Система контроля выбросов, в автомобилях, средства, используемые для ограничения выброса вредных газов из двигателя внутреннего сгорания и других компонентов. Существует три основных источника этих газов: выхлопная труба двигателя, картер, топливный бак и карбюратор. В выхлопную трубу попадают сгоревшие и несгоревшие углеводороды, угарный газ, оксиды азота и серы, а также следы различных кислот, спиртов и фенолов. Картер двигателя является вторичным источником несгоревших углеводородов и, в меньшей степени, угарного газа. В топливном баке и (в старых автомобилях) в карбюраторе углеводороды, постоянно испаряющиеся из бензина, представляют собой незначительный, но немаловажный фактор загрязнения. Разработано множество систем контроля выбросов из всех этих источников.
В картере — части блока двигателя, расположенной под цилиндрами, где находится коленчатый вал, — отработавшие газы объединяются с вентиляционным воздухом и возвращаются во впускной коллектор для повторного сгорания в камере сгорания. Устройство, выполняющее эту функцию, известно как клапан принудительной вентиляции картера, или PCV-клапан.
Для контроля выхлопных газов, на долю которых приходится две трети всех загрязняющих веществ двигателя, используются два типа систем: система впрыска воздуха и система рециркуляции выхлопных газов (EGR). В системе EGR определенная часть отработавших газов направляется обратно в головку блока цилиндров, где они соединяются с топливно-воздушной смесью и поступают в камеру сгорания. Рециркулируемые отработавшие газы служат для снижения температуры сгорания, что способствует уменьшению образования оксидов азота в качестве продуктов сгорания (хотя и с некоторой потерей эффективности двигателя). В типичной системе впрыска воздуха насос, приводимый в действие двигателем, нагнетает воздух в выпускной коллектор, где воздух соединяется с несгоревшими углеводородами и угарным газом при высокой температуре и, по сути, продолжает процесс сгорания. Таким образом, большая часть загрязняющих веществ, которые раньше выбрасывались через выхлопную систему, сжигается (хотя и без дополнительного производства энергии).
Еще одной зоной дополнительного сгорания является каталитический нейтрализатор, состоящий из изолированной камеры, содержащей керамические гранулы или керамические соты, покрытые тонким слоем металлов, таких как платина и палладий. При прохождении выхлопных газов через керамические гранулы или соты металлы действуют как катализаторы, заставляя углеводороды, монооксид углерода и оксиды азота в выхлопе превращаться в водяной пар, углекислый газ и азот. Эти системы не совсем эффективны: во время прогрева температура настолько низка, что выбросы не могут быть катализированы. Возможным решением этой проблемы является предварительный нагрев каталитического нейтрализатора; например, высоковольтные батареи в гибридных автомобилях могут обеспечить достаточную мощность для быстрого нагрева нейтрализатора.
В прошлом пары бензина, испаряющиеся из топливного бака и карбюратора, выбрасывались прямо в атмосферу. Сегодня эти выбросы значительно снижены благодаря герметичным крышкам топливных баков и так называемой системе контроля испарений, сердцем которой является канистра с активированным углем, способная удерживать до 35 процентов паров топлива от собственного веса. В процессе эксплуатации пары топлива из герметичного топливного бака поступают в пароотделитель, который возвращает сырое топливо в бак и направляет пары топлива через продувочный клапан в канистру. Канистра служит хранилищем; когда двигатель работает, пары под действием разрежения вытягиваются из канистры, проходят через фильтр и попадают в камеру сгорания, где сгорают.
Повышение эффективности сгорания достигается за счет компьютеризированного управления всем процессом сгорания. Такой контроль обеспечивает наиболее эффективную работу описанных выше систем. Кроме того, системы впрыска топлива с компьютерным управлением обеспечивают более точное смешивание воздуха с топливом, что повышает эффективность сгорания и снижает образование вредных веществ.
