dizel motori, vol.%
Sumpor dioksid nastaje u ispušnim plinovima kada je sumpor sadržan u izvornom gorivu (dizel gorivo). Analiza podataka datih u tabeli. 16 pokazuje da je ispušni plin motora s unutarnjim sagorijevanjem s karburatorom najotrovniji zbog veće emisije CO i NO x, C n H m itd. Dizel motori sa unutrašnjim sagorevanjem emituju velike količine čađi, koja u svom čistom obliku nije toksična. Međutim, čestice čađi, koje imaju visoku sposobnost adsorpcije, nose na svojoj površini čestice otrovnih tvari, uključujući i one kancerogene. Čađ može dugo ostati suspendirana u zraku, čime se povećava vrijeme izloženosti osobe otrovnim tvarima.
Upotreba olovnog benzina, koji sadrži spojeve olova, uzrokuje zagađenje atmosferskog zraka visokotoksičnim spojevima olova. Oko 70% olova dodanog benzinu sa etil tečnošću ulazi u atmosferu sa izduvnim gasovima, od čega se 30% taloži na tlo odmah nakon presecanja izduvne cevi vozila, 40% ostaje u atmosferi. Jedan kamion srednjeg opterećenja emituje 2,5-3 kg olova godišnje. Koncentracija olova u zraku ovisi o njegovom sadržaju u benzinu. Možete eliminirati ulazak visoko toksičnih jedinjenja olova u atmosferu zamjenom olovnog benzina bezolovnim benzinom koji se koristi u Ruska Federacija i niz zapadnoevropskih zemalja.
Sastav izduvnih gasova motora sa unutrašnjim sagorevanjem zavisi od režima rada motora. U motoru koji radi na benzin, u nestabilnim uvjetima (ubrzanje, kočenje), procesi stvaranja smjese su poremećeni, što doprinosi povećanom oslobađanju toksičnih proizvoda. Zavisnost sastava izduvnih gasova motora sa unutrašnjim sagorevanjem o odnosu viška vazduha prikazana je na Sl. 77, A. Ponovno obogaćivanje zapaljive smeše do koeficijenta viška vazduha a = 0,6–0,95 tokom režima ubrzanja dovodi do povećanja emisije neizgorenog goriva i produkata njegovog nepotpunog sagorevanja.
U dizel motorima, kako se opterećenje smanjuje, sastav zapaljive smjese postaje siromašniji, pa se sadržaj toksičnih komponenti u izduvnim plinovima pri malom opterećenju smanjuje (Sl. 77, b). Sadržaj CO i C n N m povećava se pri radu pri maksimalnom opterećenju.
Količina štetnih materija koje ulaze u atmosferu kao deo izduvnih gasova zavisi od opšteg tehničkog stanja vozila, a posebno od motora – izvora najvećeg zagađenja. Dakle, ako se naruši podešavanje karburatora, emisije CO se povećavaju za 4-5 puta.
Kako motor stari, njegove emisije se povećavaju zbog pogoršanja svih karakteristika. Kada se nosi klipni prstenovi proboj kroz njih se povećava. Curenje izduvnog ventila može biti glavni izvor emisije ugljovodonika.
Radne i dizajnerske karakteristike koje utječu na emisije u motorima s rasplinjačem uključuju sljedeće:
3) brzina;
4) kontrolu obrtnog momenta;
5) stvaranje naslaga ugljenika u komori za sagorevanje;
6) temperatura površine;
7) protivpritisak izduvnih gasova;
8) preklapanje ventila;
9) pritisak u ulaznom cevovodu;
10) odnos površine i zapremine;
11) radna zapremina cilindra;
12) stepen kompresije;
13) recirkulaciju izduvnih gasova;
14) dizajn komore za sagorevanje;
15) odnos između hoda klipa i prečnika cilindra.
Smanjenje količine emitovanih zagađivača postiže se u modernih automobila kroz korištenje optimalnih dizajnerskih rješenja, precizno podešavanje svih elemenata motora, izbor optimalni režimi kretanje, koristeći više goriva Visoka kvaliteta. Režimi vožnje vozila mogu se kontrolisati pomoću kompjutera instaliranog u vozilu.
Operativni i projektni parametri koji utječu na emisije iz motora sa kompresijskim paljenjem uključuju sledeće karakteristike:
1) koeficijent viška vazduha;
2) unapredjenje injekcije;
3) temperatura ulaznog vazduha;
4) sastav goriva (uključujući aditive);
5) turbo punjenje;
6) turbulencija vazduha;
7) dizajn komore za sagorevanje;
8) karakteristike mlaznice i mlaza;
9) recirkulaciju izduvnih gasova;
10) sistem ventilacije kartera.
Turbo punjenje povećava temperaturu ciklusa i time pojačava oksidacijske reakcije. Ovi faktori dovode do smanjenja emisije ugljovodonika. Kako bi se smanjile temperature ciklusa i time smanjile emisije dušikovih oksida, međuhlađenje se može koristiti zajedno s turbo punjenjem.
Jedno od najperspektivnijih područja za smanjenje toksičnih emisija iz motora karburatora je korištenje metoda eksterne supresije emisija, tj. nakon što napuste komoru za sagorevanje. Takvi uređaji uključuju termičke i katalitičke reaktore.
Svrha korištenja termičkih reaktora je daljnja oksidacija ugljikovodika i ugljičnog monoksida kroz nekatalitičke homogene plinske reakcije. Ovi uređaji su dizajnirani da oksidiraju, tako da ne uklanjaju dušikove okside. Takvi reaktori održavaju povišene temperature izduvnih gasova(do 900°C) u periodu postoksidacije (u prosjeku do 100 ms), tako da se oksidacijske reakcije nastavljaju u izduvnim plinovima nakon što napuste cilindar.
Katalitički reaktori su ugrađeni izduvni sistem, koji je često donekle udaljen od motora i, ovisno o dizajnu, koristi se za uklanjanje ne samo ugljikovodika i CO, već i dušikovih oksida. Za automobilska vozila, katalizatori poput platine i paladija koriste se za oksidaciju ugljikovodika i CO. Rodij se koristi kao katalizator za smanjenje dušikovih oksida. Obično se koristi samo 2-4 g plemenitih metala. Katalizatori osnovnih metala mogu biti efikasni kada se koriste alkoholna goriva, ali njihova katalitička aktivnost brzo opada kada se koriste tradicionalni ugljovodonična goriva. Koriste se dvije vrste nosača katalizatora: tablete (γ-aluminij) ili monoliti (kordierit ili čelik otporan na koroziju). Kordierit, kada se koristi kao podloga, oblaže se γ-aluminijem prije nanošenja katalitičkog metala.
Katalizatori su strukturno sastavljeni od ulaznih i izlaznih uređaja koji služe za dovod i izlaz neutralizovanog gasa, kućišta i reaktora koji je u njemu zatvoren, koji je aktivna zona u kojoj se odvijaju katalitičke reakcije. Reaktor neutralizatora radi u uvjetima velikih temperaturnih promjena, vibracijskih opterećenja i agresivnog okruženja. Obezbeđivanje efikasno čišćenje izduvnih plinova, neutralizator ne bi trebao biti inferioran u pouzdanosti u odnosu na glavne komponente i sklopove motora.
Pretvarač za dizel motor prikazan je na sl. 78. Dizajn neutralizatora je osi simetričan i ima izgled „cijevi u cijevi“. Reaktor se sastoji od vanjske i unutrašnje perforirane rešetke, između kojih je postavljen sloj granuliranog platinastog katalizatora.
Svrha neutralizatora je da duboko (barem
90 vol%) oksidacija CO i ugljovodonika u širokom temperaturnom opsegu (250...800°C) u prisustvu vlage, sumpora i jedinjenja olova. Katalizatore ovog tipa karakteriziraju niske temperature na kojima počinju djelotvorno raditi, visoka otpornost na toplinu, izdržljivost i sposobnost stabilnog rada pri visokim brzinama protoka plina. Glavni nedostatak ovog tipa neutralizatora je njegova visoka cijena.
Da bi se katalitička oksidacija odvijala normalno, oksidirajući katalizatori zahtijevaju određenu količinu kisika, a redukcijski katalizatori zahtijevaju određenu količinu CO, C n N m ili H 2. Tipični sistemi i reakcije katalitičke oksidacije-redukcije prikazani su na Sl. 79. U zavisnosti od selektivnosti katalizatora, tokom redukcije dušikovih oksida može nastati nešto amonijaka, koji se zatim oksidira nazad u NO, što rezultira smanjenjem efikasnosti uništavanja NO x.
Izuzetno nepoželjan međuproizvod može biti sumporna kiselina. Za gotovo stehiometrijsku smjesu, i oksidirajuće i redukcijske komponente koegzistiraju u izduvnim plinovima.
Učinkovitost katalizatora može biti smanjena u prisustvu metalnih spojeva koji mogu ući u izduvne plinove iz goriva, aditiva za maziva, kao i zbog habanja metala. Ovaj fenomen je poznat kao trovanje katalizatorom. Antidetonacioni aditivi tetraetil olova posebno značajno smanjuju aktivnost katalizatora.
Pored katalitičkih i termičkih pretvarača za izduvne gasove motora, koriste se i tečni pretvarači. Princip rada tečnih neutralizatora zasniva se na rastvaranju ili hemijskoj interakciji komponenti toksičnog gasa prilikom prolaska kroz tečnost određenog sastava: vodu, vodeni rastvor natrijum sulfit, vodeni rastvor natrijum bikarbonata. Kao rezultat propuštanja izduvnih plinova dizel motora, emisija aldehida se smanjuje za približno 50%, čađi za 60-80%, a dolazi do blagog smanjenja sadržaja benzo(a)pirena. Glavni nedostaci tečnih neutralizatora su velike dimenzije i nedovoljno visok stepen prečišćavanja većine komponenti izduvnih gasova.
Povećanje efikasnosti autobusa i kamiona postiže se prvenstveno upotrebom dizel motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Imaju ekološke prednosti u odnosu na benzinski motori sa unutrašnjim sagorevanjem, budući da imaju 25-30% manju specifičnu potrošnju goriva; Pored toga, sastav izduvnih gasova dizel motor sa unutrašnjim sagorevanjem manje toksično.
Za procjenu zagađenja atmosferskog zraka iz emisija vozila, utvrđene su specifične vrijednosti emisije gasova. Postoje metode koje omogućavaju, na osnovu specifičnih emisija i broja vozila, izračunavanje količine emisije vozila u atmosferu za razne situacije.
Benzin se u osnovi sastoji od molekula ugljika i kisika. Kada benzin sagorijeva u cilindrima motora, ugljik se spaja s kisikom u zraku, što rezultira stvaranjem ugljičnog dioksida (ugljični dioksid CO2), vodik se spaja s kisikom, formirajući vodu (H2O).
Od 1 litre benzina dobije se otprilike 0,9 litara vode, koja se obično ne vidi, jer izlazi iz izduvnog sistema u obliku pare, koja se pod uticajem visoke temperature pretvara u. Tek kada je motor hladan, posebno u hladnom godišnjem dobu, vidljivi su bijeli oblaci izduvnih plinova koji nastaju kondenziranom vodom.
Ovi proizvodi sagorevanja nastaju kada se vazduh i gorivo pomešaju u optimalnom odnosu (14,7:1). Ali, nažalost, ovaj omjer se ne održava uvijek, zbog čega su štetne tvari prisutne u izduvnim plinovima.
Fiesta je opremljena kontrolisanim trosmernim katalizatorom i dizel motorom sa oksidacionim katalizatorom.
Bez izuzetka, sva vozila su opremljena kontrolisanim trosmernim katalizatorom, vozila sa Endura-DE dizel motorima opremljena su oksidacionim katalizatorom. Kontrolirani katalizator smanjuje ugljične okside za približno 85%, ugljovodonike za 80%, a dušikove okside za 70%.
Oksidacijski katalizatori nemaju utjecaja na koncentraciju dušikovih oksida. Kako se kilometraža povećava, efikasnost katalitičkog pretvarača se smanjuje. Oznaka „kontrolisano“ označava da se kada motor radi, sastav izduvnih gasova se konstantno prati pomoću senzora koncentracije kiseonika i da se sadržaj štetnih materija u gasovima svodi na standarde propisane zakonom.
Funkcija senzora koncentracije kisika (lambda sonde)
Senzor koncentracije kisika (HO2S) na Fiesti nalazi se ispred katalizatora u prednjoj izduvnoj cijevi ( pirinač. 11.4) i radi na principu galvanske ćelije sa čvrstim elektrolitom u obliku keramičkog materijala od cirkonijum dioksida i itrijuma. Keramički materijal senzora je izvana izložen izduvnim gasovima, njegova unutrašnja površina je povezana sa okolnim vazduhom.
Kako bi se smanjilo vrijeme potrebno za dovođenje senzora u normalan radni režim, opremljen je sa električno grijana. Zbog razlike u sadržaju kisika u ispušnim plinovima i okolnom zraku, u senzoru nastaje razlika potencijala, koja se značajno povećava pri određenom sadržaju zaostalog kisika u izduvnim plinovima.
Ovaj skok napona javlja se tačno pri omjeru gorivo/vazduh l=1. Uz nedostatak kiseonika (l<1), т.е. при богатой топливовоздушной смеси, напряжение составляет 0,9–1,1 В. При бедной смеси (l>1) napon se smanjuje na 0,1 V.
Signal sa senzora koncentracije kiseonika prenosi se na upravljačku jedinicu sistema za ubrizgavanje goriva. Jedinica obogaćuje ili naginje mješavinu zraka i goriva kako bi omjer goriva i zraka održao što je moguće bliže optimalnom l=1.
Radna površina katalizatora
Stepen efikasnosti katalizatora je funkcija radne temperature. Neutralizator počinje raditi na temperaturi od približno 300 °C, koja se postiže nakon 25-30 sekundi kretanja. Radna temperatura u opsegu od 400–800 °C obezbeđuje optimalne uslove za postizanje maksimalne efikasnosti i dugog veka trajanja neutralizatora.
Keramički katalizator je osjetljiv na ekstremnu toplinu. Ako njegova temperatura pređe 900 °C, počinje proces intenzivnog starenja, a na temperaturama iznad 1200 °C potpuno se narušava njegovo djelovanje.
Aktivni sloj se sastoji od metala koji su osjetljivi na sadržaj olova u gorivu, čijim taloženjem se aktivnost katalitičkog sloja brzo smanjuje. Dakle, motori sa katalizatori treba koristiti samo sa bezolovnim benzinom.
Katalizator ima poroznu keramičku podlogu obloženu plemenitim metalima platinom i rodijumom i zatvorenu u školjku od od nerđajućeg čelika. Keramička podloga, smještena na žičanoj mreži, prožeta je velikim brojem paralelnih kanala. Međusloj se nanosi na zidove kanala kako bi se povećala aktivna površina katalitičkog pretvarača ( pirinač. 11.5).
Katalizator sadrži 2-3 g plemenitih metala, pri čemu platina potiče oksidaciju i rodij reducira dušikove okside.
Katalizator neutralizira štetne tvari kao što su ugljični monoksid, ugljovodonici i dušikovi oksidi (zbog toga se naziva trosmjerni katalizator).
PRAKTIČNI SAVJETI
Rad vozila sa katalizatorom
Ako se motor Fieste ne pokrene zbog pražnjenja baterija, ne pokušavajte da pokrenete motor guranjem ili vučom vozila. Mnogo neizgorenog goriva će ući u katalizator, što će ga na kraju učiniti neupotrebljivim.
Ako dođe do prekida u paljenju ili prestanka paljenja, morate odmah provjeriti sistem paljenja i izbjeći visoka frekvencija rotacija radilica motor.
Prije nanošenja zaštitne mastike na podvozje, pažljivo zatvorite katalizator, inače može doći do požara.
Uvijek provjerite toplotne štitove svaki put kada podignete svoje vozilo.
Propuštanje izduvnog sistema (izgorela zaptivka, pukotina usled visoke temperature, itd.) ispred senzora koncentracije kiseonika dovodi do netačnih rezultata merenja (visok sadržaj kiseonika). Zbog toga elektronska jedinica kontrola motora će obogatiti smjesu, što će dovesti do povećane potrošnje goriva i prevremeno habanje katalizator.
TEHNIČKI RJEČNIK
Sastav izduvnih gasova
Ugljen monoksid (ugljen monoksid - CO).
Što je mješavina zraka i goriva bogatija, proizvodi se više ugljičnog monoksida. Precizna kontrola količine ubrizganog goriva, ispravna set moment paljenje i ravnomerna distribucija smeše u komori za sagorevanje smanjuju sadržaj ugljen monoksida u izduvnim gasovima.
Nikada nemojte mjeriti ugljični monoksid u zatvorenom prostoru jer je ugljični monoksid otrovan, a čak i male koncentracije u zatvorenom prostoru mogu biti fatalne. U zraku se ugljični monoksid relativno brzo spaja s kisikom i formira ugljični dioksid. Unatoč činjenici da ugljični dioksid nije otrovan, on je uključen u stvaranje efekta staklenika.
Ugljovodonici (CH).
Ugljovodonična jedinjenja su kombinovana u jednu grupu. Sadržaj CH ovisi o dizajnu motora (fiksna vrijednost). Prebogata ili previše siromašna mješavina zraka i goriva također povećava sadržaj CH u izduvnim plinovima. Neki od njih su sigurni, drugi mogu uzrokovati rak. Sva ugljovodonična jedinjenja zajedno sa azotnim oksidima (NOx) formiraju smog (teško rastvorljive maglovite oblake izduvnih gasova).
Dušikovi oksidi (NOx ili NO) —
nastaju prvenstveno zbog prisustva azota u vazduhu koji ulazi u komoru za sagorevanje (preko 3/4). Njihova koncentracija je posebno visoka u konstrukcijama motora s niskom potrošnjom goriva i niskim sadržajem CO i CH u izduvnim plinovima. Ove motore karakteriziraju visoke temperature sagorijevanja i siromašna mješavina zraka i goriva. U visokim koncentracijama, dušikovi oksidi mogu oštetiti respiratorni sistem. U kombinaciji sa vodom nastaje kisela kiša.
Ugljični dioksid (CO2).
Nastaje tokom sagorevanja goriva koje sadrži ugljenik kada se kombinuje sa kiseonikom u vazduhu. Ugljični dioksid smanjuje blagotvorno djelovanje ozonskog omotača Zemlje, koji štiti od štetnog ultraljubičastog zračenja Sunca.
Otrovne tvari sadržane u izduvnim plinovima dizel motora.
Kada radi dizel motor, stvaraju se male količine CO i CH. Zbog veće kompresije, dizel motor emituje manje dušikovih oksida. Ali dizel motor karakteriziraju druge štetne tvari u proizvodima izgaranja. Na primjer, čađ je tipična komponenta dizelskih izduvnih plinova. Čađ se sastoji od nesagorenog ugljenika i pepela.
Kada ih udiše respiratorni sistem, čestice čađi postaju uzročnici raka. Sumpor dioksid (SO2) također nastaje u prisustvu sumpora, prvenstveno u dizel gorivo. Podstiče stvaranje sumporne ili sumporne kiseline na kiši (kisela kiša). Automobili sa dizel motorima uzrokuju 3% kiselih padavina.
Ugljični dioksid nastaje kada dizel gorivo sagorijeva samo u većim koncentracijama.
1Od djetinjstva, moderni gradski stanovnik toliko se navikao na miris izduvnih plinova da ga više uopće ne primjećuje, dok nastavlja da udiše otrovne pare.
Izduvni gasovi - otpad iz motora radni fluid. U prosjeku, jedan stanovnik godišnje proizvede više od 100 kilograma zagađivača. Ovaj vazduh je sa nama svuda - na ulici, kod kuće, a posebno u autu.
Izduvni gasovi automobila sadrže:
Proizvodi nepotpunog sagorevanja tečnih goriva (CO, čađ, ugljovodonici, itd.);
Proizvodi oksidacije dušika zraka - različiti dušikovi oksidi;
Policiklični aromatični ugljovodonici (uključujući benzo(a)piren).
Prema španskim naučnicima, 225 hiljada ljudi u Evropi umire od bolesti izazvanih izduvnim gasovima. U Rusiji se slična statistika ne vodi, ali ovdje je situacija barem 2 puta gora nego u Evropi i posebno "dobija" Moskovljane. Grupa naučnika sa Univerziteta Ontario zaključila je da su izduvni gasovi automobila odgovorni za smrt jedne od šest novorođenčadi od bolesti koja se zove sindrom iznenadne smrti dojenčadi. Spolja sasvim zdrava beba, najčešće u dobi od dva do četiri mjeseca, iznenada u snu tiho prelazi u drugi svijet. Nakon analize smrtnosti novorođenčadi u Sjedinjenim Državama od 1995. do 1997. a upoređujući podatke sa nivoom zagađenosti vazduha, otkrili su direktnu vezu između ovih pojava.
U Evropi već postoje bezopasni motori na vodonik, čiji su izduvni gasovi vodena para. Ali oni još nisu u širokoj upotrebi.
Kada bi se svaki vozač pridržavao jednostavnih pravila, ekologija grada bi se primjetno poboljšala: moramo prijeći na plinske motore; Efikasan način za smanjenje toksičnih materija je ubrizgavanje vode u komoru za sagorevanje.
U cilju značajnog smanjenja zagađenja zraka, tla i površinskih vodnih tijela, kompanija Ecopromika razvila je i proizvodi set opreme za prečišćavanje plina baziranu na plazma tehnologiji plinskog pražnjenja-katalitičkog prečišćavanja zraka - Yatagan Gas Converter. Danas ovu opremu za prečišćavanje gasa ima najbolja izvedba za čišćenje izduvnih gasova u pogledu odnosa cene-kvaliteta i efikasnosti-veličine, praktično nema zamenljivih delova, ne zahteva odlaganje otpada i ima najniže operativne troškove.
Bibliografska veza
Zaitseva O.Yu. ŠTETA IZDUVNIH GASOVA AUTOMOBILA // Napredak moderne prirodne nauke. – 2010. – br. 8. – str. 45-45;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8548 (datum pristupa: 08.07.2019.). Predstavljamo Vam časopise u izdanju izdavačke kuće "Akademija prirodnih nauka"
Gasovi iz vozila ostaju u prizemnom sloju atmosfere, što otežava njihovu disperziju. Uske ulice i visoke zgrade takođe pomažu da se otrovna jedinjenja iz izduvnih gasova zarobe u zoni disanja pešaka. Sastav izduvnih gasova vozila uključuje više od 200 komponenti, dok je samo nekoliko njih standardizovano (dim, ugljenični i azotni oksidi, ugljovodonici).[...]
Sastav izduvnih gasova zavisi od niza faktora: tipa motora (karburator, dizel), njegovog načina rada i opterećenja, tehničkog stanja i kvaliteta goriva (Tabele 10.4, 10.5).[...]
Osim ugljikovodika koji čine gorivo, izduvni plinovi sadrže produkte nepotpunog sagorijevanja, kao što su acetilen, olefini i karbonilna jedinjenja. Količina VOC u izduvnim gasovima zavisi od uslova rada motora. Posebno veliki brojštetne nečistoće ulaze u okolni vazduh kada motor radi u praznom hodu - tokom kratkih zaustavljanja i na raskrsnicama.[...]
Sastav izduvnih gasova uključuje toksične supstance kao što su ugljični monoksid, dušikovi oksidi, sumpor-dioksid, jedinjenja olova i različiti kancerogeni ugljovodonici.[...]
Izduvni gasovi karburatorskih i dizel motora uključuju oko 200 hemijska jedinjenja, od kojih su najotrovniji oksidi ugljika, dušika, ugljovodonika, uključujući policiklične aromatične ugljovodonike (benzo(a)piren, itd.). Prilikom sagorijevanja 1 litre benzina u zrak ulazi 200-400 mg olova, koje je dio antidetonacionog aditiva. Transport je također izvor prašine koja nastaje usljed uništenja površine puta i habanje guma.[...]
Pošto sastav izduvnih gasova zavisi od mešavine goriva i vazduha i vremena paljenja, zavisiće i od vozačkih navika. Za postignuće najveća snaga potrebne su mješavine sa 10-15% obogaćivanja, dok je najekonomičnija brzina pri nešto nižem obogaćivanju goriva. Većina motora zahtijeva bogatu mješavinu u praznom hodu i proizvodi sagorijevanja nisu potpuno izbačeni iz cilindra. Kako ubrzavate, pritisak u sistemu za gorivo se smanjuje i gorivo se kondenzuje na zidovima razvodnika. Za sprečavanje iscrpljivanja mješavina goriva služi kao karburator koji napaja više goriva pri ubrzavanju. Kada se brzina smanji pomoću zatvorenog gasa, vakuum u razdjelniku se povećava, usis zraka se smanjuje i zasićenje smjese se pretjerano povećava. Uz takve fluktuacije, emisije u velikoj mjeri zavise od zahtjeva koji se postavljaju pred motor (Tabela[...]
Pitanje izduvnih gasova i aerosola koje automobilski motori ispuštaju u vazduh zahteva mnogo intenzivnije proučavanje. U tom pravcu već su dobijeni neki podaci o sastavu izduvnih gasova, iz čega proizilazi da se njihov sastav menja pod uticajem brojnih faktora, koji uključuju konstrukciju motora, režim rada i održavanje motora, kao i gorivo koje se koristi ( Faith, 1954. Fitton, 1954.). Trenutno se planira intenzivno proučavanje uticaja svih komponenti izduvnih gasova u hroničnom eksperimentu na životinjama.[...]
| 18 |
Bezbojni gas, bez mirisa i ukusa. Gustina u odnosu na vazduh 0,967. Tačka ključanja - 190°C. Koeficijent rastvorljivosti u vodi je 0,2489 (20°), 0,02218 (30°), 0,02081 (38°), 0,02035 (40°). Težina 1 litre plina na 0°C i 760 mm Hg. Art. 1,25 g Uključeno u razne mješavine plinova, koks, škriljac, vodu, drvo, plinove iz visokih peći, izduvne plinove vozila, itd.
Izduvni gasovi iz automobila i drugih motora sa unutrašnjim sagorevanjem glavni su izvor zagađenja vazduha u gradovima (do 40% svih zagađenja u Sjedinjenim Državama). Mnogi stručnjaci na problem zagađenja vazduha gledaju kao na problem zagađenja izduvnim gasovima različitih motora (automobila, motornih čamaca i brodova, mlazni motori aviona itd.). Sastav ovih gasova je veoma složen, jer pored ugljovodonika razne klase, sadrže otrovne neorganske supstance (oksidi azota, ugljenika, jedinjenja sumpora, halogeni), kao i metale i organometalna jedinjenja. Analiza ovakvih sastava koji sadrže anorganska i organska jedinjenja sa širokim rasponom tačaka ključanja (C1-C12 ugljovodonici) nailazi na značajne poteškoće, a za njenu implementaciju se u pravilu koristi nekoliko analitičkih metoda. Konkretno, ugljični monoksid i dioksid se određuju IR spektroskopijom, dušikovi oksidi hemiluminiscencijom, a plinska hromatografija se koristi za detekciju ugljikovodika. Može se koristiti i za analizu neorganskih komponenti izduvnih gasova, a osetljivost detekcije je oko 10-4% za CO, 10-2% za N0, 3-10-4% za CO2 i 2-10“5% za ugljovodonike , ali je analiza složena i radno intenzivna.[...]
Na koncentracije izduvnih gasova u tunelu utiču: 1) intenzitet, sastav i brzina protok saobraćaja; 2) dužina, konfiguracija i dubina tunela; 3) smer i brzina preovlađujućih vetrova u odnosu na osu tunela.[...]
U tabeli U tabeli 12.1 prikazan je sastav glavnih nečistoća u izduvnim gasovima benzinskih i dizel motora sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE).[...]
Gore je pomenuto da se sastav izduvnih gasova primetno menja sa promenama u režimu rada motora, pa se reaktor mora projektovati uzimajući u obzir promene koncentracija. Osim toga, reakcija zahtijeva povišene temperature, stoga reaktor mora osigurati brz porast temperature, jer će se voda kondenzirati u hladnom reaktoru. Dodatno tehničkim poteškoćama neophodno stanje tako da reaktorski sistem funkcioniše dugo vremena bez održavanja. Za razliku od drugih uređaja u automobilu, u ovom slučaju vozač neće obraćati pažnju na reaktorski sistem, što mu ne daje nikakvu praktičnu korist, a možda i neće dobiti stvarne signale da je sistem pokvario. Pored toga, pratiti efikasnost sistema tretmana kroz redovne inspekcije i tehnički pregledi mnogo teže od postizanja određenog prosječnog nivoa pouzdanosti konstrukcije.[...]
| 10 |
Kvantitativni i kvalitativni sastav izduvnih gasova zavisi od vrste i kvaliteta goriva, tipa motora, njegovih karakteristika, tehničkog stanja, kvalifikacije mehaničara, opremljenosti voznog parka dijagnostičkom opremom itd. [...]
Za određivanje dušikovog dioksida u ispušnim plinovima motora s unutarnjim sagorijevanjem automobila i u ispušnim plinovima kupki za regeneraciju srebra predložena je statička elektrohemijska ćelija sa dugim vijekom trajanja od 120 dana. Radna elektroda je platina ili grafit, a pomoćna elektroda je ugalj razreda B. Upijajući rastvor ima sastav od 3% za KBr i 1% za H2304. Donja granica analizirane koncentracije dušikovog dioksida u ovoj statičkoj ćeliji je 0,001 mg/l.[...]
U tabeli Slika 3 prikazuje približni sastav izduvnih gasova karburatorskih i dizel motora (I. L. Varshavsky, 1969).[...]
Značajno zagađenje vazduha nastaje izduvnim gasovima! gasovi iz motornih vozila. Sadrže širok spektar toksičnih supstanci od kojih su glavne: CO, NOx - ugljovodonici, kancerogene supstance. Zagađivači zraka iz cestovnog transporta također uključuju gumenu prašinu koja nastaje habanjem guma.[...]
Tehničko stanje motora. Tehničko stanje motora i prije svega karburatora ima veliki utjecaj na sastav izduvnih plinova. Istraživanje koje je proveo J. G. Manusajants (1971) pokazalo je da se nakon ugradnje novih, pravilno podešenih karburatora na automobile koji su prethodno imali visok sadržaj ugljičnog monoksida u izduvnim plinovima (5-6%), koncentracija ovog plina smanjila na 1,5% . Neispravni karburatori nakon popravke i podešavanja također su osigurali smanjenje sadržaja ugljičnog monoksida u izduvnim plinovima na 1,5-2%.[...]
Jednostavna mjera - podešavanje motora može nekoliko puta smanjiti toksičnost izduvnih plinova. Stoga se u gradovima stvaraju kontrolne i mjerne tačke za dijagnostiku motora automobila. U voznom parku, na specijalnim bubnjevima koji zamenjuju površinu puta, vozilo se podvrgava ispitivanju tokom kojeg se meri hemijski sastav motornih gasova na različiti načini rada rad. Mašina sa velikom emisijom izduvnih gasova ne bi trebalo da se pušta na liniju. Prema podacima dostupnim u literaturi, ova jedna mjera može smanjiti zagađenje zraka 1980. godine za 3,2 puta, a do 2000. godine za 4 puta.[...]
Shema koja se razmatra predviđa da se dio toplinske energije izduvnih plinova tokom perioda grijanja koristi za potrebe grijanja susjednih kompresorskih stanica. naselja, staklenike i stočarske farme. Složena energetsko-tehnološka instalacija na kompresorskoj stanici uključuje mnoge jedinice, komponente i opremu prikazane na dijagramu na slici 1, koje su pokazale visoku efikasnost i dugo se uspješno koriste u različitim industrijama.[...]
U uslovima Južno-Sahalinska, gde su glavni zagađivači izduvni gasovi vozila i otpad iz termoelektrana, specijalni radovi nisu rađene studije o njihovom uticaju na pojedinačne objekte biljnog sveta. U toku rada na utvrđivanju mikroelementarnog sastava jednog broja biljaka, uključujući livadske i korovske trave, izvršena su zapažanja o sadržaju toksičnih mikroelemenata u nadzemnoj masi biljaka u gradu i šire, kao i na mape recikliranog otpada deponije pepela Južno-Sahalinske termoelektrane. Hemijski sastav zavisi i od vrste i spoljni uslovi postojanja, dakle, za utvrđivanje olova uzeti su uzorci od sljedećih biljnih vrsta: petlića (Dactylis glomerata L.), djeteline puzave (Trifolium repens L.), Langsdorffove trske (Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin.), livadske trave ( Poa pratensis L.), maslačak (Taraxacum officinale Web.) - u gradu, na ivicama i za kontrolu - na mjestima udaljenim od antropogenog uticaja.[...]
Već je spomenuto da sunčevi zraci mogu promijeniti hemijski sastav zagađivača zraka. Ovo je posebno uočljivo u slučaju zagađivača oksidativnog tipa, kada sunčeva svjetlost može dovesti do stvaranja iritativnog plina iz neiritantnog (Haagen-Smit a. Fox, 1954). Fotohemijske transformacije ovog tipa nastaju tokom reakcije između ugljovodonika sadržanih u vazduhu i azotnih oksida, a glavni izvor i jednog i drugog su izduvni gasovi automobila. Ove fotokemijske reakcije su od tolikog značaja (na primjer, u Los Angelesu) da se ulažu ogromni napori da se riješi ovaj problem koji predstavljaju izduvni gasovi automobila. Ovom problemu se pristupa iz tri različita ugla: a) promjenom goriva za motore; b) promjenom konstrukcije motora; c) promjena hemijskog sastava izduvnih gasova nakon njihovog formiranja u motoru.[...]
Možda vam se čini čudnim što se ne pominje ugljični monoksid (ugljični monoksid), koji je, kao što svi znaju, dio izduvnih gasova automobila. Svake godine umire mnogo ljudi koji imaju naviku da testiraju motor u zatvorenoj garaži ili podižu stakla na automobilu čiji izduvni sistem curi. U visokim koncentracijama, ugljični monoksid je svakako smrtonosan: u kombinaciji s hemoglobinom u krvi sprječava prijenos kisika iz pluća u sve organe u tijelu. Ali na otvorenom, u velikoj većini slučajeva, koncentracija ugljičnog monoksida je toliko niska da ne predstavlja opasnost po ljudsko zdravlje.[...]
Imajte na umu da značajna količina ugljičnog monoksida ulazi u atmosferski zrak s izduvnim plinovima automobila i drugih vozila opremljenih karburatorski motori motori sa unutrašnjim sagorevanjem, čiji izduvni gasovi sadrže CO od 2 do 10% (veće vrednosti odgovaraju režimima male brzine). S tim u vezi, posebna pažnja posvećena je razvoju karburatora koji se proizvode pod kodnim nazivom “Ozon” za putnički automobili"Zhiguli". Zahvaljujući brojnim tehničkim inovacijama, ovaj karburator može značajno smanjiti emisiju tvari štetnih za ljudski organizam u atmosferu kroz izduvne plinove. Po preporuci Centralnog naučno-istraživačkog instituta za automobile i automobile, na karburatoru je korišćen uređaj „Cascade“ koji optimizuje sastav mešavina goriva i vazduha, čime je omogućeno ne samo smanjenje toksičnosti emisija, već i smanjenje specifične potrošnje benzina.[...]
Ugljični monoksid nastaje prilikom nepotpunog sagorijevanja tvari koje sadrže ugljik. To je dio gasova koji se oslobađaju prilikom topljenja i obrade crnih i obojenih metala, izduvnih gasova motora sa unutrašnjim sagorevanjem, gasova koji nastaju tokom miniranja itd.[...]
Savremene metode analize omogućavaju da se, uz starost pojedinih slojeva leda, odredi sastav vazduha u periodu njihovog formiranja i da se prati porast zagađenja vazduha. Tako je 1968. godine utvrđeno da je nivo olovnog oksida koji ulazi u vazduh uglavnom sa izduvnim gasovima automobila već oko 200 mg po 1 toni leda. Autori knjige "Opsada" vječni led“, iz kojeg su preuzete ove brojke, komentarišu ih na sljedeći način: “Led, ovaj nijemi svjedok evolucije Zemljine klime, signalizira ogromnu opasnost. Hoće li ga čovečanstvo poslušati? [...]...]
Takva istraživanja takođe pružaju osnovu za razvoj specifičnih modela predviđanja koji se odnose na sastav goriva i svojstva sa emisijom izduvnih gasova za porodice vozila u rasponu od najranijih vozila bez katalitičkog pretvarača do automobila. najnoviji modeli, proizveden po najnovijim tehnologijama. Ovaj odnos između svojstava, sastava i emisija je izuzetno složen, tako da takvi modeli omogućavaju proizvođačima goriva da pronađu određene granice sastava goriva pri kojima promjene u karakteristikama goriva mogu imati mjerljiv, kvantificiran učinak na emisije izduvnih gasova. Ova ograničenja formulacije će, naravno, zavisiti i od vrste vozila koja su dostupna na određenom tržištu i od mogućnosti proizvodnje goriva. Dakle, u ovom slučaju, da bi se razumio cijeli proces, potrebno je imati jasnu sliku koja karakteriše oba ova faktora.[...]
Fenoli se koriste za dezinfekciju, kao i za proizvodnju ljepila i fenol-formaldehidne plastike. Osim toga, oni su dio izduvnih plinova benzinskih i dizel motora i nastaju prilikom sagorijevanja i koksovanja drva i uglja.[...]
Pod uticajem emisija iz industrijskih preduzeća, hemijski aktivnog otpada i ostataka iz glavne proizvodnje, sastav atmosferskog vazduha u gradovima značajno se menja. Postotak sadržaja prašine u njemu značajno se povećava, osim toga, pojavljuju se "tragovi" tvari koje nisu karakteristične za okoliš u svom prirodnom stanju. Sve veći rast izduvnih gasova vozila doprinosi razvoju teških respiratornih bolesti. Emisije štetnih materija iz vozila i industrijskih preduzeća uzrokuju povećano zagađenje vazduha oksidima sumpora, sulfatima, ugljen-dioksidom, ugljen-monoksidom, azotnim oksidima, sumporovodikom, amonijakom, acetonom, formaldehidom i dr. Nadražujuće dejstvo atmosferskog zagađenja manifestuje se nespecifična reakcija organizma. U akutnim slučajevima velike zagađenosti zraka primjećuju se iritacija, upala konjunktive, kašalj, pojačano lučenje sline, grč glotisa i neki drugi simptomi. Kod kroničnog zagađenja zraka postoji određena varijabilnost u navedenim simptomima i njihovoj manje izraženoj prirodi. Urbano zagađenje zraka je razlog koji povećava otpor strujanju zraka u respiratornom traktu.[...]
Stanje vazdušnog okruženja u SR Nemačkoj prati mreža pošta i 9 stalnih stanica (Minhen) koje prate sadržaj štetnih gasova i prašine u atmosferi 15. Najopasnije supstance za životnu sredinu su supstance koji čine izduvni gasovi automobila. Podaci mjerenja se šalju u procesni centar opremljen kompjuterom na kompilaciju potrebne karakteristike zagađenje zraka i njihova klasifikacija.[...]
Automobilski transport nije jedan od vodećih izvora sumpor-dioksida koji ulazi u atmosferu. U knjizi I. L. Varshavskog i R. V. Malova „Kako neutralisati izduvne gasove iz automobila“ (1968.), pitanje sumpor-dioksida kao emisije iz motora automobila uopšte se ne razmatra. Ova pozicija je u skladu sa rezultatima istraživanja vazduha na prometnim autoputevima 1974-1975. automobilski saobraćaj u Lenjingradu, gdje su uočeni pojedinačni slučajevi neznatnog viška dopuštenih koncentracija sumpor-dioksida (G.V. Novikov i dr., 1975). Međutim, prema SAD (V.N. Smelyakov, 1969), godišnja emisija sumpornih oksida iz automobila u ovoj zemlji dostiže 1 milion tona, odnosno uporedivo sa emisijom čvrstih čestica. U Engleskoj 1954. godine, prema RShop-u (1956.), emisija sumpor-dioksida iz motora automobila iznosila je 20 hiljada tona GeShe (1973.), navodeći sastav izduvnih gasova evropskih automobila, izvještava da je sumpor-dioksid. u prosjeku 0,006% izduvnih gasova benzinski motori i 0,02% - dizel. Ovi materijali uvjeravaju u izvodljivost praćenja koncentracija anhidrida na rutama saobraćaja teških vozila.[...]
Osim toga, ovo znanje i ovaj pristup mogu se primijeniti na novorazvijene tehnologije motora. Kao što je prikazano na sl. 1, očekuje se da će se budući smjer minimiziranja emisija izduvnih gasova iz konvencionalnih motora kretati ka stvaranju potpuno optimiziranih sistema, koji pokrivaju vozilo, motor i gorivo. Ključni faktor u ovom procesu biće znanje o tome kako pravilno odabrati sastav specijalnih goriva kako bi ona postala pogodna za takve sisteme [...]
Kao primjere praktične primjene perspektivnih laserskih dioda na bazi Pb, Sn, Te mogu se navesti dva projekta američke kompanije Texas-Instrument (Dallas). U prvom od njih razvija se kompaktni uređaj (težine ne više od 4,5 kg) baziran na podesivoj laserskoj diodi za praćenje industrijskih emisija iz cijevi na sadržaj 302, N02 i drugih plinova. Drugi projekat ima za cilj stvaranje pogodnog uređaja za praćenje sadržaja izduvnih gasova automobila na sadržaj CO, C02, ostataka nesagorelih ugljovodonika i gasova koji sadrže sumpor. Konstruisane makete su matrice brojnih laserskih dna, od kojih je svaka podešena na određeni gas i povezana optički sličnim nizom fotodetektora. Uređaj se mora postaviti direktno u izduvni tok. Poteškoće su povezane s razvojem prikladnog hladnjaka potrebnog za osiguranje kontinuiranog laserskog zračenja. Ovaj uzorak je kreiran kao alat za masovnu kontrolu u vezi sa nacrtom standarda američke vlade koji se razvija za dozvoljeni sastav izduvnih gasova. Oba uređaja su zasnovana na metodu apsorpcije.[...]
Iako kontrola sumpora u gorivu i izbor alternativnih goriva imaju potencijal da obezbijede indirektno smanjenje emisija iz vozila, iz perspektive naftne kompanije, primarno razmatranje u razvoju goriva sa niskim sadržajem sumpora je štetne emisije, je mogućnost direktnog utjecaja na emisije izduvnih plinova od strane svojstava goriva kao što su sastav ugljovodonika, isparljivost, gustoća, cetanski broj itd., kao i jedinjenja koja sadrže kisik (oksidansi) ili biogoriva uključena u sastav goriva. Ovaj odjeljak se bavi prvim pitanjem. O ovoj potonjoj temi detaljnije se govori u pratećem članku objavljenom u istom časopisu.[...]
Na cikluse azota i sumpora sve više utiče industrijsko zagađenje vazduha. Oksidi dušika (N0 i N02) i sumpora (50g) pojavljuju se tokom ovih ciklusa, ali samo kao međufaze i prisutni su u većini staništa u vrlo niskim koncentracijama. Sagorevanje fosilnih goriva uveliko je povećalo nivoe isparljivih oksida u vazduhu, posebno u gradovima; u takvim koncentracijama već postaju opasni za biotičke komponente ekosistema. Godine 1966., ovi oksidi su činili oko trećine ukupne (125 miliona tona) industrijskih emisija u Sjedinjenim Državama. Glavni izvor BOH su termoelektrane na ugalj, a glavni izvor NO2 motori automobila. L), a dušikovi oksidi uzrokuju štetu kada uđu u respiratorni trakt viših životinja i ljudi. Kao rezultat hemijskih reakcija ovih gasova sa drugim zagađivačima, pogoršavaju se štetni efekti i jednog i drugog (uočava se svojevrsna sinergija). Razvoj novih tipova motora sa unutrašnjim sagorevanjem, prečišćavanje goriva od sumpora i prelazak sa termoelektrana na nuklearne eliminisaće ove ozbiljne poremećaje u ciklusima azota i sumpora. Napominjemo u zagradama da će takve promjene u načinu na koji ljudi proizvode energiju pokrenuti druge probleme o kojima treba unaprijed razmišljati (vidi Poglavlje 16).[...]
Ova okolnost predodređuje sljedeći argument u korist domaće energije vodonika. Ona leži u potrebi za globalnim pristupom rješavanju ovakvih problema. Trend ka univerzalnoj integraciji trgovinsko-ekonomskog sistema danas je takav da zahteva analizu svetskog tržišta ogromnog spektra roba i usluga. Pod ovim uslovima, Rusija više ne može biti istrgnuta iz globalnih industrijskih, trgovinskih i ekonomskih veza. Nemoguće je ne uzeti u obzir, bez velikih materijalnih i moralnih gubitaka, sve strožije ekološke zahtjeve utvrđene nacionalnim i međunarodnim zakonodavstvom. Zakon o čistom zraku, koji je usvojio američki Kongres, već spomenuti pooštrava hemijski sastav izduvnih gasova vazduha i kopneni transport u zapadnoj Evropi i drugim regionima planete, kao i niz drugih zakonskih mera, u suštini čine osnovu za Globalni ekološki kodeks. Postoji hitna potreba za stvaranjem nacionalnog koncepta za korištenje vodonika u bazi goriva u zemlji kao ekološki prihvatljivog goriva za zračni i kopneni transport. Takav koncept i odgovarajući nacionalni program mogli bi se razviti kao dio konverzije odbrambene industrije.[...]
Prilikom proučavanja zagađenja životne sredine emisijama bilo kog industrijskog preduzeća, obično se uzimaju u obzir samo one hemikalije koje se na osnovu tehnološkog procesa mogu smatrati prioritetnim u pogledu bruto emisija u vazduh ili otpadne vode. U međuvremenu, značajan dio početnih i finalnih proizvoda proizvodnje ima prilično visoku reaktivnost. Stoga postoji razlog za pretpostavku da ova jedinjenja međusobno djeluju ne samo u fazi tehnološkog procesa. Ne može se isključiti mogućnost takve interakcije u zraku. proizvodnih prostorija, odakle novonastali proizvodi ulaze u atmosferski zrak kao fugitivne emisije. Nove hemikalije mogu se dobiti kao rezultat hemijskih i fotohemijskih reakcija u zagađenom atmosferskom vazduhu, kao iu vodi i zemljištu. Primjer je stvaranje novih kemijskih tvari iz produkata nepotpunog sagorijevanja goriva koje je dio izduvnih plinova automobila. Trenutno su putevi fotohemijske oksidacije ovih proizvoda dovoljno proučeni. Dokazana je mogućnost zagađenja atmosferskog vazduha kvalitativno novim hemijskim supstancama koje nisu navedene u tehnološkim propisima ispitivanih preduzeća.
Izduvni gasovi (ili izduvni gasovi) - glavni izvor toksičnih materija motora sa unutrašnjim sagorevanjem - su heterogena mešavina različitih gasovite materije sa različitim hemijskim i fizičkim svojstvima, koji se sastoje od produkata potpunog i nepotpunog sagorevanja goriva, viška vazduha, aerosola i raznih mikronečistoća (kako gasovitih tako iu obliku tečnih i čvrstih čestica) koji dolaze iz cilindara motora u njegov izduvni sistem. Sadrže oko 300 tvari, od kojih je većina toksična.
Glavne regulirane toksične komponente izduvnih plinova motora su oksidi ugljika, dušika i ugljovodonika. Osim toga, zasićeni i nezasićeni ugljikovodici, aldehidi, kancerogene tvari, čađ i druge komponente ulaze u atmosferu s izduvnim plinovima. Približan sastav.
| Komponente izduvnih gasova | Sadržaj po zapremini, % | Toksičnost | |
|---|---|---|---|
| Motor | |||
| benzin | dizel | ||
| Nitrogen | 74,0 - 77,0 | 76,0 - 78,0 | br |
| Kiseonik | 0,3 - 8,0 | 2,0 - 18,0 | br |
| vodena para | 3,0 - 5,5 | 0,5 - 4,0 | br |
| Ugljen-dioksid | 5,0 - 12,0 | 1,0 - 10,0 | br |
| Ugljen monoksid | 0,1 - 10,0 | 0,01 - 5,0 | Da |
| Ugljovodonici nisu karcinogeni | 0,2 - 3,0 | 0,009 - 0,5 | Da |
| Aldehidi | 0 - 0,2 | 0,001 - 0,009 | Da |
| Sumpor oksid | 0 - 0,002 | 0 - 0,03 | Da |
| Čađ, g/m3 | 0 - 0,04 | 0,01 - 1,1 | Da |
| Benzopiren, mg/m3 | 0,01 - 0,02 | do 0,01 | Da |
Kada motor radi na olovni benzin, olovo je prisutno u izduvnim gasovima, a za motore koji rade na dizel gorivo prisutna je čađ.
Ugljen monoksid (CO - ugljen monoksid)
Proziran, bez mirisa otrovni gas, nešto lakši od vazduha, slabo rastvorljiv u vodi. Ugljični monoksid je proizvod nepotpunog sagorijevanja goriva sa plavim plamenom u zraku i nastaje ugljični dioksid (ugljični dioksid). U komori za sagorevanje motora CO nastaje usled nezadovoljavajuće atomizacije goriva, kao rezultat reakcija hladnog plamena, pri sagorevanju goriva sa nedostatkom kiseonika, kao i zbog disocijacije ugljen-dioksida tokom visoke temperature. Tokom naknadnog sagorevanja nakon paljenja (nakon top dead tačke, na hodu ekspanzije) moguće je sagorijevanje ugljičnog monoksida u prisustvu kisika da nastane dioksid. U tom slučaju se proces sagorijevanja CO nastavlja u izduvnom cjevovodu. Treba napomenuti da je pri radu dizel motora koncentracija CO u ispušnim plinovima niska (približno 0,1 - 0,2%), pa se u pravilu koncentracija CO određuje za benzinske motore.
Dušikovi oksidi (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, u daljem tekstu NOx)
Dušikovi oksidi su među najotrovnijim komponentama izduvnih gasova. U normalnim atmosferskim uslovima, azot je visoko inertan gas. Pri visokim pritiscima, a posebno temperaturama, dušik aktivno reagira s kisikom. U izduvnim gasovima motora, više od 90% ukupne količine NOx čini dušikov oksid NO, koji se lako oksidira u dioksid (NO2) u izduvnom sistemu, a zatim u atmosferi. Dušikovi oksidi iritiraju sluznicu očiju i nosa i uništavaju ljudska pluća, jer pri kretanju kroz respiratorni trakt stupaju u interakciju s vlagom gornjih dišnih puteva, stvarajući dušičnu i dušičnu kiselinu. U pravilu, trovanje NOx ljudskog tijela ne nastaje odmah, već postepeno, a nema neutralizirajućih agenasa.
Dušikov oksid (N2O hemioksid, gas za smejanje) je gas prijatnog mirisa, veoma rastvorljiv u vodi. Ima narkotički efekat.
NO2 (dioksid) je blijedožuta tekućina uključena u stvaranje smoga. Dušikov dioksid se koristi kao oksidant u raketnom gorivu. Smatra se da su dušikovi oksidi približno 10 puta opasniji od CO za ljudski organizam, a 40 puta opasniji kada se uzmu u obzir sekundarne transformacije. Oksidi dušika predstavljaju opasnost za listove biljaka. Utvrđeno je da se njihovo direktno toksično djelovanje na biljke javlja pri koncentracijama NOx u zraku u rasponu od 0,5 - 6,0 mg/m3. Dušična kiselina je vrlo korozivna za ugljične čelike. Na količinu emisije azotnih oksida značajno utiče temperatura u komori za sagorevanje. Dakle, kada se temperatura poveća sa 2500 na 2700 K, brzina reakcije se povećava za 2,6 puta, a kada se smanji sa 2500 na 2300 K smanjuje se za 8 puta, tj. što je temperatura viša, to je veća koncentracija NOx. Rano ubrizgavanje goriva ili visoki kompresijski pritisci u komori za sagorevanje takođe doprinose stvaranju NOx. Što je veća koncentracija kisika, veća je koncentracija dušikovih oksida.
Ugljovodonici (CnHm etan, metan, etilen, benzen, propan, acetilen, itd.)
Ugljovodonici su organska jedinjenja, čije su molekule izgrađene samo od atoma ugljika i vodika, otrovne su tvari. Izduvni plinovi sadrže više od 200 različitih CH, koji se dijele na alifatske (otvoreni ili zatvoreni lanci) i one koji sadrže benzenski ili aromatični prsten. Aromatični ugljikovodici sadrže u molekuli jedan ili nekoliko ciklusa od 6 atoma ugljika međusobno povezanih jednostavnim ili dvostrukim vezama (benzen, naftalen, antracen itd.). Imaju ugodan miris. Prisustvo CH u izduvnim gasovima motora objašnjava se činjenicom da je smeša u komori za sagorevanje heterogena, pa se na zidovima, u preobogaćenim zonama, gasi plamen i lančane reakcije se prekidaju u potpunosti CH, koji se emituje sa izduvnim gasovima i predstavlja mešavinu nekoliko stotina hemijskih jedinjenja, imaju smrad. CH su uzročnici mnogih kroničnih bolesti. Pare benzina, koje su ugljovodonici, takođe su toksične. Dozvoljena prosječna dnevna koncentracija benzinske pare je 1,5 mg/m3. Sadržaj CH u izduvnim gasovima se povećava tokom prigušivanja, kada motor radi u režimima prisilnog praznog hoda (ISR, na primer, tokom kočenja motorom). Kada motor radi u naznačenim režimima, proces formiranja smjese (miješanje goriva i zraka) se pogoršava, brzina sagorijevanja se smanjuje, paljenje se pogoršava i kao rezultat toga dolazi do čestih neuspjeha paljenja. Oslobađanje CH je uzrokovano nepotpunim sagorevanjem u blizini hladnih zidova, ako do kraja sagorevanja postoje mesta sa jakim lokalnim nedostatkom vazduha, nedovoljnom atomizacijom goriva, sa nezadovoljavajućim vrtlogom vazdušnog punjenja i niske temperature(na primjer, u mirovanju). Ugljovodonici se formiraju u preobogaćenim zonama gde je pristup kiseoniku ograničen, kao i blizu relativno hladnih zidova komore za sagorevanje. Imaju aktivnu ulogu u stvaranju biološki aktivnih supstanci koje izazivaju iritaciju očiju, grla, nosa i njihovih bolesti, te štete flori i fauni.
Jedinjenja ugljovodonika imaju narkotično dejstvo na centralni nervni sistem, može izazvati hronična oboljenja, a neki aromatični CH imaju otrovna svojstva. Ugljovodonici (olefini) i dušikovi oksidi aktivno doprinose stvaranju smoga u određenim meteorološkim uvjetima.
Smog iz izduvnih gasova.
Smog (od dim dim i magla - magla) je otrovna magla nastala u donjem sloju atmosfere, zagađena štetne materije iz industrijskih preduzeća, izduvnih gasova iz vozila i instalacija za proizvodnju toplote u nepovoljnim vremenskim uslovima. To je aerosol koji se sastoji od dima, magle, prašine, čestica čađi i kapljica tekućine (u vlažnoj atmosferi). Javlja se u atmosferi industrijskih gradova pod određenim meteorološkim uslovima. Emitovano u atmosferu štetnih gasova reaguju jedni s drugima i stvaraju nova, uključujući toksična, spojeve. U atmosferi se javljaju reakcije fotosinteze, oksidacije, redukcije, polimerizacije, kondenzacije, katalize itd. Kao rezultat složenih fotohemijskih procesa stimuliranih ultraljubičastim zračenjem Sunca, iz dušikovih oksida, ugljikovodika, aldehida i drugih tvari nastaju fotooksidansi (oksidanti).
Niske koncentracije NO2 mogu stvoriti velike količine atomskog kisika, koji zauzvrat stvara ozon i ponovo reagira sa zagađivačima zraka. Prisustvo formaldehida, viših aldehida i drugih ugljikovodičnih spojeva u atmosferi također doprinosi, zajedno s ozonom, stvaranju novih peroksidnih spojeva. Produkti disocijacije stupaju u interakciju s olefinima, stvarajući toksične hidroperoksidne spojeve. Kada je njihova koncentracija veća od 0,2 mg/m3, dolazi do kondenzacije vodene pare u obliku sitnih kapljica magle toksičnih svojstava. Njihov broj zavisi od godišnjeg doba, doba dana i drugih faktora. U toplom, suvom vremenu, smog se uočava u obliku žutog vela (boju daje dušikov dioksid NO2 prisutan u vazduhu, kapljice žute tečnosti). Smog izaziva iritaciju sluzokože, posebno očiju, i može izazvati glavobolja, otekline, krvarenje, komplikacije bolesti respiratornog trakta. Smanjuje vidljivost na putevima, čime se povećava broj saobraćajnih nezgoda. Opasnost od smoga po ljudski život je velika. Na primjer, londonski smog iz 1952. godine naziva se katastrofom, jer je oko 4 hiljade ljudi umrlo od smoga u 4 dana. Prisustvo hlorida, azota, sumpornih jedinjenja i kapljica vode u atmosferi doprinosi stvaranju jakih toksičnih jedinjenja i kiselih para, što štetno utiče na biljke, kao i na građevine, posebno na istorijske spomenike od krečnjaka. Priroda smoga je drugačija. Na primjer, u New Yorku je stvaranje smoga olakšano reakcijom spojeva fluorida i klorida s kapljicama vode; u Londonu prisustvo para sumporne i sumporne kiseline; u Los Angelesu (Kalifornija ili fotohemijski smog) prisustvo dušikovih oksida i ugljovodonika u atmosferi; u Japanu - prisustvo čađi i čestica prašine u atmosferi.
