Azot oksit (NOx) nedir? Egzoz emisyonu, EGR, SCR ve Euro normları

Azot oksit (NOx), motorda çok yüksek yanma sıcaklığında havadaki azotun oksijenle birleşmesiyle oluşan zararlı bir egzoz gazıdır. Dizel motorlar fazla havayla ve sıcak yandığı için daha çok NOx üretir. Bu yüzden dizellerde EGR, SCR (AdBlue) gibi arıtma sistemleri bulunur; Euro normları da izin verilen miktarı kademe kademe düşürmüştür.

Egzozdan neler çıkar?

Kusursuz bir yanmada egzozdan karbondioksit (CO₂), su buharı ve yanmaya hiç katılmamış azot (N₂) çıkar. Gerçek motor kusursuz yanmaz. Yakıtın bir kısmı tam yanmadığında karbonmonoksit (CO), yanmamış hidrokarbonlar (HC) ve is, yani partikül oluşur. Yanma çok sıcak olduğunda ise azot oksitler ortaya çıkar.

Benzinli ile dizelin sorunu aynı değildir. Benzinli motorda dikkat edilen gazlar daha çok CO ve HC'dir. Dizelde ise iki baş belası vardır: azot oksit ve partikül.

Azot oksit motorda nasıl oluşur?

Soluduğumuz havanın yaklaşık beşte dördü azottur ve azot normalde tepkimeye girmeyen, durgun bir gazdır. Silindirin içinde sıcaklık çok yükseldiğinde bu durgunluk bozulur: azot, yanma için gelen oksijenle birleşip azot monoksite (NO) dönüşür, bunun bir kısmı da azot dioksite (NO₂) geçer. İkisine birlikte NOx denir.

Kural basit: yanma ne kadar sıcaksa ve silindirde ne kadar fazla oksijen kalıyorsa, o kadar çok NOx oluşur. Dizel motor tam da böyle çalışır. Yüksek sıkıştırma oranıyla ve ihtiyacından fazla havayla yakar; verimini buradan alır. Aynı koşullar NOx'u artırır. Yanma sıcaklığını düşürürseniz NOx azalır, ama bu kez is ve yakıt tüketimi artar. Dizel motor mühendisliğinin önemli bir kısmı bu dengeyi kurmakla geçer.

Neden önemli? Dünya Sağlık Örgütü, NOx'u ulaşımdan kaynaklanan ve sağlık için risk taşıyan kirleticiler arasında sayar. NOx ayrıca yer seviyesindeki ozonun hammaddesidir: Avrupa Çevre Ajansı'na göre ozon, azot oksitlerle uçucu organik bileşiklerin güneş ışığı altında tepkimeye girmesiyle oluşur.

Benzinlide tek katalizör yeterken dizelde neden yetmiyor?

Benzinli motor, havayla yakıtı neredeyse tam kimyasal oranda karıştırır; lambda sondası bu oranı sürekli düzeltir. Bu dengede çalışan üç yollu katalizör aynı anda üç iş görür: CO ve HC'yi yakar, NOx'tan da oksijeni koparıp azota çevirir.

Dizelin egzozunda ise her zaman fazladan oksijen vardır. Oksijen bol olan bir ortamda NOx'u azota indirgemek, katalizöre tersine kürek çektirmek gibidir; üç yollu katalizör bunu yapamaz. Dizel bu yüzden işi parçalara böler: CO ve HC için oksidasyon katalizörü, is için partikül filtresi, NOx için de aşağıdaki yöntemlerden biri ya da birkaçı.

Dizel araçlar azot oksidi nasıl azaltır?

EGR: yanmayı biraz serinletmek

EGR valfi, egzozdan çıkan ve oksijeni zaten tükenmiş gazın bir kısmını yeniden emme tarafına gönderir. Silindire giren karışımda oksijen oranı düşer, yanma tepe sıcaklığı iner, NOx azalır. Bedeli de vardır: egzoz gazındaki is zamanla valfte ve emme manifoldunda birikir. Kısa mesafede kullanılan dizellerde sıkışmış ya da kurumla dolmuş EGR valfi bilinen bir arızadır.

DPF: isi tutan filtre

DPF azot oksitle ilgilenmez; işi partiküldür. Seramik bir petek yapıda isi tutar, dolunca yüksek sıcaklıkta yakarak kendini temizler (rejenerasyon). Bu temizlik için motorun belli bir süre yük altında ve sıcak çalışması gerekir. Ayrıntısı DPF temizliği rehberimizde var.

SCR ve AdBlue: NOx'u katalizörde çözmek

Euro 6 ile birlikte birçok dizelde EGR'nin yanına SCR eklendi. Egzoza ayrı bir depodan AdBlue adlı sulu üre çözeltisi püskürtülür. Sıcak egzozda üre amonyağa dönüşür, amonyak da SCR katalizöründe NOx ile tepkimeye girerek azot (N₂) ve suya ayrışır. Sistemin arızası ikinci el alıcı için ayrı bir konu; AdBlue ve SCR arızası nasıl anlaşılır yazısında anlattık.

LNT: biriktir, sonra temizle

Bazı küçük dizellerde SCR yerine ya da onunla birlikte NOx tutucu katalizör (LNT) kullanılır. LNT azot oksitleri yüzeyinde biriktirir; kapasitesi dolunca motor kısa bir süre zengin karışımla çalışır ve biriken NOx azota çevrilir. Ek depo ve sıvı gerektirmez, karşılığında biraz yakıt harcar.

Euro normları: sınırlar nasıl daraldı?

Avrupa Birliği, binek araçların egzoz sınırlarını Euro normlarıyla belirler. NOx tarafındaki en büyük adım Euro 5'ten Euro 6'ya geçişte atıldı. 715/2007 sayılı AB Tüzüğü ekindeki binek araç (M kategorisi) sınırları şöyle:

Euro 6'ya uymayan yeni araç tiplerine Eylül 2014'ten, uymayan yeni araçların satışına ve tescile Eylül 2015'ten itibaren izin verilmedi. Benzinli sınırı değişmedi; dizelde izin verilen NOx yarıdan fazla düştü.

Euro 6d: ölçüm laboratuvardan yola çıktı

Euro 6'nın ilk yıllarında laboratuvarda sınırı tutturan pek çok dizelin yolda çok daha fazla NOx saldığı ortaya çıktı. Laboratuvar testi sabit sıcaklıkta, klimasız, eğimsiz, önceden bilinen bir hız profiliyle yapılıyordu; günlük sürüşe benzemiyordu. AB buna iki cevap verdi: laboratuvar döngüsünü daha gerçekçi WLTP ile değiştirdi ve araca takılan taşınabilir ölçüm cihazlarıyla (PEMS) gerçek yolda emisyon testi (RDE) getirdi.

Euro 6d-TEMP ve Euro 6d bu yol testinin aşamalarıdır. DieselNet'in RDE özetine göre yolda ölçülen NOx, Eylül 2017'den itibaren laboratuvar sınırının 2,1 katını, Euro 6d ile birlikte 1,43 katını geçemez. Bu çarpan, ölçüm cihazının belirsizliği için tanınan paydır.

Euro 7 ne getiriyor?

Euro 7, (AB) 2024/1257 sayılı Tüzük ile kabul edildi. Avrupa Parlamentosu özetine göre otomobil ve hafif ticarilerde yeni tipler için 29 Kasım 2026'da, tüm yeni araçlar için 29 Kasım 2027'de uygulanmaya başlıyor. Otomobillerde egzoz sınırları büyük ölçüde Euro 6 seviyesinde kalıyor; yenilikler başka yerde:

• 10 nanometreye kadar küçük partiküllerin sayımı
• İlk kez fren tozuna sınır
• Elektrikli ve hibrit araçlarda batarya dayanıklılığı şartı
• Emisyon sınırlarının daha uzun kullanım süresi ve kilometre boyunca korunması

Bu takvim AB'nindir. Türkiye'de yeni araçların tip onayında hangi tarihlerin uygulanacağı Sanayi ve Teknoloji Bakanlığının tip onay mevzuatında yer alır.

Muayenede egzoz nasıl kontrol edilir?

Trafikteki araçlar için kural, Egzoz Gazı Emisyonu Kontrolü Yönetmeliği'dir (Resmî Gazete, 11 Mart 2017, sayı 30004). Hususi otomobiller ilk kez üç yaşını doldurunca, sonra iki yılda bir ölçüme girer; diğer motorlu taşıtlar bir yaşında, sonra her yıl. Benzinli ve benzin+LPG'li araçlarda karbonmonoksit (CO), dizellerde absorpsiyon katsayısı, yani egzoz dumanının yoğunluğu ölçülür. Sınır değerler TS 13231 standardındadır.

TÜVTÜRK, geçerli egzoz emisyon ölçümü olmayan aracın muayenede ağır kusurlu sayıldığını belirtiyor.

Bir ayrıntıya dikkat: dizelde ölçülen şey duman yoğunluğudur, NOx değil. Partikül filtresi sökülmüş bir dizelin dumanı koyulaşır ve bu ölçüme yansıyabilir. EGR'si ya da SCR'si devre dışı bırakılmış bir aracın fazladan saldığı NOx ise bu testte görünmez. Yani "muayeneden geçti" demek, emisyon sistemlerinin hepsinin çalıştığı anlamına gelmez.

Ekspertizde egzoz sistemi hakkında ne görülür?

Prime Computest yasal egzoz emisyon ölçümü yapmaz; bu, yetkili ölçüm istasyonlarının işidir. Ekspertizde bakılan, sistemlerin aracın genel durumuna yansıyan izleridir.

• EOBD (beyin) testi: Motor kontrol ünitesindeki kayıtlı arızalar okunur. EGR valfi, DPF fark basınç sensörü, NOx sensörü ya da AdBlue sistemiyle ilgili bir arıza kaydı raporda görünür.
• Dinamometre: Tıkanmış bir partikül filtresi ya da açık kalmış bir EGR valfi motor gücünü düşürebilir. Dyno testinde ölçülen güç, aracın beklenen değerinin belirgin altındaysa sebebi aranır.
• Göz kontrolü: Egzoz çıkışındaki is, ilk çalıştırmadaki duman rengi, egzoz hattında sızıntı izi. Duman renklerinin ne anlattığını beyaz duman yazımızda tablo hâlinde verdik.

EOBD testi Standart, Süper, Lüks ve Lüks+ paketlerinde vardır; diğer paketlere ek hizmet olarak eklenebilir. İçerikleri ekspertiz paketlerimiz sayfasında görebilirsiniz.

İkinci el bir dizele bakarken asıl soru "emisyon testinden geçer mi?" değil, "arıtma sistemlerinin hepsi yerinde ve çalışıyor mu?" sorusudur.