Ostatnie normy dotyczące ograniczenia emisji spalin w Polsce wprowadzono 01.07.1995 roku. W/w normy zmusiły producentów analizatorów spalin do produkcji przyrządów czteroskładnikowych (CO,HC,CO₂,O₂) z możliwością pomiaru współczynnika nadmiaru powietrza l (lambda). Takie analizatory jako standardowe pracują na wszystkich Stacjach Kontroli Pojazdów (SKP) i warsztatach diagnostycznych, posiadają Certyfikat Zgodności wydany przez Instytut Transportu Samochodowego w Warszawie.
Obowiązujące normy dotyczące toksyczności w Polsce podane zostały indywidualnie przy omawianiu poszczególnych składników spalin.

Podział składników spalin silnika ZI :

1. Toksyczne

   a)- tlenek węgla (CO)

   b)- węglowodory (HC)

   c)- tlenki azotu (NO_x)

    

2. Nietoksyczne

Jest produktem niedokończonego procesu spalania węgla (C), w komorze spalania silnika przy ograniczonej ilości powietrza. Jest gazem silnie trującym,bezbarwnym i bezwonnym, którego stężenie w spalinach może przekroczyć poziom nawet 10% (objętościowo). Stężenie od 0,10-0,20% tlenku węgla w ciągu 30 minut powoduje śmierć, gdyż tlenek węgla odbiera całą zawartość tlenu z krwi człowieka. Przy stężeniu objętościowym 0,01% tlenku węgla w ciągu dłuższego czasu mogą wystąpić przewlekłe lub ostre zatrucia. Łączy się z hemoglobiną 200-300 razy szybciej niż tlen, powodując zakłócenia procesu oddychania prowadząc do śmierci. Wysokie wartości (CO) wskazują na zbyt bogatą mieszankę paliwowo-powietrzną. W pojazdach posiadających katalizator tlenek węgla (CO) utlenia się przechodząc w dwutlenek węgla (CO₂) co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia emisji tlenku węgla w spalinach.
Wymagania dotyczące zawartości tlenku węgla w spalinach w pojazdach z układem wtryskowym, katalizatorem i sondą lambda:

• na wolnych obrotach biegu jałowego do 0,5(% vol)
• na obrotach 2000-3000 Obr/min do 0,3(% vol)

Są to nie spalone lub częściowo spalone cząsteczki paliwa- związki szczególnie trujące o bardzo negatywnym działaniu na organizm człowieka. Najbardziej niebezpieczną grupą są węglowodory aromatyczne jednopierścieniowe, a wśród nich benzen, który w dużych stężeniach powoduje śmierć. Rozpuszczając się w tłuszczach mogą kumulować się tkankach ludzi i zwierząt. Węglowodory (HC) na analizatorach spalin mierzy się w jednostkach ppm (parts per milion)*.Oprócz rury wydechowej źródłem węglowodorów w samochodzie są też skrzynia korbowa silnika i zbiornik paliwa. W pojazdach posiadających katalizator utlenia on zawarte w spalinach węglowodory na dwutlenek węgla (CO₂) i parę wodną (H₂O).

*- określenie to opisano w temacie : “Jednostki emisji spalin”

Wymagania dotyczące zawartości (HC) w spalinach:
         -pojazdy z układem zasilania gaźnikowym od 100-300(ppm)
       -pojazdy z układem wtryskowym, katalizatorem i sonda lambda na wolnych obrotach biegu jałowego i na  obrotach 2000-3000 do 100 (ppm)

UWAGA; Niektóre firmy podają zawartość (HC) na obrotach podwyższonych w zakresie od 0-30(ppm), co w rzeczywistości pokrywa się z moimi badaniami diagnostycznymi ( tabela 1)

Wielkość emisji tlenków azotu zależy od ciśnień i szczytowych temperatur (ponad 1800^oC) podczas procesu spalania w komorze silnika. W wyżej wymienionym procesie azot wchodzi w reakcję z tlenem tworząc tlenek azotu (NO) oraz niewielkie ilości dwutlenku azotu (NO₂) i podtlenku azotu (N₂O). Te związki azotu i tlenu wspólnie nazywamy tlenkami azotu i oznaczamy (NOx). Zaliczane są one do najbardziej toksycznych gazów spalinowych. Tlenek azotu (NO) jest gazem bezbarwnym, w organizmie ludzkim szybko reaguje z hemoglobiną, w tkankach utlenia się do (NO₂). Dwutlenek azotu w kolorze czerwono-brązowym o ostrym zapachu i trujących właściwościach występuje zawsze w towarzystwie innych nitrogenów.W małych stężeniach wywołuje podrażnienie dróg oddechowych, przy stężeniu w powietrzu powyżej 0,38(mg/dm³) prowadzi do zatrucia śmiertelnego.W pojazdach posiadających katalizator następuje redukcja tlenków azotu zawartych w spalinach- czyli odłączanie tlenu od tlenków azotu i uzyskanie czystego azotu (N₂). Zawartość tlenków azotu podaje się w (ppm).
W Polsce nie ma jeszcze przepisów nakazujących sprawdzanie tego składnika.

Wymagania dotyczące zawartości tlenków azotu w spalinach:
     -silnik bez katalizatora spalin, pracujący na biegu jałowym- od 100-300 ppm
     -silnik z katalizatorem i sondą lambda, pracujący na biegu jałowym od 0-30 ppm

Jest gazem bezbarwnym nietoksycznym bez zapachu, niepalnym, cięższym 1,5 raza od powietrza. Nadmierny wzrost zawartości tego gazu w atmosferze powoduje tzw. Efekt cieplarniany. Powstaje jako produkt spalania węgla (C) w komorze spalania silnika. Dwutlenek węgla jest wynikiem bardziej efektywnego spalania. Im wyższa procentowo zawartość CO₂ w spalinach, tym efektywniej pracuje silnik Największe wartości stężenia osiąga CO₂ przy współczynniku nadmiary powietrza l =1, a więc dla mieszanki stechiometrycznej. Zawartość CO₂ jest podawana w jednostkach udziału objętości (% vol).
W pojazdach posiadających katalizator, CO₂ utlenia pozostałe po procesie spalania tlenki węgla (CO) i węglowodory (HC). Powstaje zatem dwutlenek węgla (CO₂) i para wodna (H₂O).
Zakłada się, że najwłaściwsza zawartość dwutlenku węgla w spalinach dla pojazdów z układem wtryskowym, katalizatorem i sondą lambda to : 14,5-16,0 (% vol).

Jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku. Występuje w atmosferze w stanie wolnym stanowiąc 20,94 % objętości powietrza. Tlen jest bardzo potrzebny w procesie spalania – inicjuje reakcje tam zachodzące. W pojazdach posiadających katalizator tlen utlenia zawarte w spalinach CO i HC. Także sonda lambda reaguje na ilość tlenu w spalinach, przekazuje dalsze informacje do sterownika i układu wtryskowego. Zawartość O₂ w spalinach jest podawana w jednostkach udziału objętościowego (% vol). Wymagana (prawidłowa) zawartość tlenu w spalinach dla pojazdów z układem wtryskowym, katalizatorem i sondą lambda to 0,0 – 0,2 (% vol) (Tabela 1)

Jest to gaz bezbarwny, bez zapachu i smaku – główny składnik powietrza (ok. 78%), dostaje się do komory spalania, a następnie do spalin.

Jest to końcowy produkt procesu spalania w silniku i utleniania w katalizatorze.

1

Wartość emisji składników toksycznych może być podawana w następujących jednostkach:

1. % vol (vol oznacza objętościowo) – informuje nas jaki procent objętości gazów spalinowych zajmuje określony składnik toksyczny

2. ppm (jest to skrót wywodzący się z j.angielskiego i w pełnym brzmieniu oznacza parts per million) – jedna jednostka ppm jest odpowiednikiem jednej milionowej części objętości czyli:

• współczynnik nadmiaru powietrza l( (lambda)
• parametr AFR

Współczynnik nadmiaru powietrza jest liczbą, wskazującą ile powietrza znajduje się w spalonej mieszance. Wiemy, że dla spalenia 1 kg benzyny potrzeba ok. 14,7 kg powietrza. Jest to więc wagowy stosunek powietrza do paliwa w mieszance paliwowo-powietrznej i oznaczamy go symbolem AFR (z j.angielskiego Air Fuel Ratio). Mieszanka o takim składzie nazywana jest mieszanką stechiometryczną i wówczas l = 1. W rzeczywistych warunkach procesu spalania mieszanka o składzie stechiometrycznym nie spala się całkowicie i pozostaje niewielka ilość składników toksycznych (Tabela 1). Jeżeli l > 1, to mieszanka jest uboga, co oznacza że zmieszaliśmy 1kg paliwa z większą ilością powietrza niż 14,7 kg.

Współczynnik nadmiaru powietrza lambda [l] możemy zapisać jako:

l = L / L_t

L – masa powietrza zassana przez silnik (kg).

L_t – teoretyczna masa powietrza niezbędna do spalenia 1kg paliwa – dla benzyny silnikowej wynosi ona 14,7 kg.

Wymagania dotyczące współczynnika nadmiaru powietrza l to od 0,97 do 1,03 przy obrotach silnika 2000 – 3000 obr/min

Wyniki analizy spalin wybranych pojazdów na wolnych obrotach biegu jałowego i obrotach podwyższonych (2000 – 3000 obr/min)

Rzetelność wskazań analizatorów spalin zależy w dużym stopniu od spełnienia określonych warunków wstępnych i zachowania prawidłowej procedury sprawdzania. Na początku należy sprawdzić szczelność układu wydechowego (tłumiki, katalizator, rury łączące), jakiekolwiek przedmuchy spalin eliminują celowość pomiaru. Także prawidłowo umocowana sonda poboru spalin – jej częściowe wysunięcie fałszuje wyniki pomiaru.
Najważniejszym jednak elementem uzyskania prawidłowych wyników jest rozgrzanie silnika do właściwej temperatury eksploatacyjnej tj. płyn chłodzący min. 80 ^oC lub olej w misce olejowej min 70 ^oC).
Nieprzestrzeganie nagrzania silnika jest niedopuszczalne, powoduje zwiększenie szczególnie toksycznych węglowodorów [HC] i tlenków węgla [CO]. Procedura sprawdzania pojazdów rejestrowanych po 1.07.1995 roku jest następująca: