pd katalizör kombinasyonu ile düzenli enjeksiyon stratejisinde çalışır. DNX15 ve DNX15-Pd katalizörleri Şekil 1.5 de görüldüğü gibi 8 g/kWh NOx miktarını ETC çevriminde 7,5 ppm NH3 kaçışı ile 1,45g/kWh’e düşürülmektedir.

Şekil 1.5: DNX15 ve DNX15-Pd katalzörleri ile ETC çevrim sonuçları [11].

DNX15 ve DNX15-PD katalizörleri ile ESC testleri: Tablo 1.4’de görüldüğü gibi NOx’in yüksek dönüşümü gerçekleştirilebilmiştir ve 3-4 ppm’lik küçük NH3 kaçışı ile 9,3 g NOxg/kWh temel emisyon 1.53 g/kWh’a düşürülmüştür bu durum ise %83,5lik bir dönüşüm anlamına gelmektedir. ETC çevrimi gibi HC ve CO gideriminin %95inden fazlası DNX15-DNX15-Pd katalizörleri ile başarılmıştır. ESC çevriminde DNX15-DNX15-Pd katalizörleri ile NOx, CO, HC giderim verimi Tablo 1.4’de verilmiştir.

Katalizör ismi Hücre boyutu (cpsi) Hacmi(lt) Aktif malzemeDNX 15 130 15 V/TiO2

DNX 30 130 30 V/TiO2

DNX 45 130 45 V/TiO2

DNX 15-Pd 130 15 V,Pd/TiO2

DNX 15 Pt 130 15 V,Pt/TiO2

CKM 130 8 Pt/Al2O3

NOx NH3 kaçışı

Üre enjeksiyonu(g)

Tablo 1.4: ESC çevriminde bütün kirleticilerin giriş ve çıkış değerleri

3. SCR sisteminde NOx indirgenmesinde kullanılan katalizörlerin karşılaştırılması için bir çalışma ise Joon Hyun Baik [12] tarafından yapılmıştır.

Farklı SCR katalizörlerinin NO dönüşüm verimine etkileri Şekil 1.6’ da karşılaştırılmıştır. Katalizörler arasında, CuZSM5 katalizörünün NO dönüşüm veriminin en yüksek olduğu açığa çıkmaktadır. Özellikle 250 ˚C’nin altındaki düşük reaksiyon sıcaklıklarında bile dönüşüm verimi yüksektir. Katalizör 150 C ve 100,000 h-1’ lik çalışmada %60’dan fazla NO dönüşüm verimi görülmüştür. 200-400 C geniş çalışma sıcaklığı çerçevesinde ise %90’dan fazla NO dönüşüm verimi görülmüştür.

Şekil 1. 6:NH3 tarafından NO indirgenmesi için SCR katalizörünün aktivitesi. 500 ppm NO, 500 ppm NH3, 5%O2, 10% H2O ve N2 dengesi Reaktör SV: 100,000 h-1 [12].

Çevrim NOx CO HC NH3 Üre/yakıtESC g /kWh Ppm %SCR giriş 9,32 5,26 0,85 0,8 0SCR çıkış 1,53 0,07 0,04 3 7,7Oran 83,6 98,7 95,7

Reaksiyon sıcaklığı (˚C)

NO

Dönüşümü

(%)

Cu yüklemesinde, CuHM, CuUSY ve CuFER Şekil 1.7’de görüldüğü gibi operasyon sıcaklığında özellikle CuZSM5 katalizöründen daha düşük DeNOx aktivitesi gösterir. NH3 tarafından NO giderimi için bu çalışmada zeolit katalizörü gibi ZSM5, zeolit testlerinin diğer kısımları arasında en iyi olanıdır.

Şekil 1.7:NH3 tarafından NO indirgenmesi için Cu-zeolit katalizörünün aktivitesi. 500 ppm NO, 500 ppm NH3, 5%O2, 10% H2O ve N2 dengesi Reaktör SV: 100,000 h-1 [12].

4. B.M. Penetrante [13] tarafında yapılan bir çalışmada NO’nun NO2’ye çevriminde SCR sistemi ile çok aşamalı SCR sisteminin karşılaştırılması yapılmıştır. NOx’in çok aşamalı seçici katalitik indirgemesi Şekil 1.8’de görüldüğü gibi 2 aşamada tamamlanmıştır. İlki bir oksidasyon katalizörü hidrokarbon yokluğunda NO’yu NO2’ye çevirir.

Oksidasyon katalizörü+NO+O2 NO2

Sonra indirgeme katalizörü (hidrokarbonları kullanan seçici indirgeme tarafından) NO2’yi N2’ye indirger.

İndirgeme katalizörü+NO+HC N2+CO2+H2O

NO Dönüşümü(%)

Reaksiyon sıcaklığı (˚C)

Şekil 1. 8: Çok aşamalı seçici katalitik indirgeme sistemi [13].

Şekil 1.9 NO’nun NO2’ye oksidasyonu için Pt-bazlı katalizör tarafından 500 ppm NO , %10 O2 ve N2 dengesini kapsayan egzoz gaz modelinde verim oranı görülmektedir. Oksidasyon verim oranı 250˚C’de maksimuma çıkar. Verim oranı 200 ˚C sıcaklıkların altında ve 400˚C’nin üstünde düştüğü görülmektedir.

Şekil 1.9: Oksidasyon katalizöründe sıcaklık-verim oranı ilişkisi [13].

Çok aşamalı SCR’ın klasik SCR’a göre farklı avantajları vardır. İlki, çok aşamalı SCR katalizörden yüksek NOx indirgeme verim oranı sağlamaktadır. İkinci olarak, çok aşamalı SCR NO indirgeyici ve hidrokarbon oksidasyon katalizörü arasındaki seçicilik problemini hafifletir

Giriş Gazı

Oksidasyon katalizörü

İndirgeme katalizörü

Çıkış Gazı

Katalitik oksidasyon

Pt-bazlı katalizör

Sıcaklık

NO, O2→NO2

C n H m

NO2, C n H m, O2

→N2, H2O, C O2

NOxDönüşümü(%)

5. William Miller [14] tarafından yapılan başka bir çalışmada ise örnek taşıt, 200 cpsi (inc karedeki hücre sayısı) katalizör ilavesi, düşük NOx çıkışlı motor kalibrasyonu ve geliştirilmiş NOx giderim verim oranlı SCR sistemi ile güncelleştirilmiştir. Katalizörden önceki ve sonraki NOx seyir hali ölçülmüştür ve önceki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışma 4 aşamalı gerçekleşmiştir. İlk emisyon testi 100 cpsi katalizörünün kullanılarak 1998 yılında yürütülmüştür. Bu çalışmanın sonuçları 1999’da bir kamyona uygulanmıştır ve seyir hali testler tamamlanmıştır. İkinci emisyon laboratuar testi 200 cpsi katalizörünün kullanılarak ve NOx çıkış seviyeleri düşürülerek 1999 yılında yürütülmüştür. Kamyonlar 2000 yılında yeni katalizörlerle ve kalibrasyonlarla güncellenmiştir.

Motorda yapılan testler belirlenmiş NOx indirgenmesini US-transit ve OICA emisyon test çevrimlerini kullanarak sağlamayı hedeflemektedir. Bu çevrimler gelecekteki US emisyon standartlarını içermektedir. Taşıt testleri gerçek dünya sürüş çevrimelerine bağlı SCR+üre sistem performansını gösterecektir. Bu testler teknolojinin başarıyla uygulandığını ispatlanmıştır. Bu çalışmanın amacı;

1.SCR+üre’yi bir HD dizel motoruna uygulamak,

2. US-transit ve OICA çevrimlerine bağlı motor emisyonlarını belirlemek,

3. SCR+ure’yi bir HD dizel kamyonuna uygulamak,

4.Seyir haline bağlı NOx indirgenmesini ve üre tüketimini belirlemektir.

SCR+ure Sistemi Şekil 1.10’da gösterildiği gibi SCR katalizörü homojendir ve metal katalizörden(TiO2-V2O5-WO3) imal edilmiştir. Bu katalizörün hacmi 45 litre ve hücre yoğunluğu 200cpsi dır. SCR katalizöründen önce ve sonra oksidasyon katalizörü kullanılmamaktadır.

Şekil 1.10:SCR+üre sistemi

Motor Tanımlaması

Oksidasyon katalizörü yok

Metalden üretilmiştir

(TiO2-V2O5-WO3)

45 litre

200 cpsi

Oksidasyon katalizörü yok

Emisyon ölçümleri başlangıç noktasından ve 200 cpsi katalizörlü SCR+üre sisteminin en uygun hale getirilmesinden sonra kaydedilmiştir. Soğuk US-transit, Sıcak US transit ve OICA sonuçları Şekil 1.11-12-13’de gösterilmektedir. Soğuk US-transit soğuk havalarda gerçekleştirilmiştir. Sıcak US transit ise prosedüre uygun şekilde yapılmıştır. Soğuk test uygulandıktan sonra 20dakika motor duruş periyodu ve arından sıcak test uygulanmıştır.

Şekil 1. 11:US sıcak-transit sürüş çevrimi sonuçları [14].

Şekil 1.12: US soğuk-transit sürüş çevrimi sonuçları [14].

Emisyon değişimi (%)

NH3 kaçışı (ppm)



Şekil 1. 13: OICA sürüş çevrimi [14].

Kullanılan SCR+üre soğuk US transit, sıcak US-transit, ve OICA çevrimlerinde sırasıyla 55,6%, 70,5%, ve 85,6% NOx indirgeme verimi sağlanmaktadır. HC indirgenmesi ölçülebilir seviyelerin aşağısındadır. PM indirgenmesi US transitte %22 ve %25 dir. NH3 kaçışı çevrimler boyunca 0.35, 0.40, ve 0.24 ppm ortalamalarında kontrol edilmiştir. Bu düşük NH3 seviyeleri kontrollü dozaj seviyeleri sayesinde sağlanmıştır. CO, US transitte %28,3 ve %37,5 artmıştır. Bu üre hidrolizi veya HC kısmi oksidasyonun yan ürünü olabilir. Yinede bu seviyeler güncel CO standartlarına nazaran düşüktür. CO2’de önemli değişiklik görülmemektedir.



Bölüm 2

2. 1. Egzoz gazı resirkilasyonu (EGR)

Yanma sırasında oluşan NOX miktarı büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Yanma odası içindeki karışımın egzoz gazları ile seyreltilmesi sonucu maksimum yanma sıcaklıkları, dolayısıyla üretilen NOx miktarı azalmaktadır.

EGR sisteminde egzoz gazının bir bölümü, şekil 2.1‘de görüldüğü gibi silindire tekrar gönderildiğinde egzoz gazı seyreltici olarak görev yapar. Bu yanma zamanında O2

konsantrasyonunu azaltır. Oksijen konsantrasyon değişikliği alevin yapısını da değiştirir ve bu yüzden yanmanın süresini değişir. Ayrıca yanma odasındaki gazlarının özgül ısı kapasitesini yükselterek maksimum gaz sıcaklığı düşürmektedir. Bu durum yakıt ve oksijen moleküllerinin buluşup reaksiyona girme ihtimalini azaltır. Buna bağlı olarak reaksiyon hızı ve lokal alev sıcaklığı düşerek, NOx oluşumunun azalmasına sebep olacaktır.

Şekil 2.1: EGR çalışma prensibi

2.2. EGR ve Standartlar

Uzun yıllardan beri NOx ve PM için katı emisyon yasaları düzenlenmiştir. Dizel motorlarda tipik olarak CO ve HC emisyonları düşüktür fakat NOx ve PM emisyonları oldukça yüksektir.Bu yüzden, emisyon standartları karşılamak için, egzoz gazındaki bu kirleticileri azaltmak en büyük hedeflerdendir.

EGR bu standartlardaki seviyeleri karşılamak için temel zorunluluk haline gelmiştir. EGR sistemine olan ilginin birkaç önemli nedeni vardır. İlk olarak, gelecek Avrupa direktifleri NOX emisyonları için önemli sınırlamalar getirmektedir. İkinci olarak, NOX emisyonları daha fazla indirgemeye ulaşmak için diğer kullanılan teknikler ile (turbo-şarj ve ileri yakıt enjeksiyon sistemleri) birleştirilmiştir. Üçüncü olarak, EGR valflerinin üretimi ve kontrol sistemindeki gelişmeler, EGR’ın güvenirliğini arttırmakta ve daha yüksek NOx giderim verimi sağlanmaktadır.

Egzoz Gazı

Emme

EGR

2.3. NOx Giderimi için EGR Tekniği

NOx azalmasında EGR'in etkisi için iki popüler açıklama vardır. İlki artırılan tutuşma gecikmesi, ikincisi dolgunun artırılan ısı kapasitesi (Cp) Tutuşmanın gecikme hipotezi, EGR'ın yakıt enjeksiyonunda gecikme olması durumundaki aynı etkiyi göstermesinden dolayı tutuşma gecikmesinde bir artışa sebep olduğunu savunur. Isı kapasite hipotezi, karışımın ısıl kapasitesinin artmasından dolayı maksimum gaz sıcaklığının düşmesidir.

Dizel motorlarda EGR'in uygulamasının is oluşumu ve EGR ile PM’lerin tekrar silindire alınması gibi bazı dezavantajları vardır. Ayrıca bu NOx azaltma stratejisi PM, CO ve yanmamış HC'ların artışına sebep olmaktadır. Aralarında ters bir orantı bulunmaktadır. Motor bileşenleri yüksek hızlı partiküllerle temas ettiği zaman partiküllerden dolayı aşınma meydana gelebilir. Egzoz gazında oluşabilecek sülfürik asit ve yoğunlaşan su buharı, EGR sebebiyle korozyona sebep olmaktadır.

2.4. EGR Sisteminin Sınıflandırılması

Çeşitli EGR sistemleri, EGR sıcaklığı, biçimi ve basıncına bağlı şekilde sınıflandırılır.

2.4.1 Sıcaklığa göre

A. Sıcak EGR: Egzoz gazı soğutulmadan tekrar tur attırılır, silindire alınan dolgu sıcaklığındaki artış ile sonuçlanır

B. Bütünüyle soğutulmuş EGR: Hava karıştırmadan önce EGR gazı tam olarak soğutulur. Bu işlemde alınan havanın soğutma işlemi hava yada su ile soğutma yapan sıcaklık değiştiricisi kullanılarak yapılmaktadır. Bu olayda, nem egzoz gazında yoğunlaşabilir ve oluşan su damlacıkları motor silindirinin içinde istenmeyen etkilere sebep olabilir.

C. Kısmen soğutulmuş EGR: Su yoğunlaşmasından kaçınmak için, egzoz gaz sıcaklığı sadece çiğleşme sıcaklığının yukarısında tutulur.

2.4.2. Biçime göre

A. Uzun Rotalı EGR(LR) : Bir LR sisteminde Egzoz gaz hızı giriş havasından sonra alçak basınçla birleşen küçük bir durgunlaşma basıncını yaratır. Tam tork hızı ile EGR’ da basınç farkında yükseliş gerçekleşmektedir.

B. Kısa rotalı EGR: Çoğunlukla metotta ayrılmış olan bu sistemler, EGR deviririn karşısında pozitif bir basınç farkını yaratır.[15]

2.4.3. Basıncına göre

A. Alçak basınç rotalı EGR: EGR’ da akış, aşağı komproserden yukarı türbin şeklinde sağlanır. Bu sistemde yüksek kompresör çıkış yeri sıcaklığının ve intercooler doldurması gibi bazı problemler meydana gelir.

B. Yüksek basınç rotalı EGR: EGR’ da akış, aşağı türbinden yukarı komprosere doğrudur. Bu EGR metodunda, EGR'in, yüksek yük bölgelerinde mümkün olmasına rağmen hava oranı azalır ve yakıt tüketimini dikkat çekecek derecede artmaktadır.[16]


1. Avinash Kumar Agrawal [17] tarafından yapılan çalışmada çeşitli EGR oranlarının etkileri ve motordaki egzoz emisyonlarını araştırmak ve göstermektir. Uzun rotalı kısmen soğutulan EGR sisteminin avantajlı olmasından dolayı çalışmada bu sistem seçilmiştir. Motor olarak ise iki silindirli sabit hızlı dizel motor jeneratör takımı mevcut araştırmalarda kullanılmaktadır. Kullanılan motor havayla soğutulan, doğrudan yakıt enjeksiyonlu , dört zamanlı dizel motorudur. Motorun tanımlamaları Tablo 2.1 'de verilmektedir.

Tablo 2.1 Motor spesifikasyonu [17].

Enjeksiyon Direk

Motor Üreticisi INDEC Motor Ltd.

Silindir Sayısı 2

Maksimum güç/motor hızı 9,3 kW/1500

Yanma oranı 16,5:1

Boşluk 1323 cm3

Sabit güç şartlarında Şekil 2.2’de gösterildiği gibi 0 - 21% arasında arttırılan EGR yüzdelerinde egzoz gazının sıcaklığı devamlı olarak azalmaktadır. Yanma odasında NOx'in oluşmasındaki en önemli sebebin, yüksek sıcaklık olduğu bilinmektedir. Şekilden de görüldüğü gibi EGR yükünü artırmakla egzoz sıcaklıklarında azalma sağlanmaktadır.

Şekil 2.2: Sabit EGR’ de gaz sıcaklığı – yük [17].

Yük (kW)

Egzoz sıcaklığı (˚C)

Şekil 2.2 farklı yüklerdeki EGR’ın NOx emisyonundaki azalma etkisini gösterir. EGR oranı %10 seviyelerinde iken %30 ve %60 yük seviyeleri için NOx miktarı aynı iken bu noktadan sonra artan EGR oranları ile %60 yükte daha fazla NOx giderimi sağlanmaktadır.

Şekil 2.3: NOx’de EGR’ın Etkisi [17]

2. Robert M. Wagner [18] tarafından yapılan çalışmanın amacı, yanma kararsızlığı ve partikül biçimin gelişmesinde EGR'ın etkisini tanımlamaktır. Deneyler, bir 1,9 litre, 4silindirli Volkswagen turbo-şarj doğrudan enjeksiyonlu motorunda kararlı durum ve düşük yük şartları altında gerçekleştirilmiştir. EGR düzeyi, egzoz ve emme manifoldlarındaki NOx konsantrasyonları karşılaştırılmıştır.

Genelde motor testleri esnasında, EGR yükü arttırılırken yakıt debisi ve enjeksiyon zamanlaması sabit tutulmaktadır. Dolayısıyla bu operasyon stratejisi hava-yakıt oranını da değiştirmektedir. Bu değişikliği önlemek için bu çalışmada hava yakıt oranı artan EGR ile sabit tutulmuştur. Her bir EGR oranı için motorda birçok ölçüm (silindir basıncı, PM dahil emisyonlar) yapılmıştır. Ölçüm detayları aşağıda açıklanmıştır;

2.1. NOx ve HC emisyonları ile Yanma Karakterizasyonu

Soğuk motor çıkış egzozunda zamana göre ortalama HC ve NOx konsantrasyonlarının EGR seviyelerine göre değişimi Şekil 2.4 de gösterilmektedir. Bu şekil artan EGR ile NOx konsantrasyonundaki azalışı ve HC artışını gösterir. %45 EGR seviyesinden sonra HC emisyonlarında ani bir artış gözlenmektedir. Bu muhtemelen yanma kimyasındaki değişiklikten kaynaklamaktadır.

Şekil 2.4: EGR’ın farklı yüklerindeki HC ve NOx emisyonlarındaki ters orantı [18].

2.2. NOx ve PM emisyonları ile Yanma Karakterizasyonu

Partikül kütle konsantrasyon ölçümleri TEOM (Kübik Element ile Dalgalanma Mikrobalansı)seyreltilmiş egzozda yapılmıştır. Kütle birikimi oranları 100 veri noktasının ortalaması alınarak hesaplanmıştır ve şekil 2.5’de ki gibi EGR seviye fonksiyonlarına bağlı olarak gösterilmiştir. Kütle birikimi oranları önemli ölçüde % 30 EGR’ da başlar ve maksimum EGR seviyesi kadar hızla artış devam etmektedir. Bu motor şartlarında motor çıkış PM ve NOx konsantrasyonlarınının minimize edildiği yer PM ve NOx eğrilerinin kesişim bölgesidir.

Şekil 2.5: EGR’ın farklı yüklerindeki PM ve NOx emisyonlarındaki ters orantı [18].

PMNOx

PMµg/sn

2.3. Partikül boyutu

Partikül boyutlandırması seyreltilmiş egzozda SMPS (Mobil Tarayıcı Partikül Boyutlandırıcısı) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sayı konsantrasyonu ile parçacık çapıarasındaki ilişki Şekil 2.6’da farklı EGR düzeylerinde gösterilmektedir. EGR seviyesi ile sayı konsantrasyonunun ve artan partikül boyutu dikkat çeken iki farklı noktadır.

Şekil 2.6: Farklı EGR düzeyinde Sayı konsantrasyonu - parçacık çapı [18]

EGR partikül büyümesine neden olmaktadır. Hesaplanmış boyut dağılımının önemli kısımları yüksek EGR oranları için SMPS'in 500nm olan üst sınırından daha büyük görünmektedir. Şekil 2.7 küçük partiküllerin kaybolması ve çok daha büyük partikülün büyümesini gösterir. %30 EGR’dan sonra partikül boyutu 100nm büyük olduğunda artış gözlenirken diğer boyutlarda azalma söz konusudur. Partikül kütlesindeki artışlar, partikül çapının küpünün bir fonksiyonu olarak daha hızlı artırması beklenebilir.

Şekil 2.7: Farklı EGR düzeylerinde partikül boyutlarının boyut sınıflandırma frekansı [18].

Partikül Çapı (nm)

SayıKonsantrasyonu

BoyutSınıflandırması

3. Can HAŞİMOĞLU tarafından [19] yürütülen çalışmada EGR oranına bağlı olarak güç, özgül yakıt tüketimi, ortalama efektif basınç, azot oksit duman emisyonlarındaki değişiklikler üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada motordan egzoz gazlarının alınabilmesi için bir ara parça yaptırılarak egzoz manifolduna bağlanmıştır. Ara parçaya bağlanan vana ve boru ile motordan alınan egzoz gazı debi ölçer üzerinden emme hattına geri verilmiştir. Deney düzeneğinin şematik görünüşü Şekil 2.8’de,deneylerde kullanılan motora ait bilgiler Tablo 2.2’de verilmiştir.

Şekil 2.8: Deney düzeneğinin şematik görünümü [19]

Tablo 2.2:Motor bilgileri [19].

Marka ve Model P 8800 HydraÇalışma Prensibi 4 zamanlı direkt püskürtmeliSilindir adedi 1Silindir hacmi (1) 0,473Silindir çapı (mm) 80,26Kurs (mm) 88,9Sıkıştırma oranı 19,8/1Maksimum hız (devir/dakika) 4500Maksimum güç(Nm) 8Maksimum moment (Nm) 25(2500 devir/dakika’da)Soğutma Su ile soğutmaBoşta çalışma(devir/dakika) 1200Püskürtme basıncı (bar) 275

Deneyler % 10, 20 ve 30 EGR'lı ve EGR’ sız olarak iki aşamada gerçekleştirilmiştir. EGR’ siz deneyler önce yapılarak egzozda ölçülen CO2 miktarından yararlanılarak EGR'lı deneyler için emme manifoldunda olması gereken CO2 miktarı hesaplanmıştır. Daha sonra egzoz manifoldundaki ara parçaya bağlı vana açılarak debi ölçer üzerinden motorun emme hattına egzoz gazı gönderilmiştir. Emisyon hattı üzerine bir emisyon ölçüm cihazı bağlanarak bu kısımdaki CO2 miktarı vana ile kontrol altında tutulmuştur. Egzoz emisyonlarının ölçülmesinde Gaco-Sn marka gaz analizörü kullanılmıştır. Cihazın probu ölçüm yerine bağlandıktan sonra 60 saniye beklenip değerler kaydedilmiştir. Duman ölçümü içinde aynı yol izlenmiştir.

Emme hattındaki CO2 miktarının belirlenmesi için emme hattına açılan bir deliğe cihazın probu sızdırmaz bir şekilde bağlanmıştır. Dijital terazi ile 1 dakikadaki yakıt tüketimi gram olarak ölçülmüştür. Motora geri gönderilen egzoz gazı miktarının belirlenmesinde aşağıdaki denklem kullanılmıştır. [20].

(9)

Havanın içerisinde hacimsel olarak % 0,03 CO2 bulunmaktadır [21]. Bu değer çok küçük olduğundan cihazın hassas ortamındaki karbondioksit miktarını ölçmeye yetmemiştir.

Dolayısıyla ortamdaki CO2 yüzdesi sıfır olarak kabul edilmiştir.

Elde edilen verilere göre yapılan hesaplamalar

Motordan ölçüm yoluyla elde edilen verilerle saatlik yakıt tüketimi ve özgül yakıt tüketimi değerleri hesaplanmıştır.

Dakikadaki yakıt tüketimi;

(10)

Yukarıdaki eşitlik kullanılarak saatlik yakıt tüketimine çevrilmiştir.

Özgül yakıt tüketimi;

(11)

ifadesi ile (g/kWh) olarak bulunmuştur.[22]

Gerçekleştirilen motor deneyleri sonucunda tam yük durumunda EGR oranına bağlı olarak, özgül yakıt tüketimi, , azot oksit ve duman emisyonları motor devrine bağlı olarak şekil 9,10 ve 11’deki grafiklerle verilmiştir. Ölçümler 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 ve 4000 devir/dakikada yapılmıştır.

Sekil 2.9’da motor devrine bağlı olarak her bir EGR oranı için özgül yakıt tüketimi görülmektedir. Her devir aralığında standart değerler ile %10 EGR’lı değerler arasında ortalama %15’lik bir artış vardır.%20 ve %30 EGR durumunda da 3000 devir/dakika’ya kadar bu fark hemen hemen değişmez. Fakat 4000 devir/dakika’da %20 ve %30 EGR durumunda özgül yakıt tüketimi sırasıyla 2 ve 3 kat artmaktadır.

Şekil 2.9: Motor devir sayısına bağlı olarak farklı EGR oranlarında özgül yakıt tüketimi değişimleri [19] .

Yüksek devirlerde artan EGR oranına bağlı olarak karışımını çok fakirleşmesine yanmanın kötüleşmesine yol açmaktadır. Ayrıca artan EGR oranı ile birlikte açığa çıkan maksimum ısı miktarının azalması ve maksimum ısının açığa çıktığı noktanın gecikmesine sebep olmaktadır.

Silindire gönderilen egzoz gazları, karışımı seyreltip yanma hızını yavaşlatmakta böylece maksimum ısının açığa çıktığı nokta gecikmektedir. Açığa çıkan ısının bir kısmı egzoz gazları tarafından soğurulduğundan yanma sonunda açığa çıkan maksimum ısı miktarı da azalmaktadır. Yanma hızının yavaşlaması ve dolgu içerisindeki oksijen miktarının azalması da motor gücü, özgül yakıt tüketiminde kötüleşmeye sebep olmaktadır. Şekil 2.10'da motor devrine bağlı olarak her bir EGR oranı için duman yoğunluğu değerleri görülmektedir.1500 devir/dakika'da duman yoğunluğu EGR oranı ile ters orantılıdır. Yani düşük devirlerde EGR oranı arttırıldıkça duman yoğunluğu azalmakta ya da pek değişmemektedir.

Standart, % 10, % 20 ve % 30 EGR oranları arasında duman yoğunluğu ortalama yaklaşık %5'er azalmıştır. 2000 devir/dakika için ise her bir EGR oranı için duman yoğunluğu pek değişmemiştir. 2500 devir/dakika için % 10, % 20 ve % 30 EGR'lı değerler birbirine yakın olmakla birlikte standart değerde ortalama yaklaşık % 10 daha fazladır. 3000 ve 3500 devir/dakika için % 10, % 20 ve % 30 EGR'lı değerler arasında yaklaşık % 5, standart değer ile % 10 EGR'lı değer arasında ise yaklaşık %10'luk bir değişim görülmektedir. 4000 devir/dakika 'da ise % 10, %20 ve % 30 EGR'lı değerler fazla değişmemekle birlikte % 10 EGR'ı değer ile standart değer arasında yaklaşık % 5'lik bir fark vardır.

1500 ve 2000 devir/dakika için EGR oranı arttırıldıkça duman yoğunluğunun azalması ya da değişmesinin sebebi ise deneylerin sabit püskürtme avansında yapılması sonucu, düşük devirlerde avansı fazla gelmesi yüzünden olduğu sanılmaktadır. Yüksek devirlere çıkıldığında ise artan EGR oranıyla beraber duman yoğunluğu da artmaktadır. Yüksek devirlerde avansın yetersiz kalması yüzünden yanmanın tamamlanmaması, ayrıca silindir içindeki oksijen miktarının azalması ve EGR’ın alev sıcaklığını düşürmesi sonucu yakıtın oksidasyonun tamamlanmaması sebebiyle duman yoğunluğu artmaktadır.

Şekil 2.10: Motor devir sayısına bağlı olarak farklı EGR oranlarında duman yoğunluğu değişimleri [19].

Şekil 2.10 'da motor devrine bağlı olarak her bir EGR oranı için azot oksit emisyonları ppm olarak görülmektedir. Standart değerler ile % 10 ve % 20 EGR uygulandığı durumdaki değerler arasında, sırasıyla yaklaşık olarak ortalama % 35 ve % 75'lik bir azalma olmuştur. % 30 EGR durumunda ise emisyon ölçüm cihazında azot oksit emisyonları sıfır olarak ölçülmüştür. Egzoz gazları yanma sonucu çıkan ısının bir kısmını absorbe ettiklerinden dolayı yanma odasındaki maksimum sıcaklık düşmekte dolayısıyla azot oksit emisyonlarıda azalmaktadır. Ayrıca yanma hızının düşmesi maksimum ısının açığa çıktığı noktayı geciktirdiğinden maksimum silindir sıcaklığı azalmakta ve buna bağlı olarak azot oksit emisyonları düşmektedir. Yüksek EGR oranlarında yanma hızının çok düşmesi ve yüksek devirlerde avansın yetmemesi sonucu yanma şartlarının kötüleşmesi azot oksit emisyonlarını düşürmektedir.

Şekil 2.11: Motor devir sayısına bağlı olarak farklı EGR oranlarında azot oksit emisyon değişimleri [19].

Yapılan deneyler sonucunda EGR uygulaması ile NOx emisyonları dışında kalan diğer parametrelerde kötüleşme olduğu görülmüştür. Tam yük koşullarında, EGR oranının % 30'dan daha fazla arttırılması motorun performansını daha çok kötüleştireceği için tavsiye edilmemektedir. Hem NOx emisyonları, hem de diğer parametreler dikkate alındığında ideal EGR oranı % 10 olarak bulunmuştur.

4. Pensilvanya’da yapılan ve raporlanan çalışmada [23] EGR retrofit(var olan sisteme yeni sistemin eklenmesi) sistemi ile EPA’nın 2007’de güncel seyir hali 2,0 g/kWh NOx standardının karşılanıp karşılanmayacağı araştırılmıştır.

Bu retrofit uygulamada, alçak-basınçlı EGR, DPF teknolojisi ile birleştirilmektedir. EGR/DPF sistemi, özel teknolojili bir uygulamadır. Avrupa ve ABD'de 3,000’den fazla EGR/DPF sistem retrofit edilmiştir. Sistemi en uygun şekilde ayarlanması, DPF eklenmesiyle zamansız filtre tıkaması gibi ters etkileri vardır. Fakat bunlardan başka ekipman, malzeme ve uygulamalarda hiçbir olumsuz sonuç yoktur.

a. Teknolojinin tanımlanması

EGR teknolojisi, turbo kompresör ağzına geri dönen egzoz gazın devreden kısmını ve doğal emişli motorun emme monifoldunu içerir. EGR sisteminde, intercooler resirkilasyon yapan egzoz gazının sıcaklığını düşürür. Çevreleyen hava, motorun yanma sıcaklığını düşürdüğünden, daha az oksijeni içeren resirküle egzoz, NOx ‘ i azaltır.

Retrofit uygulamalarında, alçak-basınçlı EGR sistemi, katalizörlü bir DPF'le birleştirilmektedir. Motor sisteminin parçası olarak bütünleştirilen yüksek basınçlı EGR'den farklı bir alçak-basınçlı motor değişikliği yapılmaktadır.

Alçak-basınçlı EGR/DPF sisteminin uygulanabilirliğine karar vermede aşağıdaki kriterler düşünülmelidir:

1. Motor ve motordan çıkan egzozun seviyesi2. Egzoz sıcaklık profili 3. Alçak basınçlı EGR/ DPF sisteminin donatılması için müsait boşluk4. Dizel yakıtında kükürtün düzeyi

b. Emisyonlarda azalma

Retrofit alçak-basınçlı EGR sistemleri,%25- %50 NOx emisyonlarını azaltmayı başarabilir. NOx kontrolünün düzeyi, EGR sistem tasarımı, motor uygulaması, motor ayarlaması ve uygulanılan çevrim ile etkilenir.

EGR sistemleri, diğer egzoz kirletici maddelerini azaltmaz. Fakat retrofit uygulamalarında, alçak-basınçlı EGR'in katalizör bazlı bir DPF'le birleştirildiği sistem azaltabilir. Böyle sistem PM'de 90% azalma CO ve HC'de 90% 'dan fazla azalma sağlar. Ayrıca sistemde EGR, DPF tarafından oluşturulan NO2'i azaltmaya yardımcı olmaktadır.

BÖLÜM 3

3.1. Dizel Partikül Filtre(DPF)

Dizel motorlarda NOx emisyonlarını minimize edecek yakıt enjeksiyon kontrol stratejisi maalesef ki partikül madde (PM) emisyonunu arttırmaktadır.

PM oluşumu motorunun yük durumuna göre değişen hava fazlalık kat sayısının bir fonksiyonudur ve maksimum motor gücünü sınırlayabilmektedir. Genelde PM oluşumu dizel motorlarda yanmasının bir safhasıdır. Bu nedenle başlangıçta oluşan karbonun büyük bir kısmı tekrar yanmaktadır. Ancak gücü arttırmak amacı ile yanma odasına fazla miktarda yakıt gönderildiğinde, yeterli oksijen bulunmadığı için egzoz gazları içerisinde bir miktar PM bulunacaktır.

PM motor yağının aktivitesini düşmektedir. Son derece aşındırıcı özelliğe sahip olan PM motorda yıpranmaya bağlı kalıcı hasarlar oluşturmaktadır. Bu parçacıklar çok küçük olduğu takdirde birbirine yapışarak büyümekte ve yağın kaydırıcı özelliğini engellemektedir.

Ayrıca akciğerlerimize kadar girebilen 10 µm.’nin altındaki PM solunum sisteminde birikerek ciddi sağlık problemlerine yol açabilirler. DPF egzoz gazındaki PM’i oksitleyerek dışarı atılmasını engelleyen ve azaltılmasını sağlayan en etkin çözümdür.

3.2. PM oluşumu

Dizel motorunda hem karışım hem de yakıt cinsi PM oluşumuna sebep olmaktadır. Oksijence fakir ortamda bulunan yakıt moleküllerinin ısıl parçalanması özellikle hidrojenlerin kolayca oksitlenmesi, karbonların ise oksitlenemeden ortamda çoğalması durumunda partikül maddenin çekirdeğini oluşturan is oluşmaktadır. Şekil 3.1’de görüldüğü gibi PM yapısı incelendiğinde oluşan is tabakasının etrafında VOC, sülfat, H2O ve iz metaller gibi bileşiklerin bulunduğu görülmektedir.

Şekil 3.1:PM emisyonlarının yapısı [24].

(VOC+sülfat+H2O+ iz metalleri)

(VOC+sülfat+H2O+ iz metalleri)

Partiküller çapları bakımından tehlike sınıflandırmasına oluşturmaktadırlar. Yani partikül çapı küçüldükçe çevresel ve sağlık açısından tehdidi de büyümektedir. PM, dizel motorlarda düşük kükürtlü yakıt kullanılması ve yakıt enjeksiyon sisteminin optimizasyonu ile büyük ölçüde azaltılabilmektedir.

3.3. PM ve Standartlar

DPF dizel kaynaklı partikül emisyonlarının Euro 3 emisyon standartlarına getirilmesinde temel etkendir. İlk kez partikül filtre teknolojisi 1992 yılında New York City'de 400 otobüste test edilmiştir. Sekil 3.2'de bu ilk elektrik ısıtıcılı DPF'nin şematik yapısı gösterilmektedir. Sisteminin filtresinde toplanan partiküller periyodik olarak imha edilmektedir. Filtre optimum yüke ulaşana kadar partikül ile dolmaktadır ve daha sonra körük ve ısıtıcı tekrar sistemi eski haline getirmektedir. Partikül yükü, emilen hava akışı, filtre basıncı ve filtre giriş sıcaklığı ölçülerek belirlenmektedir [25].

Şekil 3.2: Elektrik Isıtıcılı Tip DPF Sisteminin Şematik Yapısı [25].

Daha sonra sisteme brülör ve kısma sistemi eklenerek, bir dış ısıtıcı kaynak yardımıyla partiküller yakılır hale getirilmiştir. Bu sistem aktif rejenerasyon sistemi olarak isimlendirilmektedir ve birinci kuşak DPF teknolojisi olarak görülmüştür. Fakat bu teknolojide filtre basıncının artarak düşmesi yakıt tüketimini artırmaktadır. Bundan dolayı ve sistemin karmaşıklığı birinci kuşak DPF'nin sonunu getirmiştir. DPF teknolojisi farklı bir boyutta gelişerek ikinci kuşak pasif rejenerasyon DPF teknolojisi oluşmuştur [26]. Bu sistemde yakıt katkıları ve katalizör kullanımıyla PM emisyonları azaltılmaya çalışılmıştır.

Daha sonra Jhonson Matthey devamlı rejerenasyon teknolojisi (CRT) geliştirerek dikkatleri üzerine çekmiştir. Sekil 3.3'de CRT tipi partikül filtresi gösterilmektedir. CRT teknolojisinin temeli partiküllerin kolayca NO2 ile oksitlenmesine dayanmaktadır. 550 ˚C'nin üzerindeki sıcaklıkta karbon, oksijenle oksitlenirken, NO2 ile 250 ˚C'de reaksiyona girmeye başlamaktadır. CRT, üst kısımda oksidasyon filtresi ve alt kısımda seramik filtre olmak üzere iki filtreden oluşmaktadır. Dizel emisyonlarında var olan nitrit oksit (NO) oksidasyon katalizörüne girerek NO2 oluşturur. Daha sonra oluşan NO2 alt filtreye girerek partiküllerle reaksiyona girer. CRT teknolojisi ile PM emisyonları %90 oranında azaltılmaktadır. CRT sisteminin başarılı bir şekilde çalışabilmesi için egzoz gaz sıcaklığının 275 ˚C üstünde olması, yakıttaki sülfür içeriğinin 500 ppm'den az olması ve NOX /PM oranının 20'den büyük olması gerekmektedir [27].

Şekil 3.3: CRT Tipi Partikul Filtresi [27].

Euro 4 standartlarında ağır ticari araçlarda PM emisyonu Euro 3, 100 mg/kWh değerinden 20mg/kWh’ye inmiştir, yani %80 oranında azaltılmıştır. Euro 5 standartında değişmeyen bu değer 2011 yılında kabul edilecek Euro 6 standartında 2 mg/kWh olacağı planlanmıştır. Bu hedef geliştirilmiş egzoz gazı kontrol sistemleri, temiz yakıt ve optimize edilmiş yakıt enjeksiyon sistemleri ile birlikte başarılabilecektir.

Japonya'da, 2003'ten beri, dünya da benzeri olmayan bir düzenleme gerçekleşmiştir. Bu düzenleme, 8-10 yıl önce satılan araçlar dahi egzoz gazı kontrol sistemlerinin yenileştirmesini gerektirmektedir.

3.4. Filtre Malzemesi

DPF’ de ana eleman Şekil 3.4’de gösterilen 0,1 mikron genişliğindeki gözenekleri sayesinde çok yüksek verimlikte filtrasyon yapan filtredir. Tek parça, metalik ve seramik filtre sistemleri vardır. Çok sayıda paralel kanalla meydana getirilen seramik partikül filtredeki kanallar alternatifli olarak açık ve kapalıdır. Dolayısıyla, egzoz gazı petek yapının gözenek duvarlarına doğru akmak zorundadır. Bu da katı partiküller gözeneklerde birikmesine neden olmaktadır. Filtre materyalinin porozitesine bağlı olarak bu filtrelerin filtrasyon verimi %97’ye çıkabilmektedir [28].

Şekil 3.4.DPF filtre sistemi [28]

3.5. Rejenerasyon Sistemi

Filtreye biriken katı partiküllerin rejenerasyonu için 2 yöntem vardır.

3.5.1. Aktif yöntem: Şekil 3.5’de görüldüğü gibi filtre edilen ve DPF nin içinde hapsedilen parçacıklar, filtrenin durumuna göre yaklaşık her 400-500 km de yakıt ilavesi yaparak yeniden yanma işlemi (550 °C) ile rejenere edilir. Pasif rejenerasyon sırasında katalizatörde birikmiş olan kurum yavaş ve zarar vermeyecek bir şekilde CO2’ye dönüştürülür. Uzun süre düşük yükle kullanımda, örneğin şehir içi trafiğinde, her 1000 ila 1200 km de bir egzoz gazı sıcaklığının aktif olarak yaklaşık 600°C’ye çıkarılması ilave bir filtre rejenerasyonu yapılmasını sağlar. Filtrede birikmiş olan partiküller bu sıcaklıkta yanar. Katkılı sistemlerde katkı, kurumun yanma sıcaklığının yaklaşık 500°C ’ye düşürülmesine yarar. Sürüş tarzına bağlı olarak her 500 ila 700 kilometrede bir rejenerasyon gereklidir. Katkı kullanılmayan dizel partikül filtreleri, partikül filtresinin motorun yakınına yerleştirildiği araçlarda kullanılır.

Egzoz Girişi

Şekil 3.5: Dizel partikül fitlere için rejenerasyon [28].

3.5.2. Pasif sistem: Bu sistemde partikül katalitik konvertörle yanıp kül olmaktadır. Bunun için, dizel yakıtta seriyum ve aktif demiri içeren katkı maddeleri normal egzoz gazı sıcaklığında partiküllerin yanabilirliğini azaltır. Katkılı sistemler, partikül filtresinin motorun yakınına konumlandırılmasının mümkün olmadığı araçlarda kullanılır [28].


1. Leonidas Ntziachristos [29] tarafından yapılan çalışmada güncel teknoloji olan iki farklı DPF sistemleri ile donatılmış dizel araçlarda emisyon performansı incelenmektedir. Ölçümler Avrupa soğuk motor çevriminde yürütülmektedir (Yeni Avrupa Sürüş çevrimi-NEDC). Buna ek olarak, farklı kükürt içeriği olan fakat aynı özellikli iki yakıt, kükürt oluşumunun ekstra faydasını keşfetmek için test edilmiştir.

Yakıt ve Taşıt özellikleri: Direkt enjekte etmenin olduğu common rail ile donanımlı ve Euro 3 emisyon standartlarını karşılayan dizel motorlu 1.9 dCi Renault Laguna 2001 model taşıt bu çalışmada kullanılmıştır. Bu taşıtta PM emisyonları, yüksek basınç yakıt enjekte etmesi ve iki dizel oksidasyon katalizörü ile dizi halinde kontrol edilmiştir. Kontrol sebebi hangisinin PM' nin uçucu içeriğini azalttığını belirlemektir.

İki yakıt türü partikül emisyonlarında kükürdün etkisini belirlemek için kullanılmıştır. Yakıt düzenlemesinde tek fark, onların kükürt içeriğidir. Daha yüksek kükürt yakıtı (HSF-38ppm), kükürt bileşikleriyle daha düşük kükürtten ( LSF-8ppm) türetilmiştir

DPF özellikleri: İlk sistem, partikül tutuşturma sıcaklığını (CeDPF) azaltması için Ce-temelli bir katkı maddesinden faydalanır ve daha geniş bir egzoz gaz sıcaklık alanında oluşmasına izin verilmiştir. Yakıtta Ce’nin konsantrasyonu, bu ölçümler için 25 ppm olarak ayarlanmıştır. İkinci sistem, katalizör partikül filtresiydi (CSF) ve DPF ile aynı malzemeden ve aynı boyutlarda yapılmıştır. İkinci filtrede Pt-katalizörün bulunması partikül oksidasyonunu destekler ve bu yüzden başka hiçbir katkı maddesi gerekmemektedir. Materyal gözenek ve ortalama gözenek boyutu, CeDPF’den daha büyüktür.

Şekil 3.6 farklı DPF sistemlerinin ve yakıt çeşitlerinin iki sürüş çevriminde emisyonlara etkisini gösterir, Şekil 3.6 a, NEDC çevriminde her kirletici madde için taşıt emisyon standart düzeyini kapsamaktadır. CO, Euro 3 (0.64g/km) emisyon standartının üç kat aşağısındadır. Şekil. 3.6 b ise ARTEMİS çevriminde her kirletici madde için taşıt emisyon standart düzeyini kapsamaktadır. Sıcak motor ARTEMIS çevriminin üzerinde CO bulunma sınırındadır.

Şekil 3.6: Farklı yakıt ve taşıt konfigirasyon çalışmasında emisyonlar[29].

Hidrokarbonlar için hiçbir emisyon standartı bulunmamaktadır. Hidrokarbonlar için sınır değer sadece (0.56 g/km) NOx + HC ve (0.50g/km) NOx emisyon standartlarının arasında fark olarak belirlenmektedir. Genelde, emisyon düzeyleri soğuk motor NEDC için 50% çizgisinin aşağısındadır ve sıcak motor ARTEMİS çevriminde daha fazla azaltılmaktadır.

NOx, önemli dizel kirletici maddelerinin biridir. Genelde, motor üreticileri, (Yakıt zamanlaması, EGR, vb.) yanma parametrelerini ayarlayarak motorda NOx emisyonlarına etki edebilmektedir. NOx emisyonları NEDC’de, emisyon standartının 70%i kadar çıkmıştır. Artemis çevriminde ise bu değer emisyon standartından %25 az şeklindedir. Buda DPF ile hiçbir hissedilir etki gerçekleşmediğini göstermektedir.

Emisyon Oranı(g/km)

Emisyon Oranı(g/km)

Şekil 3.7‘de iki sistemin PM emisyonu için verim oranı karşılaştırmıştır. İki DPF sisteminin akış yönü konsantrasyonunda tekrarlanabilirlik ve ölçülebilirlik farkı vardır. Özellikle Artemis sürüş çevriminde CeDPF konfigürasyonu CSF’den %40-50 düşük seviyelerle sonuçlanır.

Şekil 3.7: Farklı yakıt ve taşıt konfigirasyonun çalışmasında PM kütlesi [29].

Bu yüksek verim oranlarının sonucunda kullanılan iki farklı teknoloji filtresi ile yaklaşık km başına 1014 katı partikül dağılımı km başına 1011 katı partikülüne ulaşmaktadır. Dikkate alınan PM kütleleri ile kullanılan DPF sistemleri egzoz emisyonlarını 40 mg/km’den 1mg/km ‘ye azaltmaktadır. Bu %95-98,5 oranında verim oranıdır anlamına gelmektedir.

4. Takehiko Morozumi [30] tarafından yapılan çalışmada ise Japon emisyon stanadartlarını karşılamak için 2-adımlı DPF sistemine sahip olan gelişmiş DPF sistemi tanımlamaktadır. Çalışmada kullanılan ağır ticari taşıt motoru, 4,3litredir ve içinde 4 silindirle, doğrudan enjeksiyon sistemi vardır. Gelişmiş egzoz emisyon hattı, araya eklenmiştir ve motor test sonuçları Şekil 3.8 ‘de gösterilmektedir. Bu sistemin en dikkate değer özelliği küçük boyutlandırılmasıdır.

“μ (mikro) DPF olarak isimlendirilen küçük boyutlandırılmış DPF, egzoz emisyon çıkış yerine yakın yerleştirilmiştir. Ana DPF ise , " m DPF'' olarak isimlendirilir. Motorun, düşük hız ve yükte çalışması durumunda mDPF’e ulaşan egzoz gaz debisi ve gazın sıcaklığı oldukça düşüktür. Bu durum PM oksidasyonunu olumsuz etkiler. Egzoz gazı μ DPF'e daha kısa sürede ulaştığı için gaz sıcaklığı hala yüksektir ve bu sebeple PM oksidasyonu daha yüksek verimde gerçekleşir. Her egzoz gazı akış rotasındaki değişiklik, motor hızı ve yük içinhazırlanan haritaya göre (Şekil 3.9) gerçekleşmektedir.

Normal operasyonda egzoz gazı, mDPF'e ulaştığında, gazın bir parçası µDPF de sıcaklığı yüksek tutmak için ayrılmıştır. Sisteme eklenen valf µDPF’deki sıcaklığı yüksek tutarak (µDPF’ e gönderilen egzoz gazı sayesinde) DPF’in aktif halde kalmasını sağlamaktadır. Ayrıca, NOx'in azalma miktarı EGR yoluyla kontrol edilmiştir.

Şekil 3.8: NOx-PM yasası için 2-adımlı DPF sistemi [30].

Şekil 3.9: 2 aşamalı DPF’in kontrol sistemi [30].

Motor

Hava temizleyici

EGR valfi

Emme Valfi

m DPF

m DPF

µ DPF

Emme Valfi

Seçici Valf

Motor Rev. (rpm)

Şekil 3.10’da bu yeni sistem ile orijinal DPF sistemindeki tüm emisyonlar kıyaslanmıştır ve Japon standartlarına uyum sonuçları gösterilmektedir. PM emisyonunun büyük miktarı orjinal motorda substratın karakteristikleri yüzünden biraz daha fazla gözlenmiştir. Yine de, bütün emisyon sonuçları Japon standartlarında gerektirilen azalma düzeyine uymaktadır.

SONUÇ

Dizel motorlardan kaynaklan egzoz gazlarının hepsinin oluşumunu kaynağında minimize etmek en etkin yöntemdir. Fakat kaynağında yok edilebilmesi için gerekli teknoloji henüz bulunmamaktadır. Bundan dolayı egzoz gazları yanma odasından çıktıktan sonra kontrol edilmesi gerekmektedir. Fakat dizel motorlarda en çok ve zararlı olan PM ve NOx emisyonlarının giderilmesi eş zamanlı gerçekleşememektedir. NOx giderimi için kullanılan EGR ve SCR sisteminde NOx yüksek oranlarda azaltılırken PM oluşumuna neden olunmaktadır. Kullanılacak DPF ile PM giderimi sağlanırken ek masraf ve alan sorununa neden olmaktadır. Yanma esnasında PM oluşumunu minimuma indirmek için yakıt enjeksiyon sistemleri ve yanma odası optimizasyonu etkin bir yöntem olmuştur. Fakat bu durum NOx emisyonlarının artmasına sebep olmaktadır. NOx’lerin gidermek için SCR sistemlerini kullanmak genelde Avrupalı üreticilerin tercih ettiği çözümdür.

Şekil 3.10: Orijinal motor ile yeni sistem arasında Egzoz Gaz Emisyonlarının karşılaştırılması [30].

EgzozGaz

Emisyonları(g/kWh)

Orjinal Motor

Yeni sistem

Bölüm 4

4.1. Sürüş Çevrimi

Hızlı bir şekilde gelişen şehirleşme sonucunda ulaşım kaynaklı emisyonların artması şehirlerde insan sağlığı ve çevreyi olumsuz yönde etkilemektedir. Bu etkileri sınırlamak için motor test laboratuarlarında egzoz emisyonunun kontrolü amacıyla standart testler yapılmaktadır. Bu standart testler, taşıt üretici ve alıcılarıyla emisyon kontrolü sağlayan ilgili yasal kurumlara farklı taşıt modellerinin egzoz emisyonu hakkında bilgiler sağlamaktadır.

Modern şehirlerde atmosferdeki kirliliğin en önemlisini araç emisyonları oluşturmaktadır. Bu yüzden yapılan testler ve bu testler esnasında yapılan ölçümlerin sağlıklı bir şekilde yapılması ve doğru sonuçları içermesi son derece önemlidir. Çoğalan araç sayısı özellikle son yıllarda karışık trafik problemleri ile emisyonlar ve yakıt tüketiminde önemli sonuçlar ortayaçıkmıştır. Bu şehirlerde atmosfere salınan CO emisyonlarının hemen hemen tümünü, HC emisyonlarının ve VOC’lerin % 75’ ini ve NOx’lerin %65’ini motorlu taşıtlar oluşturmaktadır[31].

Mevcut emisyonların minimizasyonu için alternatif teknolojiler arasında Hibrit araçların tercih edilmesindeki en önemli nokta ulaşımdan kaynaklanan sera gazı emisyonlarını sınırlandırmasıdır. Hibrit araçların şimdiki sayıları azdır fakat yapılan çalışmaların sonuçlarıbize ulaşımdaki temiz teknolojiler için bekleneni hibrit araçların sağlayacağını göstermektedir. Petrol fiyatlarındaki son artışlar; ulaşımdan kaynaklanan CO2 emisyonlarını azaltma ihtiyacını, yakıt verimini sağlayarak hava kalitesini geliştirmeyi ve düşük emisyonlu araç teknolojilerinin ihtiyacını politika yapıcılar tarafından gündeme getirmiştir. İstenilen çok düşük kirletici emisyon sınıfları ve yakıt ekonomisi konuları birleştirildiğinde meydana gelen teknoloji hibrit elektrikli araçlar olarak belirlenmiştir. Hibrit elektrikli araçların kontrol stratejilerinde şehir otobüsleri çevrimi büyük öneme sahiptir. Hibrit elektrikli otobüsün en uygun kontrol stratejisi için gerçek bir otobüsün sürüş çevrimi gerekmektedir. Sürüş çevriminin bilinmesi yakıt ekonomisi üzerinde büyük değişiklikler sağlamaktadır.

Mevcut sürüş çevrimleri araçların çeşitli yollarda yakıt tüketimi ve kirletici emisyonlarını belirlemek için farklı şehirlerde hazırlanmıştır. Sürüş çevrimleri araç hızının zamana karşı temsilci verilerinin toplanmasıyla oluşmaktadır. Ortak olarak kullanılan çevrimler Avrupa’da NEDC, Amerika’da FTP-75 ve Japonya’da 10-15 Mode’dur. Motorlu araçlardan kaynaklanan emisyonlar temel olarak trafik yoğunlukları ile bağlantılıdır. Sürüş çevrimlerinin gelişimini sağlamak için şehir içi trafiğini temsil eden bir hız - zaman grafiğine ihtiyaç duyulmaktadır. Yakıt tüketimi ve egzoz emisyonlarını değerlendirmesinde şasi dinamometresikullanılmaktadır.

Sürüş çevrimleri 2 ana kategoride incelenmektedir. Birincisi hükümetler tarafından uygulanan “FTP-75” (ABD), “NEDC” (AVRUPA) ve “10-15” mode (JAPONYA)’dur. İkincisi ise taşıt kaynaklı emisyonların ve yakıt tüketiminin değerlendirilmesi amacıyla geliştirilen yasal standart olmayan ”Hong Kong”, “Sidney”, “Atina sürüş çevrimi (ADC)” gibi sürüş çevrimleridir.

Sürüş çevrimlerini geliştirmek için 2 yol bulunmaktadır. İlk yol sabit hızlanma, yavaşlama ve hız süreleri ile çeşitli sürüş modları oluşturmaktır (NEDC ve ECE gibi). Diğer yol gerçek sürüş verilerine başvurarak “gerçek dünya” çevrimleri geliştirmektir (FTP-75 ve ADC gibi).Gerçek çevrimler yolda olduğundan daha tecrübeli, daha dinamik ve hızlanma yavaşlamaları daha çabuk yansıtan modellerdir.

Araştırmacılar araçların emisyonlarının ölçümünde dinamometre testleri için sürüş çevrimleri geliştirmişlerdir. Sürüş çevrimleri özel şehir veya bölgeler için sürüş davranışının temsilci hız-zaman profilini sağlamaktadır. Sürüş çevrimleri uygulamaları geniş menzillerde test ederek sağlanabilir. Standart sürüş çevrimlerinden FTP ve ECE çevrimleri geniş menzillerde uygulamalar yapılarak kanuni emisyon limitlerine uyum sağlaması için, araçların yapım ve pazarlama aşamalarında kullanılmışlardır. Sürüş çevrimleri aynı zamanda araştırmacılar tarafından araçlardan kaynaklanan kirleticilerin hesaplanmasında ve yakıt tüketiminin belirlenmesinde kullanılmışlardır.

Güncel sürüş çevrimleri yollardan toplanan sürüş verileri ile geliştirilmiştir. Seçilen rota tipleri genellikle araç tipleri ile ilişkilidir.

Araştırmacılar; her şehirde eşsiz sürüş karakteristik özellikleri (farklı araç donanım bileşimleri, sürüş davranışları ve yolun topografik özellikleri) olduğu konusunda fikir birliğindedir.

Avrupa sürüş çevrimi ile tahmin edilen toplam egzoz emisyonları Türkiye’deki ulaştırma kaynaklı toplam egzoz emisyonlarını yeterince iyi temsil etmediği belirlenmiştir[32]. Şu anki sürüş çevrimlerinde ivmelenme, aktiviteler ve soğuk motor modunda harcanan zamanları daha az yansıttığı için bazı problemlerle karşılaşılmaktadır. Bu yüzden çevre koruma yönetimleri bir araya gelerek farklı bilgiler kullanıldığında her şehrin kendine uygun sürüş çevrimlerini geliştirmeleri gerektiğini belirtilmiştir.

Birçok Avrupa ülkesinde, Amerika, Japonya ve Kanada’da yeni taşıt modellerinin egzoz emisyon kontrolü amacıyla standart testler yapılmaktadır. Bu standart testler, taşıt üretici ve alıcılarıyla, emisyon kontrolü sağlayan ilgili yasal kurumlara, farklı modellerin egzoz emisyonu ve yakıt ekonomileri hakkında bilgiler sağlamayı amaçlamaktadır. Yakıt tüketimi ve emisyon testleri dinamometrede gerçekleştirilmektedir. Egzoz borusundan toplanan emisyonlar ölçülmekte ve aracın performansı gösterilmektedir. Bazı sürüş çevrimleri teorik olarak türetilmektedir ve bunlar Avrupa Birliği tarafından tercih edilmektedir. Oysa diğer yapılan gerçek sürüş çevrimi ile yapılan ölçümler sürüş örneği için daha temsilci nitelik taşımaktadır.

4.2. Günümüzde ABD, AB, ve Japonya da kullanılan çevrimler

Şehir İçi Test Çevrimi:

Taşıtın şehir içinde gerçek seyri esnasında ortaya çıkan şartlarda maruz kaldığı kuvvetlerin ve diğer özelliklerin test taşıtına laboratuarda uygulanabilir hale getirilerek test yapılmaktadır. Ancak standart testlerden elde edilen sonuçlar gerçek seyir koşullarını sağlayamamaktadır. Çünkü taşıtın seyir esnasında etkilendiği yol, yuvarlanma ve hava direncide farklı olmaktadır. 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 edilmektedir.

Standart Testler:

Bu testlerde uluslararası anlaşmalar gereği belirlenmiş yöntemler uygulanmaktadır ve testler genellikle şehir içi sabit hız testleri şeklinde verilebilmektedir. Mevcut sürüş çevrimleri; Farklı birçok ülkede temsil niteliği taşıyan çeşitli sürüş çevrimleri geliştirilmiştir. En önemli sürüş çevrimleri Amerika, Avrupa ve Japonya’da kullanılan çevrimlerdir.

Amerika’da “FTP-75” , “SFTP” , “IM-240” ve “LA92” Japonya’da “10-15 mode” ve “13-mode” Avrupa’da ECE + EUDC çevrimleri kullanılmaktadır.

4.2.1. Amerika Sürüş Çevrimi (FTP-75) FTP-75 (Federal Test Procedure) akış şeması Şekil 4.1.de görüldüğü üzere;

1. Soğuk başlangıç (cold start) safhası2. Geçici (transient) safhası3. Sıcak başlangıç (hot start) safhası şeklindedir

Çevrimin parametreleri:

Uzunluk : 11.04 miles (17.77 km) Süre : 1874s Ortalama hız : 21.2 mph (34.1 km/h).

Şekil 4.1: FTP-75 Çevrimi [33].

4.2.2. Japon Sürüş Çevrimi

Şekil 4.2’de görüldüğü gibi Japon sürüş çevrimi iki ayrı mode çevriminden oluşmaktadır. Bunlar; 11-10 ve 10-15 mode çevrimidir. 11 mode testinde; çevrim dört defa olmak üzere soğuk taşıtta gerçekleşmektedir. 10 mode test çevrimi altı defada rejim hali koşularını gerçekleştirmek 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 gerekmektedir. Çevrimin uzunluğu 4.16 km, ortalama hız 22.7 km/h, süresi 660 s’dir.

Şekil 4.2: Japon 10-15 Mode Çevrimi [33].

Soğuk başlangıç0-505 sn

Geçici safha505-1369 sn

Sıcak başlangıç0-505 sn

ZAMAN (sn)

HIZ

mil/h

HIZ

km/h

ZAMAN (sn)

4.2.3. Avrupa Sürüş Çevrimleri

4.2.3.1. Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi (New European Driving Cycle (NEDC))

Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi hafif araçların emisyonları ve yakıt tüketimi konusunda değerlendirmeler yapmamızı sağlayan ve birçok şehir tarafından örnek çevrim olarak kullanılan bir çevrimdir. NEDC Şekil 4.3’de görüldüğü gibi şehir içi sürüş çevrimi ve şehir dışı sürüş çevrimlerinin bir araya getirilmesiyle oluşmaktadır.

Tablo 4.1: NEDC parametreleri

Parametreler Birimler ECE 15 EUDCUzunluk Km 4×1.013=4.052 6.955Süre S 4×195=780 400Ortalama hız km/h 18.7 (rölanti ile) 62.6Maximum hız km/h 50 120

Şekil 4.3: NEDC sürüş çevrimi [33].

ZAMAN (sn)

HIZ (km/h) Şehir içi Kısım Şehir dışı Kısım

4.2.3.2. Avrupa Sabit Çevrimi (European Stationary Cycle (ESC))

Çevrim araç motoru kullanılarak motor dinamometrede gerçekleştirilmektedir. Ağır vasıtaların sürüş çevrimleri genellikle motor dinamometre üzerinde oluşmaktadır. Çevrimin oluşturulmasında yük durumu, motor hızı gibi parametreler şekil 4.4’de görüldüğü gibi önem taşımaktadır.

Şekil 4.4. Avrupa Sabit Çevrimi (ESC) [33].

4.2.3.3. Avrupa Değişken Çevrimi (European Transient Cycle (ETC))

Avrupa Değişken Çevrimi Almanya’nın Aachen kentinde gerçek sürüş ölçümleri toplanarak ağır vasıtaların sürüş çevrimini göstermektedir. Çevrim Şeki 4.5’de görüldüğü gibi 3 kısımdan meydana gelmektedir. İlki hızın maksimum 50 km/h olduğu şehir içi trafiği yansıtan kısım,ikincisi ortalama hızın 72 km/h olduğu kırsal kesim ve sonuncusu ortalama hızın 88 km/h olduğu otoyol kısmıdır.

Şekil 4.5: Avrupa Değişken Çevrimi (ETC) [33].

Personelin ilave olarak belirlediği noktalarYük

(% )

Motor hızı (%)rölanti

Araç Hızı(km/h)

ZAMAN (sn)

Şehir içi

Kırsal bölge Otoyol

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

4.3. Gerçek Dünya sürüş çevrimi

Sürüş çevrimlerinin gelişimi için Şekil 4.6’da görülen 4 adımda oluşan yöntemin uygun olduğu tahmin edilmektedir[31].

(1) işletim durumunu ve aracın kullanımını gözlem yapmak,

(2) sürüş durumunun analiz edilmesi,

(3) araç gezilerinin analiz edilmesi,

(4) sürüş durumunda olduğu gibi karakteristik özelliklerini ve gezi biçimlerini çoğaltarak temsilci sürüş çevrimini geliştirmek. Gerçek sürüş çevrimleri mevcut sürüş durumunu en iyi şekilde görmemizi sağlamaktadır.

Şekil 4.6: Sürüş çevrimlerinin geliştirilmesi akış şeması [31].

Şasi Dinamometre Ölçümü

Sürüş ÇevrimiAracın Coğrafik Durumu (GPS)

Yol / İrtifa / Kalite

(İvmeölçer)

Araç Sürüş Parametreleri (Yerleşik Sistem)

Verilerin Toplanması

Yazılımın İşlenmesi

Emisyon ve Yakıt Tüketiminin Değerlendirilmesi

Emisyon ölçüm yöntemlerinden Labaratuar test ölçümü Şekil 4.7’de gösterilmektedir.

Şekil 4.7: Otomobiller için Emisyonların ölçüm yöntemi [33].

4.4. Şehir içi yolcu otobüsü temel sürüş karakteristikleri

Sürüş çevrimlerinin gelişmesine bağlı olarak hibrit elektrikli otobüslerin kontrol stratejileri en uygun hale getirilmiştir. Otobüs tüm hareket zamanının % 25.3 ‘ü park zamanı, %69.1 ‘i hızlanma ve yavaşla zamanı, %5.6 ‘sı hız zamanı olarak hesaplanmıştır [34]. Çin’de yapılan bu araştırmada şehir içi otobüslerinin güncel olarak ölçümleri yapılmış ve aşağıdaki sonuçlar çıkmıştır. Otobüslerin hızlanmaları ve yavaşlamaları arasında çok sayıda değişim gerçekleştiği için yakıt tüketiminde farklı sonuçların çıkmasının nedeni; duruş sürelerinin yüksek olması ve sabit hız sürelerinin düşük olmasıdır.

Tablo 4.2: Hibrit Elektrikli Otobüs Seyir Hali Parametreleri

Duruş süresi(sn)

Hızlanma (İvmelenme)(m/sn2)

Yavaşlanma(İvmelenme)(m/sn2)

Sabit hız(km /h)

Ortalama Değer

15,6 0,35 -0,41 18,7

Alansal Farklar

12,2 0,21 0,26 8,6

Dağılım Oranları

%25,3 %38,6 %30,5 %3,6

EGZOZ GAZLARI

EGZOZ TOPLAMA TORBASI

HAVA GİRİŞİ

EMİSYON ÇIKIŞI

4.5. Sürüş Çevrimlerinin Karakterizasyonu

NEDC’ den hız-zaman verileri belirlenerek daha sonra yapılacak çalışmaların temel değerleri belirlenmiştir. Bu veriler kullanılarak ivme-zaman grafiği ve hız değerlerinin ivme değişimlerine göre yoğunlukları belirten sonuç histogramı çıkarılmıştır.

Şekil 4.8: Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi(NEDC)

Şekil 4.8’de görüldüğü gibi hız-zaman grafiği incelendiğinde 800 sn’den oluşan 4 adet birbirini tekrarlayan şehiriçi trafik durumunu (max. hız: 50 km/h) ve 380 sn’den oluşan 1 adet şehirler arası trafiği (max. hız: 120 km/h) yansıtan hız değerleri gözlenmektedir. Toplamda 1180 sn’den oluşan NEDC çevrimi gerçek sürüş verilerinden oluşmadığı için trafik durumunu tam anlamıyla yansıtmamaktadır.

Şekil 4.9: NEDC ivme-zaman grafiği

Şekil 4.9’da görüldüğü gibi pozitif ve negatif ivmelenmelerin tüm çevrim boyunca ne şekilde değiştiği görülmektedir. Aracın harekete başlamasıyla meydana gelen hızlanma sonucu pozitif ivmelenme, frene basıp yavaşlamaya başlamasıyla ise negatif ivmelenmeler oluşmaktadır. İvme değerlerinin aracın hızına göre nasıl değiştiğini daha iyi anlamak için ivme değerleri ile hız değerleri aynı grafikte Şekil 4.10’da gösterilmiş ve zamana karşı değişimleri görülmüştür.

Şekil 4.10: NEDC ivme-hız-zaman değişim grafiği

MATLAB programı kullanılarak hız ve ivme değerleri arasındaki yoğunluklar hesaplanmıştır. Bu hesaplamada hız değerleri: 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 ve 100-120 km/h aralıklarında ve ivme değerleri: <1.4, (-1.4)-(-0.6), (-0.6)-(-0.2), (-0.2)-(0.2), (0.2)-(0.6), (0.6)-(1.4) ve >1.4 m/s2 değerleri arasında frekanslar ölçülmüştür. Bu program ile her bir hız aralığına karşılık ivme aralıklarında bulunan tekrarlanmalar sayılmış ve araç karakteristik özelliklerinden frekanslar Şekil 4.11’de sunulmuştur.

Şekil 4.11: NEDC hız-ivme-frekans histogramı

İvme- Hız – Frekans grafiği incelendiğinde hız değerlerindeki yoğunluk düşük hızlarda, ivme değerlerindeki yoğunluk ise (-0.2) ile (0.2) aralığında olduğu gözlenmektedir. Bu çevrimin incelenmesinden ortaya çıkan sonuç ise araçların düşük hızlarda daha çok seyir ettiği ve yüksek değerli ivmelenme oranlarının fazla olmadığıdır.

4.6. Sürüş Çevrimi Oluşturulması

Sürüş çevrimi oluşturulmasında dikkat edilecek bilgilerin tümü incelenmiştir. Yurt dışında bu konuda yayınlanmış çalışmalar gözden geçirilmiş ve ülkemizde bu konu ile ilgili ön çalışma çapmış olan kişilerden bilgiler alınmıştır. Yapılan tüm çalışmalar sonucunda sürüş çevrimi oluşturulması konusunda önemli bilgiler toplanmış ve hayata geçirilmek üzere hazırlanmıştır.

Temsilci rotaların belirlenmesi ile başlayan sürüş çevrimi oluşturulması gerekli parametrelerin belirlenmesi ile devam etmektedir. Gerçek sürüş verilerinin toplanması ile milyonlarca veri elde edilmekte ve bu veriler istatistiksel hesaplamalar (chi square testi, correspondence analysis v.s.) sonucunda azaltılarak temsil niteliği taşıyan sürüş çevrimi hesaplamalar sonucunda ortaya çıkmaktadır. Belirlenen sürüş çevrimi seçili bölgenin gerçek verilerinden hesaplandığı için bölgenin trafik durumunun en iyi yansımasıdır.

Ki – Kare (Chi-Square) Testi; [35] Bir faktörün diğer bir faktöre olup olmadığını ya da bir dağılımın homojen olup olmadığını test eder. Beklenen değerlerle gözlenen değerler arasındaki farkın anlamlı olup olmadığının testidir. Genellikle bir faktörün diğer bir faktöre bağlı olarak değişip değişmediğini veya etkisi olup olmadığının belirlenmesi amacıyla kullanılır.

Sayma verileri tek bir değişkene göre sınıflanabileceği gibi iki boyutlu bir tabloda iki değişkene göre de sınıflanabilir. Gerek tek değişkene göre sınıflanan sayma verilerine, gerekse iki boyutlu satırları ve sütunları olan tablolara (kontenjans tabloları) ki-kare testi uygulayabiliriz.

Hipotezlerin Test Edilmesindeki Adımlar ;Hipotezler kurulur

1. Anlamlılık Düzeyi (Güven Düzeyi) belirtilir. [%95 veya %99]2. Serbestlik Derecesi hesaplanır [sd=df]3. Test değeri hesaplanır. (Kikare Test Değeri)4. Anlamlılık Değeri [Sign (p)] [0-1 arasında olacaktır]5. Sonuç : [p>0,05 ho kabul – p<0,05 ho rededilir]6. Yorum

Ayrıca istatistiksel hesaplamalardan 2X metodun da formüllerinin kullanılması ile elde edilen

parametreler sentezlenerek aralarındaki ilişkiler değerlendirilmektedir. Park süresi, araç hızı, hızlanma, yavaşlama ve yolcu sayısı gibi parametreler istatistiksel hesaplamalar sonucunda sunulmaktadır. [34]

k

i i

ii

T

TGX

1

22 )(

BÖLÜM 5

5.1. Cadde Kanyonlarında Hava Kirliliğinin Modellenmesi

Kara ulaşımı, özellikle şehir içi hava kirliliğinin oluşmasının en önemli nedenidir ve bu durumun gelecekte daha da yoğun bir şekilde artacağı düşünülmektedir [36]. Hava kalitesi, insan sağlığını ve yaşam kalitesini doğrudan etkileyen bir faktördür. Temiz hava, insan sağlığı için en önemli ön koşulu olmaktadır. Yine de, Avrupa'da insanların çoğu ve özellikle büyük şehirlerde bulunanları, birçok hava kirletici maddesine maruz kalarak, risk altındadırlar. Farklı meteorolojik koşullar altında cadde kanyonlarda hava kirleticilerinin dağılımını tahmin etmek, zaman ve emek alan bir prosestir. Bu nedenle çeşitli modeller (STREET-SRI, OSPM, THOR vb.) geliştirilmiştir. Bu modeller sayesinde, cadde boyunca kirleticilerin dispersiyonu belirlenerek, o bölgedeki maruziyetin belirlenmesi sağlanmaktadır.

İnsan sağlığı üzerinde, şehir içi trafik kaynaklı hava kirliliğin olumsuz etkilerinin azaltılması ve kara ulaşımına giderek talebin artması nedeniyle, trafik kaynaklı hava kirliliği büyük bir çevresel sorun haline gelmişir. Trafik kirliliğinin etkilerini değerlendirmek amacıyla sayısal modellerin, kullanım kolaylığı ve ucuzluğundan dolayı rüzgar tünelleri ve tam ölçekli deneylere göre gittikçe artan bir kullanımı bulunmaktadır.

Cadde Kanyonlarında hava kirliliğinin modellenmesi için yaygın olarak kullanılan yöntem, Danimarka Operasyonal Cadde Kirlilik Modelidir (OSPM) [37]. WinOSPM (OSPM'in Windows versiyonu), düzenli cadde kanyonlarında(yükseklik-genişlik oranıyla) hareketsiz ve hızlı-tepki gösteren kirletici maddelerinin(mesela NO2) ve inert (mesela CO) konsantrasyonlarını tahmin etmekte güvenilir bir model olmayı kanıtlamaktadır.

Özellikle, cadde kanyonlarında, rüzgar hızının düşük olduğu ve trafik yoğunluğunun yüksek olduğu durumlarda hava kirliliği hissedilir oranda artmaktadır. Bu raporda, bu durumların araştırılması için modellemeden faydalanarak, kirletici dispersiyonunun ne boyutta olduğunu tespit edilmiştir.

5.2. STREET-SRI Modeli

Johnson tarafından yapılan çalışmada (1973) dispersiyonu ve araçların yarattığı türbülansı basitleştirilen farzlar ile tek bir kutu modeli, bir cadde kanyon alt-modeli genellikle STREET veya SRI olarak tanımlanır ki bu model inert kirleticiler (APRAC) için çok amaçlı kentsel dispersiyonu sağlamaktadır. Yol kenarında meydana gelen kirletici madde konsantrasyonlarının iki bileşene dayandığı temel alınır, şehrin arka plan konsantrasyonu ve cadde de meydana gelen araç emisyonlarından dolayı oluşan konsantrasyondur. Daha sonra, caddenin her iki tarafında ki kirletici konsantrasyonları, simule edilen alıcı noktasındaki yükseklik ve uzaklık hesaba alınarak, hesaplamalar yapılmaktadır.

Şekil 5.1: Konsantrasyonların, Direkt Ve Devir Daim Katkıların Bir Toplamı Olarak Hesaplandığı Modelde Temel Akış Şeması [38].

Şekil 5.1’de görüldüğü gibi kanyonun rüzgar yönündeki tarafında ki konsantrasyonlar, çizgi kaynağı ve alıcı arasındaki mesafenin ters orantılı olduğu düşünülerek, hesaplanmaktadır. Rüzgar tarafındaki kenarda, kanyonun üstü boyunca taze havanın caddeye girmesinden dolayı dikey bir azalma olduğu farz edilerek hesaplamalar yapılmıştır [39].

Paralel veya neredeyse-paralel sinoptik rüzgarlar için, model, spesifik dizayn edilmiş olmamasına rağmen, rüzgar yönü ve rüzgar tarafındaki değerlerin ortalaması, caddenin her iki kenarında kirletici madde konsantrasyonunu verebilmektedir. STREET- SRI, düzenli bir cadde kanyonundan veri kullanılarak parametrelere ayrılmıştır ve bu nedenle, diğer kanyon geometrilerinde uygulanmadan önce tekrar kalibre edilmesi gerekebilmektedir.

5.2.1. STREET Modelinin Uygulanması

Street modeli OSPM modeline hemen hemen yakın hesaplama tekniğine sahiptir. Bu şekilde iki model ile bulunan hesaplamaların karşılaştırılması ve sonuçların değerlendirilmesi daha kolay sağlanmış olacaktır.

Trafik kaynaklı emisyonlar, aşağıdaki formüller ile hesaplanmaktadır. Leeward, rüzgar altı yönü, windward ise rüzgar üstü yönünde birikim gösteren hava kirleticilerinin hesaplanmasında kullanılmıştır.

Çatı düzeyi rüzgarı

Devir Daim Eden hava

Rüzgar Yönü Rüzgar Tarafı

Şehir genel kirletici

)()( 2/122

Leewardhzx

Q

uu

KC

oi

i

ss

(1)

)(WindwardW

Q

H

zH

uu

KC i

ss

(2)

:K Deneysel Sabit ( K = 7)

:su Trafikten kaynaklanan rüzgar hızı ( )/5.0( smus

:oh 2m

xi ve z yatay ve dikey bileşenler “i” trafik çizgisinden alıcıya (m)

Qi : “i” trafik çizgisinin emisyon yoğunluğu (g/m.sn)

H ve W kanyonun yükseklik ve genişliği (m)

5.2.2. Modelin Uygulanması

OSPM modeli kullanılarak yapılan hesaplamalar aynı şekilde STREET modeli içinde gerçekleştirilmiştir.

Tablo 5. 1: Sakarya Caddesi için Araç sayıları ve Emisyon değerleri

Sayım Noktası

Sakarya Caddesi Toplam Emisyon Değerleri

Tarih Zaman Saat Araçhızı

(km/h)

Otobüs Araç hızı

(km/h)

Kamyon VOC(g/m.h)

NOx(g/m.h)

CO(g/m.h)

PM(g/m.h)

2007 Gündüz 10:00-

11:00

20 34 20 13 50,93 405,54 138,05 16,42

Araç Yüzdesi 0,7 0,3

Yapılan hesaplamalarda araç hızı, araç sayıları ve emisyon değerleri Tablo 5.1’den alınmıştır. Kirletici maddeler (VOC, NOx, CO ve PM) için STREET modeli ayrı ayrı uygulanmıştır.

Uçucu organik bileşik (VOC) emisyonu için;

3

2/1222/122

2/122

/0125.0

228

1

224

198.50

3600)5.05.1(

7

)()(

mgC

C

Leewardhzx

Q

uu

KC

s

s

oi

i

ss

33 /1096.35.2

98.50

5.2

25.2

3600)5.05.1(

7

)(

mgC

WindwardW

Q

H

zH

uu

KC

s

i

ss

Azot oksit (NOx) emisyonu için;

3

2/1222/122

2/122

/099.0

228

1

224

154.405

3600)5.05.1(

7

)()(

mgC

C

Leewardhzx

Q

uu

KC

s

s

oi

i

ss

3/032.05.2

54.405

5.2

25.2

3600)5.05.1(

7

)(

mgC

WindwardW

Q

H

zH

uu

KC

s

i

ss

Karbon Monoksit (CO) emisyonu için;

3

2/1222/122

2/122

/034.0

228

1

224

105.138

3600)5.05.1(

7

)()(

mgC

C

Leewardhzx

Q

uu

KC

s

s

oi

i

ss

3/011.05.2

05.138

5.2

25.2

3600)5.05.1(

7

)(

mgC

WindwardW

Q

H

zH

uu

KC

s

i

ss

Partikül Madde (PM) emisyonu için

33

2/1222/122

2/122

/1002.4

228

1

224

142.16

3600)5.05.1(

7

)()(

mgC

C

Leewardhzx

Q

uu

KC

s

s

oi

i

ss

33 /1027.15.2

42.16

5.2

25.2

3600)5.05.1(

7

)(

mgC

WindwardW

Q

H

zH

uu

KC

s

i

ss

5.3. Operasyonel Cadde Kirliliği Modeli (OSPM)

OSPM, Ulusal Çevre Araştırma Enstitüsü, Atmosferik Çevre Departmanı tarafından geliştirilen, pratik cadde kirliliği modelidir. Egzoz gazlarının konsantrasyonları, direkt katkısı için yayılım (plume) modeli kombinasyonu ve caddedeki bir kısım kirleticilerin devir daimi için kutu (box) modeli kullanılarak hesaplamalar yapılmaktadır.[40]

Kirleticilerin kaynaktan çıkarak ortama direkt katkısı, basit yayılım modeli kullanılarak hesaplanılmıştır. Bu hesaplamalarda, trafik ve emisyonların cadde boyunca (kanyon) homojen şekilde dağılım gösterdiği düşünülür. Bu hesaplamalarda, yandan esen rüzgar ihmal edilmektedir.

Başarılı bir model uygulaması için gerekli olan girdi verileri şu şekildedir;

1. Trafik verileri2. Cadde geometrisi3. Meteorolojik veri 4. Arka plan (Background) konsantrasyonu ( özellikle OSPM gibi modeller için)

OSPM bir “ tek-cadde modeli” dir, ki bunun anlamı caddedeki kirlilik seviyeleri yalnızca özellikle caddelerde trafik emisyonları kullanılarak hesaplanmakta, çevre sokaklarda ve diğer kaynaklardan gelen katkıları ise arka plan (background) kirlilik olarak değerlendirilmektedir. Bu tür verinin toplanması, külfetli bir iştir ve bu verilerin kalitesi kesinlikle, model sonuçları üstünde etkisi olacaktır.

Ulaşımdan kaynaklı hava kirleticilerinin OSPM hesaplamaları kullanılarak, modellenmesi için ilk aşama olarak, yapılan alan çalışması sonucunda elde edilmiş taşıt kategorileri ve saatlik taşıt sayılarından yararlanılarak taşıt yoğunluğu elde edilmiştir. Bu çalışmada sadece ağır ticari araçları kapsadığı için, otobüs ve kamyon olmak üzere 2 kategoride çalışılmıştır.

5.3.1. Operasyonel Cadde Kirliliği Modeli (OSPM) Uygulaması

5.3.1.1. Araçların Yaratığı Türbülans

Araç yoğunluklarını hesaplamamızın nedeni, caddelerde araçlardan dolayı oluşan türbülansın hesaplanabilmesi sağlamaktır. Araçların yarattığı türbülans aşağıdaki formül ile hesaplanmaktadır [41];

2/1222

2

W

SVNbSVNbvb ttttpppp

wo (3)

Np ve Nt sırasıyla hafif araç ve ağır araç sayısıdır. Vp ve Vt hafif araç ve ağır araçların hızları, Sp ve St araçların alanlarıdır. Sp= 2 m2 ve St=16 m2 olarak alınır. bp ve bt ise ilgili katsayılardır ve değerleri bp= 0.2 ve bt=0,6 olarak alınır.

Formülde bilinen değerleri yerine koyuldunda, trafikten kaynaklanan türbülans şu şekilde

2/13232

5.2

16.1040136.01610.40346.0

wo

saatmwo /23.2081

bulunur.

5.3.1.2. Dikey Türbülans

2

122 ))()(( wobw uaL (3)

Dikey türbülansın katkısı yukarıda verilen denklem ile hesaplanmıştır [42]. Bu denklemde yer alan a deneysel eşitlik değeri olarak 0.1’dir. L değeri H/W olarak tanımlanır ve 1.6 olarak alınır. bu değeri rüzgar hızıdır. Yapılan deneysel çalışmada rüzgar hızını yaklaşık olarak 1.5

m/s olarak alınmıştır. Elde edilen tüm değerler yerine koyulduğunda dikey

türbülans; 2

122 ))23.2081()36005.11.0((6.1 w

saatmw /23.3440

olarak bulunmuştur.

5.3.1.3. Dikey Dispersiyon

Biraz basitleştirilen bir denklem ile kirleticilerin x mesafesinde ki yayılımı olan plume dikey dağılım parametresini hesaplamak için aşağıdaki denklem kullanılmıştır [43].

ob

wxz hu

x )( (4)

Denklemde yer alan oh değeri başlangıçtaki dispersiyon olarak tanımlanmakta ve değeri 2~4

m (rüzgar hızına bağlıdır) dir.

mh o 2

mx 2

saatmz /27.32)36005.1(

223.3440)2(

olarak bulunmuştur.

5.3.1.4. Doğrudan Dispersiyon

Kirleticilerin atmosfere direkt katkısının hesaplanması amacıyla uygulanmış bir hesaplamadır. Bu şekilde trafikten kaynaklı kirleticilerin cadde içerisinde, yer seviyesinden belirli bir yükseklikte nasıl bir değişim izlediğini ve o bölgede bulunan kişilerin maruziyeti hakkında bilgi sahibi olunacaktır. Bu kapsamda hesaplamaları aşağıda yer alan denklem ile gerçekleştirilmiştir.

o

bwo

wd h

Wuh

W

QC

)/(ln

2

(5)

(5) no.lu formülden yararlanarak sırayla tüm kirletici maddelerin (VOC, CO, NOx ve PM) için ayrı ayrı hesaplanmıştır.

Uçucu organik bileşik (VOC) emisyonu için direkt dispersiyon )( dC ;

33 /1077.2

2

5.2))36005.1/(23.3440(2ln

23.34405.2

98.502

)/(ln

2

mgC

C

h

Wuh

W

qC

d

d

o

bwo

wd

Azot oksit (NOx) emisyonu için direkt dispersiyon )( dC ;

3/022.0

2

5.2)36005.1/23.3440(2ln

23.34405.2

54.4052

)/(ln

2

mgC

C

h

Wuh

W

qC

d

d

o

bwo

wd

Karbon Monoksit (CO) emisyonu için direkt dispersiyon )( dC ;

33 /10502.7

2

5.2)36005.1/23.3440(2ln

23.34405.2

05.1382

)/(ln

2

mgC

C

h

Wuh

W

qC

d

d

o

bwo

wd

Partikül Madde (PM) emisyonu için direkt dispersiyon )( dC ;

34 /10923.8

2

5.2)36005.1/23.3440(2ln

23.34405.2

42.162

)/(ln

2

mgxC

C

h

Wuh

W

qC

d

d

o

bwo

wd

5.3.1.5. Kutu Modeli

Tablo 5.2. Kutu Modeli [38].

rüzgar

Şekil 5.2.’de görüldüğü gibi kutu modelin de dispersiyon hesaplamasında cadde boyunca karışımın homojen olduğunu ve giren konsantrasyon ve çıkan konsantrasyonların eşit olduğunu düşünülerek hesaplamalar yapılmıştır.

çgiren MM

Bu formülü revize edildiğinde, cadde kanyonunda ki kirletici konsantrasyonunu hesaplamak için şu formül oluşmaktadır;

Wu

QC

CLW

uLQ

22

(6)

(6) no.lu formülü kullanarak hesaplamaları her bir kirletici için ayrı ayrı hesaplanmıştır.

Uçucu organik bileşik (VOC) emisyonu için )(C ;

Azot oksit (NOx) emisyonu için )(C ;

3/06.0

5.236005.1

254.405

2

mgC

C

Wu

QC

Karbon Monoksit (CO) emisyonu için )(C ;

3/020.0

5.236005.1

205.138

2

mgC

C

Wu

QC

33 /1055.7

5.236005.1

298.50

2

mgC

C

Wu

QC

Partikül Madde (PM) emisyonu için )(C ;

33 /1043.2

5.236005.1

242.16

2

mgC

C

Wu

QC

Yaptığımız bu hesaplamalar sonucunda Kutu Modelinde ve Direkt Dispersiyon değerlerini toplayarak rüzgar yönündeki konsantrasyon değerleri elde edilmiştir.

Uçucu organik bileşik (VOC) emisyonu için rüzgar yönü konsantrasyon değeri;

3333 /1032.101055.71077.2 mgCrüzgaryönü

Azot oksit (NOx) emisyonu için rüzgar yönü konsantrasyon değeri;

3/082.006.0022.0 mgCrüzgaryönü

Karbon Monoksit (CO) emisyonu için yönü konsantrasyon değeri;

33 /028.0020.010502.7 mgCrüzgaryönü

Partikül Madde (PM) emisyonu için yönü konsantrasyon değeri;

3444 /10353.111043.210923.8 mgCrüzgaryönü

5.4. Sonuç

Hava kalitesi modeli uygulanarak, cadde de meydana gelen hava kirleticilerin maruziyeti ve sınır değerlerin üstünde olup olmadığı araştırılmış olmaktadır. Uygulanan iki model arasında karşılaştırma yaparak aralarında ne gibi farklılıklar olduğu ortaya konulmuş ve bu çalışmada uygulanacak model hakkında bilgi edinilmiştir.

Tablo 5. 2: Model Sonuçları

MODELLEME SONUÇLARI

KİRLETİCİLER

STREET MODELİ OSPM MODELİCs (rüzgar yönü)

(µg/m3)Cs (rüzgar tarafı)

(µg/m3)C(rüzgar yönü)

(µg/m3)Cd

(µg/m3)VOC 12500 3960 10320 2770NOx 99000 32320 82000 22000CO 34000 11000 28000 7502PM 4020 1270 1135,3 892

OSPM modeli ile gerçekleştirdiğimiz hesaplamalarda, cadde kanyonda araçların yarattığı türbülans hesaplanarak, dikey türbülans ve doğrudan dispersiyon değeri elde edilmiştir. Daha sonra cadde boyunca karışımın homojen olduğunu düşünerek kutu modeli uygulanarak hesaplama yapılmıştır. Son olarak kutu modeli ve doğrudan dispersiyon değerleri toplanarak tablo 5.2 de görülen değerler elde edilmiştir.

Street modelinde, rüzgar yönü ve rüzgar tarafı olarak ayrı ayrı caddenin her iki kenarındaki kirleticilerin dispersiyon değerleri (1) ve (2) nolu denklemler kullanılarak tablo 5.2’de görülen sonuçlar elde edilmiştir.

VOC, NOx, CO ve PM için ayrı ayrı hesaplanan dispersiyon değerleri STREET modelinde OSPM modelinden daha yüksek bir sonuç vermektedir. Bunun nedeni olarak OSPM modelinde araçların cadde kanyonlarda yarattığı türbülanstan dolayı emisyonların seyrelmesidir.

REFERANSLAR

[1] Pakorn Bovonsombat, Byung-Sun Kang, Paul Spurk, Harald Klein, Klaus Ostgathe, ‘’ Development of Current and Future Diesel After Treatment Systems’’, AVECC-2001

[2] Levendis Y A, Pavalatos I, Abrams R F, ‘’ Control of diesel soot hydrocarbon and NOx emissions with a particular trap’’, SAE 940460

[3] Heywood J B-198, ’’ Pollutant formation and control. Internal combustion engine Fundamentals’’Int.edn- pp 572–577

[4] Dr.-Ing. Wolfgang Frank, Dr.-Ing. Georg Hüthwohl, Dr. rer. nat. Bernd Maurer ,‘’SCR Systems for Heavy Duty Trucks: Progress Towards Meeting Euro 4 Emission Standards in 2005’’ , PUREM –Germany

[5]Par Gabrielsson, Peter Schoubye, Ioannis Gekas, Svend Frederiksen , Soren Mikkelsen) , ‘’Silencers and Urea- SCR Systems for the Heavy-duty Diesel Vehicles for OEM and Retrofit Markets’’- SAE paper-2001-01-0517

[6]Dr Cornelis Havenith , “Transient Performance of a Urea deNOx Catalyst for Low Emissions Heavy-Duty Diesel engines”, SAE paper-970185

[7] Nicole Fritz, Wieland Mathes, Raimund Mueller, Juergen Zuerbig, “On-Road Demonstrations of NOx Emissions Control for Diesel Trucks with SINOx Urea SCR System”, SAE transactionsISSN 0096-736X

[8] Pär Gabrielsson, ‘’Urea-SCR NOx Removal Efficiency For a Diesel Engine in the Suggested European ETC Test Cycle’’, 32nd ISATA Conference- Austria

[9] Bruce Bunting , ‘’ Urea Infrastructure FOR Urea SCR NOx Reduction’’ , Inc., DEER 2000, 8/00

[10] Hong Sun, Yaobin Zhang, Xie Quan , Shuo Chen, Zhenping Qu, Yunlong Zhou, ‘’Wire-mesh Honeycomb Catalyst for Selective Catalytic Reduction of NOx Under Lean-Burn Conditions’’ISSN 0920-5861 CODEN CATTEA

[11] Ioannis Gekas, Pär Gabrielsson and Keld Johansen, Lars Nyengaard, Thomas Lund ‘’Urea-SCR Catalyst System Selection for Fuel and PM Optimized Engines and a Demonstration of a Novel Urea Injection System’’, SAE paper-2002-01-0289

[12] Joon Hyun Baika, Sung Dae Yima, In-Sik Nama,Young Sun Mokb, Jong-Hwan Leec, Byong K. Choc, and Se H. Ohc , ‘’Control of NOx Emissions from Diesel Engine by Selective Catalytic Reduction (SCR) with Urea’’, Topics in Catalysis Vols 30/31, July 2004

[13] B.M. Penetrante, M.C. Hsaio, BT. Merritt, and G.E. Vogtlin, ‘’Multi-Stage Selective Catalytic Reduction of NOx in Lean Burn Engine Exhaust’’, Lawrence Livermore National Laboratory

[14] William Miller, ‘’Development Of Urea-SCR for Heavy-Duty Trucks Demonstration Update’’, Mack Trucks, Inc.

[15] Lundquist U, Smedler G, Stalhammar P ‘’A comparison between different EGR systems for HD diesel engines and their effects on performance, fuel consumption and emissions’’SAE 2000-01- 0226-2000

[16] Kohketsu S, Mori K, Sakai K, Hakozaki T, ‘’ EGR technologies for a turbocharged and inter-cooled heavy-duty diesel engine’’, SAE 970347-1997

[17] Avınash Kumar Agrawal , Shrawan Kumar Singh,Shailendra Sinha and Mritunjay Kumar Shukla ‘’ Effect of EGR on the exhaust gas temperature and exhaust opacity in compression ignition engines ‘’ Sadhana Vol. 29, Part 3- pp. 275–284. – India

[18] Robert M. Wagner, Johney B. Green, Jr., John M. Storey, and C. Stuart Daw, ‘’Extending Exhaust Gas Recirculation Limits in Diesel Engines’’ P. O. Box 2009, Oak Ridge, TN 37831-8088

[19] Can Haşimoğlu, Yakup İçingür,Hüseyin Öğüt ‘’Dizel Motorlarında Egzoz Gazları Resirkülasyonunun (EGR) Motor Performansı ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Deneysel Analizi’’Turkish J. Eng. Env. Sci. 26 (2002) , 127 - 135. TÜBİTAK

[20] Needham, J.R., Nicol, A.J., and Such, C.H. ‘’Low Emission Heavy Duty Diesel Engine for Europe’’, SAE Paper, 620-631, 1993.

[21] Çetinkaya, S , ‘’Termodinamik, Nobel Yayınları’’ , Ankara, 259, 1999.

[22] İçingür, Y , ‘’Dizel Motorlarının Aşırı Doldurulmasında Kullanılan Bir Basıncın Dalga Makinesinin Tasarımı ve Kullanılabilirliğinin Deneysel Analizi’’ , Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Ankara, 84, 1996.

[23] ‘‘’’Offroad Diesel Retrofit Guidance Document’’- 1717 Pennsylvania Ave., NW, Suite 650 Washington, DC 20006

[24] C. Kolodziej , ‘’Comprehensive Characterization of Particulate Emissions from Advanced Diesel Combustion’’ , SAE 2007-01-1945 JSAE 20077142

[25] Youngil Jeong, "The trend of exhaust emission standard and diesel particulate filter trap technology for diesel powered vehicles"-Busan Engine International Symposium, Korea, 2001.

[26] Ronald L. Graves, "Review of Diesel Exhaust Aftertreatment Programs" , SAE paper, No: 1999-01-2245, 1999.

[27] Khair, M.K, "A Review of Diesel Particulate Filter Technologies" , SAE paper, No: 2003-01-2303, 2003.

[28] Ulrich G. Alkemade, ‘’Bernd Schumann,Engines and exhaust after treatment systems for future automotive applications ‘’ Solid State Ionics 177 (2006) 2291–2296

[29] L. Ntziachristos ‘’ Effects of a catalysed and an additized particle fitler on the emissions of a diesel passenger car operating on low sulphur fuels’’ , Atmospheric Environment 39 (2005) 4925–4936

[30] Takehiko Morozumi, Shigeru Yamamori, Kazunari Komatsu, Yasuaki Unno , ‘’Low Emission Diesel Particulate After treatment System Development for Trucks in Japanese City driving’’ ,Japan Int. Forum Abgas und Partikelemissionen 15. September 2004

[31] E.Tzirakis, K. Pitsas, F. Zannikos, S. Stournas ‘’Vehicle Emissions and Driving Cycles: Comparison Of The Athens Driving Cycle (ADC) with ECE-15 and European Driving Cycle (EDC) ‘’ Ministry of Transport Anastaseos 2 & Tsigante 10191 Holargos Athens, Greece

[32] M. Ergeneman, C. Sorusbay ,A. Göktan, ‘’Development of a driving cycle for the prediction of pollutant emission and fuel consumption’’ International Journal of Vehicle Design 18 (1997), pp. 391–399

[33] http://www.dieselnet.com/standards/cycles/

[34] Zhao Shupeng ,Zhang Shifang Li Jiuxi Li Jigang ’’Hybrid electric city bus Driving cycle Testing and Analysis Based on Data Stream’’ ,Agricultural University of HeBei, China,071001,

[35] www.enf.mu.edu.tr/ders_notlari/enf140/6-Ders5.doc

[36]Fenger, J., ‘’Urban air quality.’’ Atmospheric Environment, 33, 4877–4900 1999

[37]Apostolos Papathanassiou, Ioannis Douros, Nicolas Moussiopoulos ‘’A simplified three-dimensional approach to street canyon modelling using SEP-SCAM’’, Environmental Modelling & Software 23, 304-3132008

[38] Apostolos Papathanassiou, Ioannis Douros, Nicolas Moussiopoulos’’A simplified three-dimensional approach to street canyon modelling using SEP-SCAM ‘’, Environmental Modelling & Software 23 (2008) 304e313

[39] Johnson, W.B., Ludwig, F.L., Dabberdt, W.F., Allen, R.J., 1973. ‘’An urban diffusion simulation model for carbon monoxide.’’ Journal of the Air Pollution Control Association 23, 490–498.

[40] Sotiris Vardoulakis, Bernard E.A. Fisher, Koulis Pericleous, Norbert Gonzalez Flesca, ‘’ Modelling air qualityin street canyons: a review ‘’ Atmospheric Environment 37 (2003) 155–182

[41]Hertel, O., Berkowicz, R., ‘’Vurdering af spredningsmodellen i den Nordiske Beregningsmetode for Bilavgasser.’’ Sammenfattende rapport, DMU Luft A-136, 27 p. (in Danish) 1990.

[42] Hotchkiss, R.S., Harlow, F.H,’’Air pollution transport in street canyons’’, EPA-R4-73-029, 1973.

[43] Berkowicz, R., Hertel, O., Larsen, S.E., Sorensen, N.N., Nielsen, M., 1997. ‘’Modelling traffic pollution in streets.’’ National Environment Research Institute Report. Ministry of Environment and Energy, Denmark.

hİbrİt otobÜs seyİr halİ emİsyonlarinin ÖlÇÜm ve … · hİbrİt otobÜs seyİr halİ...

Documents