Co je nebezpečný výfukový plyn. Přibližné složení výfukových plynů karburátoru a

16.07.2019

Automobilové plyny zůstávají v povrchové vrstvě atmosféry, což ztěžuje jejich rozptýlení. Úzké ulice a vysoké budovy také pomáhají zachycovat toxické výfukové plyny v dýchací zóně chodců. Složení výfukových plynů vozidel zahrnuje více než 200 složek, přičemž pouze několik z nich je standardizovaných (kouř, oxidy uhlíku a dusíku, uhlovodíky).[ ...]

Složení výfukových plynů závisí na řadě faktorů: typu motoru (karburátor, nafta), jeho režimu provozu a zatížení, technickém stavu a kvalitě paliva (tabulky 10.4, 10.5).[ ...]

Výfukové plyny kromě uhlovodíků, které tvoří palivo, obsahují produkty jeho nedokonalého spalování, jako je acetylen, olefiny a karbonylové sloučeniny. Množství VOC ve výfukových plynech závisí na provozních podmínkách motoru. Zvláště velký početškodlivé nečistoty se dostávají do okolního vzduchu při volnoběhu motoru – při krátkých zastávkách a na křižovatkách.[ ...]

Mezi výfukové plyny patří takové toxické látky jako oxid uhelnatý, oxidy dusíku, oxid siřičitý, sloučeniny olova a různé karcinogenní uhlovodíky.[ ...]

Složení výfukových plynů karburátorových a dieselových motorů zahrnuje asi 200 chemické sloučeniny, z toho nejjedovatější oxidy uhlíku, dusíku, uhlovodíky včetně polycyklických aromatických uhlovodíků (benz (a) pyren aj.). Při spálení 1 litru benzínu se do vzduchu dostane 200-400 mg olova, které je součástí antidetonačního aditiva. Doprava je také zdrojem prachu vznikajícího při ničení chodník a opotřebení pneumatik.[ ...]

Jelikož složení výfukových plynů závisí na směsi paliva a vzduchu a načasování zážehu, bude záležet i na charakteru jízdy. Pro dosažení nejvyššího výkonu jsou potřeba směsi s 10-15% obohacením, přičemž nejekonomičtější je rychlost s mírně nižším obohacením paliva. Pro většinu motorů Volnoběh jsou vyžadovány obohacené směsi a produkty spalování nejsou zcela vytlačeny z válce. Jak vozidlo zrychluje, tlak v palivovém systému klesá a palivo kondenzuje na stěnách potrubí. Aby se zabránilo chudé směsi paliva, používá se karburátor, který dodává více paliva při akceleraci. Snížení otáček při uzavřené škrticí klapce zvyšuje podtlak v rozdělovači, snižuje únik vzduchu a nadměrně nasytí směs. Při takovém kolísání emise do značné míry závisí na požadavcích na motor (tab.[ ...]

Problematika výfukových plynů a aerosolů vypouštěných do ovzduší automobilovými motory vyžaduje mnohem intenzivnější studium. V tomto směru již byly získány některé údaje o složení výfukových plynů, z nichž vyplývá, že jejich složení se mění pod vlivem četných faktorů, mezi které patří konstrukce motoru, provoz motoru a jeho údržba a také použité palivo (Faith , 1954; Fitton, 1954). Intenzivní studium vlivu všech základní části výfukové plyny v chronickém experimentu na zvířatech.[ ...]

Bezbarvý plyn, bez zápachu a chuti. Hustota vztažená ke vzduchu 0,967. Bod varu - 190°C. Koeficient rozpustnosti ve vodě 0,2489 (20°), 0,02218 (30°), 0,02081 (38°), 0,02035 (40°). Hmotnost 1 litru plynu při 0°C a 760 mm Hg. Umění. 1,25 g. Zahrnuje různé směsi plynů, koks, břidlice, voda, dřevo, vysokopecní plyny, výfukové plyny vozidel atd.[ ...]

Výfukové plyny z vozidel a jiných motorů s vnitřním spalováním jsou hlavním zdrojem znečištění ovzduší ve městech (až 40 % veškerého znečištění v USA). Mnoho odborníků má tendenci považovat problém znečištění ovzduší za problém jeho znečištění výfukovými plyny různých motorů (auta, motorové čluny a lodě, proudové motory letadla atd.). Složení těchto plynů je velmi složité, protože kromě uhlovodíků různé třídy obsahují toxické anorganické látky (oxidy dusíku, uhlíku, sloučeniny síry, halogeny), dále kovy a organokovové sloučeniny. Analýza podobných kompozic obsahujících anorganické a organické sloučeniny s širokým rozsahem bodů varu (uhlovodíky C1-C12) naráží na značné obtíže a pro jeho realizaci se zpravidla používá několik analytických metod. Zejména oxid uhelnatý a oxid uhličitý se stanovují IČ spektroskopií, oxidy dusíku chemiluminiscencí, k detekci uhlovodíků se používá plynová chromatografie. Může být také použit k analýze anorganických složek výfukových plynů a citlivost stanovení je asi 10-4% pro CO, 10-2% pro NO, 3-10-4% pro CO2 a 2-10"5% pro uhlovodíky, ale analýza je složitá a časově náročná.[ ...]

Koncentrace výfukových plynů v tunelu jsou ovlivněny: 1) intenzitou, složením a rychlostí dopravní tok; 2) délka, konfigurace a hloubka tunelu; 3) směr a rychlost převládajících větrů ve vztahu k ose tunelu.[ ...]

V tabulce. 12.1 ukazuje složení hlavních nečistot ve výfukových plynech benzinových a naftových spalovacích motorů (ICE).[ ...]

Výše bylo zmíněno, že složení výfukových plynů se výrazně mění se změnou pracovního režimu motoru, takže reaktor musí být navržen s ohledem na změny koncentrací. Kromě toho jsou pro průběh reakce nutné zvýšené teploty, takže reaktor musí zajistit rychlý nárůst teploty, protože voda ve studeném reaktoru kondenzuje. K tomu se přidaly technické potíže nutná podmínka tak, aby reaktorový systém fungoval dlouhou dobu bez technická péče. Na rozdíl od jiných zařízení v autě nebude v tomto případě motorista věnovat pozornost systému reaktoru, což mu nedává praktické výnosy a nemusí přijímat skutečné signály, že systém selhal. Kromě toho sledujte účinnost systému čištění prostřednictvím pravidelných kontrol a technické prohlídky mnohem obtížnější než dosažení určité průměrné úrovně spolehlivosti návrhu.[ ...]

Kvantitativní a kvalitativní složení výfukových plynů závisí na druhu a kvalitě paliva, typu motoru, jeho vlastnostech, technickém stavu, kvalifikaci mechaniků, vybavení vozového parku diagnostickým zařízením atd.[ ...]

Pro stanovení oxidu dusičitého ve výfukových plynech spalovacích motorů automobilů a ve výfukových plynech stříbrných regeneračních lázní je navržen netekoucí elektrochemický článek s dlouhou životností 120 dní. Pracovní elektroda je platina nebo grafit a pomocnou látkou je uhlí třídy B. Absorpční roztok má složení 3 % pro KBr a 1 % pro H2304. Spodní mez analyzované koncentrace oxidu dusičitého u této stagnující cely je 0,001 mg/l.[ ...]

V tabulce. 3 ukazuje přibližné složení výfukových plynů karburátorových a dieselových motorů (I. L. Varshavsky, 1969).[ ...]

K výraznému znečištění ovzduší dochází výfukem! automobilové plyny. Zahrnují velké spektrum toxických látek, z nichž hlavní jsou: CO, NOx - uhlovodíky, karcinogeny. Mezi znečišťující látky ovzduší ze silniční dopravy by měl patřit také pryžový prach vznikající v důsledku oděru pneumatik.[ ...]

Technický stav motoru. má velký vliv na složení výfukových plynů. technický stav motoru a hlavně karburátoru. Studie provedené J-G.Manusadzhantsem (1971) ukázaly, že po instalaci nových, správně seřízených karburátorů na automobily, které dříve měly zvýšený obsah oxidu uhelnatého ve výfukových plynech (5-6 %), se koncentrace tohoto plynu snížila na 1,5 %. . Vadné karburátory po opravě a seřízení také zajistily pokles obsahu oxidu uhelnatého ve výfukových plynech na 1,5-2 %.[ ...]

Jednoduché opatření – seřízením motorů lze několikanásobně snížit toxicitu výfukových plynů. Ve městech proto vznikají kontrolní a měřící místa pro diagnostiku motorů automobilů. Ve vozovém parku na speciálních pojezdových bubnech, které nahrazují vozovku, vůz projde testem, během kterého se měří chemické složení plyny motoru za různých provozních podmínek. Stroj s velkými emisemi výfukových plynů do linky by se neměl vyrábět. Podle údajů dostupných v literatuře může toto opatření samo o sobě snížit znečištění ovzduší 3,2krát v roce 1980 a 4krát do roku 2000.[ ...]

V uvažovaném schématu je část tepelné energie výfukových plynů v topném období využita pro účely vytápění ČS, přilehlých sídel, skleníků a chovů hospodářských zvířat. Integrovaná elektrárna na kompresorové stanici zahrnuje mnoho jednotek, sestav a zařízení znázorněných ve schématu na obr. 1, které vykazují vysokou účinnost a jsou dlouhodobě úspěšně provozovány v různých průmyslových odvětvích.[ ...]

V podmínkách Južno-Sachalinsku, kde jsou hlavními znečišťujícími látkami výfukové plyny vozidel a odpad z tepelných elektráren, speciální práce o jejich dopadu na jednotlivé objekty rostlinného světa nebyla provedena. V průběhu prací na stanovení mikroprvkového složení řady rostlin, včetně lučních a plevelných trav, byla provedena některá pozorování obsahu toxických mikroprvků v nadzemní hmotě rostlin ve městě i mimo něj, jakož i na mapy rekultivovaného odpadu skládky popela z JE Južno-Sachalinskaja . Chemické složení závisí jak na druhu, tak na vnějších podmínkách existence, proto byly pro stanovení olova odebrány vzorky těchto rostlinných druhů: ježek týmový (Dactylis glomerata L.), jetel plazivý (Trifolium repens L.), Langsdorf rákosník obecný (Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin.), modrásek luční (Poa pratensis L.), pampeliška lékařská (Taraxacum officinale Web.) - ve městě, na okrajích silnic a pro kontrolu - v místech vzdálených antropogenním vlivům.[ .. .]

Již bylo zmíněno, že sluneční paprsky mohou měnit chemické složení látek znečišťujících ovzduší. To je patrné zejména u polutantů oxidačního typu, kdy sluneční paprsky mohou vést ke vzniku dráždivého plynu z nedráždivého (Haagen-Smit a. Fox, 1954). K fotochemickým přeměnám tohoto typu dochází při reakci mezi uhlovodíky obsaženými ve vzduchu a oxidy dusíku, přičemž hlavním zdrojem obou jsou výfukové plyny vozidel. Tyto fotochemické reakce mají tak velký význam (například v Los Angeles), že se vynakládá velké úsilí na vyřešení tohoto konkrétního problému, který představují výfukové plyny automobilů. K řešení tohoto problému se přistupuje ze tří různých úhlů: a) změnou paliva pro motory; b) změnou konstrukce motoru; c) změnou chemického složení výfukových plynů po jejich vzniku v motoru.[ ...]

Možná se vám zdá divné, že zde není zmínka o oxidu uhelnatém (oxidu uhelnatém), který, jak každý ví, je součástí výfukových plynů automobilu. Každý rok zemře mnoho lidí, kteří mají ve zvyku zkoušet motor v uzavřené garáži nebo zvedat okna auta, aby výfukový systém který má únik. Oxid uhelnatý je ve vysokých koncentracích jistě smrtící: spojením s krevním hemoglobinem brání přenosu kyslíku z plic do všech orgánů těla. Ale dál venku v naprosté většině případů je koncentrace oxidu uhelnatého tak nízká, že nepředstavuje nebezpečí pro lidské zdraví.[ ...]

Všimněte si, že do něj vstupuje značné množství oxidu uhelnatého atmosférický vzduch s výfukovými plyny automobilů a jiných vozidel vybavených karburátorovými spalovacími motory, jejichž výfukové plyny obsahují CO od 2 do 10 % (vyšší hodnoty odpovídají nízkootáčkovým režimům). Kvůli tomuhle Speciální pozornost je věnována vývoji karburátorů vyráběných pod podmíněným názvem "Ozone" pro osobní automobily "Zhiguli". Díky řadě technických inovací dokáže tento karburátor výrazně snížit vypouštění látek škodlivých pro lidský organismus do atmosféry s výfukovými plyny. Na doporučení Ústředního vědeckého výzkumu Automobile a Automobilový institut karburátor využívá zařízení Cascade, které optimalizuje složení směs paliva a vzduchu, čímž je možné nejen snížit toxicitu emisí, ale také snížit měrnou spotřebu benzínu.[ ...]

Oxid uhelnatý vzniká při nedokonalém spalování látek obsahujících uhlík. Je součástí plynů uvolňovaných při tavení a zpracování železných a neželezných kovů, výfukových plynů spalovacích motorů, plynů vznikajících při tryskání atd.[ ...]

Moderní metody analýzy umožňují spolu se stářím jednotlivých ledových vrstev zjišťovat složení ovzduší při jejich vzniku, sledovat růst znečištění ovzduší. Takže v roce 1968 bylo zjištěno, že hladina oxidu olovnatého, který se do ovzduší dostává hlavně s výfukovými plyny automobilů, je již asi 200 mg na 1 tunu ledu. Autoři knihy Obléháni věčným ledem, ze které jsou tyto obrazce převzaty, je komentují takto: „Led, tento němý svědek vývoje zemského klimatu, signalizuje obrovské nebezpečí. Bude ho lidstvo poslouchat? [ ...]

Takové studie také dláždí cestu pro vývoj specifických prediktivních modelů spojujících složení a vlastnosti paliva s emisemi výfukových plynů pro rodiny vozidel, počínaje nejstaršími vozidly bez výbavy. katalyzátory, až po nejnovější modely vyrobené nejmodernější technologií. Tento vztah mezi vlastnostmi, složením a emisemi je extrémně složitý, takže takové modely umožňují vývojářům paliv najít konkrétní limity složení paliva, kde změny charakteristik paliva mohou mít měřitelný, kvantifikovatelný vliv na emise výfukových plynů. Tyto limity složení budou samozřejmě záviset jak na typu vozidel dostupných na konkrétním trhu, tak na možnostech výroby paliva. V tomto případě je tedy pro pochopení celého procesu nutné mít jasný obrázek, který oba tyto faktory charakterizuje.[ ...]

Fenoly se používají k dezinfekci, dále k výrobě lepidel a fenolformaldehydových plastů. Navíc jsou součástí výfukových plynů benzínových a naftových motorů, vznikají při spalování a koksování dřeva a uhlí.[ ...]

Pod vlivem emisí vypouštěných průmyslovými podniky, chemicky aktivních odpadů a zbytků z hlavní výroby se výrazně mění složení atmosférického vzduchu ve městech. Výrazně zvyšuje procento prašnosti, navíc jsou zde „stopy“ látek, které nejsou pro prostředí v přirozeném stavu charakteristické. Rostoucí nárůst výfukových plynů vozidel přispívá k rozvoji těžkých respiračních onemocnění. Emise škodlivé látky z vozidel a průmyslových podniků způsobují zvýšené znečištění ovzduší oxidy síry, sírany, oxidem uhličitým, oxidem uhelnatým, oxidy dusíku, sirovodíkem, amoniakem, acetonem, formaldehydem atd. Dráždivé působení znečištění ovzduší se projevuje nespecifickou reakcí organismu . V akutních případech vysokého znečištění ovzduší je zaznamenáno podráždění, spojivky, kašel, zvýšené slinění, křeče glottis a některé další příznaky. U chronického znečištění ovzduší je známá variabilita uvedených příznaků a jejich méně výrazný charakter. Znečištění ovzduší ve městech je důvodem, který zvyšuje odpor proudění vzduchu v dýchacích cestách.[ ...]

Kontrolu stavu ovzduší ve Spolkové republice Německo provádí síť stanovišť a devět stálých stanic (Mnichov), které monitorují obsah škodlivých plynů a prachu v atmosféře. Naměřená data jsou odeslána do zpracovatelského centra vybaveného počítačem pro kompilaci požadované vlastnosti znečištění ovzduší a jejich ¡klasifikace.[ ...]

Silniční doprava nepatří mezi hlavní zdroje oxidu siřičitého v atmosféře. V knize I. L. Varshavského, R. V. Malova „Jak neutralizovat výfukové plyny automobilu“ (1968) se problematika oxidu siřičitého jako emise z motoru automobilu vůbec nezabývá. Tento postoj je v souladu s výsledky studií z let 1974-1975 o vzduchu na dálnicích rušné automobilový provoz v Leningradu, kde byly pozorovány ojedinělé případy mírného překročení přípustných koncentrací anhydridu siřičitého (G. V. Novikov et al., 1975). Podle Spojených států amerických (VN Smelyakov, 1969) však roční emise oxidů síry z automobilů v této zemi dosahují 1 milionu tun, to znamená, že jsou úměrné emisím pevných částic. V Anglii činily v roce 1954 podle údajů Pchopa (1956) emise oxidu siřičitého z motorů automobilů 20 000 tun a 0,02 % - nafta. Tyto materiály přesvědčují o účelnosti kontroly koncentrací anhydridů na silnicích s těžkým provozem.[ ...]

Tyto znalosti a tento přístup lze navíc aplikovat na nově vyvinuté technologie motorů. Jak je znázorněno na Obr. 1, očekává se, že budoucí směr práce na minimalizaci emisí konvenčních motorů se posune směrem k vytvoření plně optimalizovaných systémů, a to při pokrytí vozidla, motoru a paliva. Klíčovým faktorem v tomto procesu bude vědět, jak správně formulovat konkrétní paliva, aby byla vhodná pro takové systémy.[ ...]

Jako příklady praktické aplikace slibných Pb, Sn a Te laserových diod lze uvést dva projekty vyvinuté americkou firmou Texas Instruments (Dallas). V prvním z nich je vyvíjeno kompaktní zařízení (o hmotnosti nejvýše 4,5 kg) na bázi laditelné laserové diody pro monitorování průmyslových emisí z potrubí pro obsah 302, NO2 a dalších plynů. Druhý projekt je zaměřen na vytvoření vhodného zařízení pro monitorování výfukových plynů automobilů na obsah CO, CO2, zbytků nespálených uhlovodíků a plynů obsahujících síru. Konstruované layouty jsou matricemi několika laserových spodků, z nichž každé je naladěno na specifický plyn a opticky propojeno podobnými matricemi fotodetektorů. Přístroj musí být umístěn přímo do výfukové trysky. Potíže jsou spojeny s vývojem vhodného chladiče nezbytného pro zajištění nepřetržitého laserového záření. Toto zařízení vzniká jako nástroj hromadné kontroly v souvislosti s návrhem americké státní normy pro přípustné složení výfukových plynů. Obě zařízení jsou založena na absorpční metodě.[ ...]

Zatímco řízení síry v palivu a výběr alternativního paliva mají potenciál poskytnout nepřímé snížení emisí vozidel, z pohledu ropné společnosti je hlavním faktorem, který je třeba vzít v úvahu při vývoji paliv s nízká úroveň škodlivé emise, je možnost přímého ovlivnění emisí výfukových plynů takových vlastností paliva, jako je složení uhlovodíků, těkavost, hustota, cetanové číslo atd., stejně jako sloučeniny obsahující kyslík (oxidační činidla) nebo biopaliva obsažená v palivu. Tato část se zabývá první otázkou. Posledně uvedené téma je podrobněji rozebráno v doprovodném článku publikovaném ve stejném časopise.[ ...]

Cyklus dusíku a síry je stále více ovlivňován průmyslovým znečištěním ovzduší. Během těchto cyklů se objevují oxidy dusíku (NO a N02) a oxidy síry (50 g), ale pouze jako mezistupně a na většině stanovišť jsou přítomny ve velmi nízkých koncentracích. Spalování fosilních paliv velmi zvýšilo obsah těkavých oxidů v ovzduší, zejména ve městech; v takové koncentraci se již stávají nebezpečnými pro biotické složky ekosystémů. V roce 1966 tvořily tyto oxidy asi třetinu celkových (125 milionů tun) průmyslových emisí v USA Hlavním zdrojem GOD jsou uhelné tepelné elektrárny a hlavním zdrojem NO2 jsou automobilové motory. L) a oxidy dusíku jsou škodlivé, dostávají se do dýchacích cest vyšších zvířat a lidí. V důsledku chemických reakcí těchto plynů s jinými znečišťujícími látkami se škodlivý účinek obou zhoršuje (je zaznamenán jakýsi synergismus). Vývoj nových typů spalovacích motorů, čištění paliva od síry a přechod z tepelných na jaderné elektrárny tyto závažné poruchy v koloběhu dusíku a síry odstraní. Parenteticky takové změny ve způsobu, jakým lidé vyrábějí energii, vyvolají další problémy, na které je třeba myslet předem (viz kap. 16).[ ...]

Tato okolnost předurčuje následující argument ve prospěch domácí vodíkové energie. Spočívá v potřebě globálního přístupu k řešení takových problémů. Trend k obecné integraci obchodního a ekonomického systému je dnes takový, že vyžaduje analýzu světového trhu pro převážnou škálu zboží a služeb. Za těchto podmínek již Rusko nemůže být vytrženo z globálních průmyslových, obchodních a ekonomických vazeb. Je nemožné nepočítat se stále přísnějšími, aniž bychom utrpěli velké materiální a morální ztráty environmentální požadavky stanoveny národní a mezinárodní legislativou. Zákon o čistém ovzduší přijatý Kongresem USA, výše zmíněné zpřísnění chemického složení výfukových plynů z leteckých a pozemních vozidel v západní Evropě a dalších regionech planety, jakož i řada dalších legislativních opatření slouží v podstatě jako základ pro Globální kodex životního prostředí. Je potřeba vytvořit národní koncepci využití vodíku v palivová základna zemí jako ekologické palivo pro leteckou a pozemní dopravu. Takovou koncepci a odpovídající národní program lze vyvinout jako součást konverze obranného průmyslu.[ ...]

Při studiu znečištění životního prostředí emisemi průmyslového podniku se obvykle berou v úvahu pouze ty chemikálie, které na základě technologický postup lze považovat za prioritu z hlediska hrubých emisí do ovzduší nebo do odpadní voda. Mezitím má významná část výchozích a konečných produktů výroby poměrně vysokou reaktivitu. Proto existuje důvod se domnívat, že tyto sloučeniny interagují nejen ve fázi technologického procesu. Možnost takové interakce ve vzduchu nelze vyloučit. průmyslové prostory, odkud se nově vzniklé produkty dostávají do atmosférického ovzduší jako fugitivní emise. Nové chemikálie mohou vznikat jako výsledek chemických a fotochemických reakcí ve znečištěném ovzduší, stejně jako ve vodě a půdě. Příkladem je vznik nových chemikálií z produktů nedokonalého spalování paliva, které je součástí výfukových plynů automobilů. V současné době jsou dráhy fotochemické oxidace těchto produktů dostatečně prozkoumány. Byla prokázána možnost znečištění ovzduší kvalitativně novými chemikáliemi neuvedenými v technologických předpisech zkoumaných podniků.

Každým rokem ve městech přibývá aut, a proto se zvyšuje i koncentrace výfukových plynů. Jaký účinek mají produkty motoru na tělo, můžete zjistit pochopením jejich složení.

Rozvoj celého lidstva je vždy doprovázen nárůstem populace a samozřejmě i potřeb. Současně se rozvíjí průmysl a automobilová doprava a do životního prostředí se uvolňuje stále více toxických chemikálií. Přibližně 90 procent z celkového množství znečištění tvoří výfukové plyny z automobilů. Tento problém je dnes stále důležitější.

Automobilové výfukové plyny jsou jakýmsi koktejlem několika stovek chemikálií, které mohou poškodit lidské zdraví i životní prostředí. Uvolňují se při procesu spalování.

Statistiky říkají, že jeden „osobní automobil“ vypustí do životního prostředí v průměru až jeden kilogram karcinogenů, toxinů a technických složek denně. Škodlivé látky se přitom hromadí a mohou být v atmosféře obsaženy až pět až šest let. Mohou poškodit životní prostředí, lidi, rostliny a zvířata.

Když koncentrace výfukových plynů ve vzduchu překročí normu, negativně ovlivňují lidskou pohodu. Nejvíce jejich dopadem trpí řidiči taxíků a mikrobusů a také lidé, kteří tráví hodně času v dopravních zácpách. Za nejškodlivější jsou přitom považovány vznětové motory, které dokážou vyprodukovat hodně sazí.

Emise z výfuku automobilů okamžitě ovlivňují dýchací systém a u dospělých je to mnohem méně než u dětí. Je to dáno tím, že maximální koncentrace plynů je soustředěna přibližně na úrovni obličeje dítěte.

Složení výfukových plynů automobilů

Škody na životním prostředí způsobují toxiny obsažené ve výfukových plynech. Z nich vynikají zejména tyto chemické sloučeniny:

Autobusy a nákladní auta podle statistik produkují mnohem více výfukových plynů než auta a motocykly. Je to dáno objemem motorů a způsobem jejich provozu.

Dopad na lidské tělo

Ve svém složení obsahují výfukové plyny automobilů toxické a škodlivé chemické sloučeniny, které mohou způsobit rozvoj chronických a akutních onemocnění. V dýchacím systému se mohou objevit následující patologie:

astma;
alergie;
bronchitida;
maligní novotvary;
sinusitida;
emfyzém;
zánět dýchacích cest.

Navíc kvůli obsahu škodlivých látek v emisích může trpět i kardiovaskulární systém. Vyznačuje se následujícími jevy:

závrať;
dušnost a potíže s dýcháním;
známky anginy pectoris;
tvorba trombózy;
infarkt myokardu.

Látky přítomné ve složení výfukových plynů automobilů se mohou hromadit uvnitř těla. Z tohoto důvodu dochází k jeho struskování, což vede k rozvoji závažných onemocnění. O vlivu výfukových plynů na lidské zdraví se vede mnoho sporů, ale všechny se scvrkají na skutečnost, že poškození je nevyhnutelné.

Že rostliny dokážou „dýchat“ vědělo mnoho lidí ze školy. To znamená, že pociťují i účinky výfukových plynů. Mikročástice toxinů otravují tělo rostliny, a proto stromy a květiny rostoucí podél cest vypadají tak nudně a letargicky.

Obrovský objem měl navíc vliv na složení klimatických srážek. Právě kvůli provozu vozidel se stále častěji objevují kyselé deště, pestrobarevné mlhy nebo tmavý sníh. Takové srážky samozřejmě pomáhají čistit vzduch, ale znečištění se dostává do země. Poté se těžké kovy a chemické sloučeniny šíří dále, prostřednictvím plodin a krmiva pro zvířata. Toto „kolování“ škodlivých látek nepříznivě ovlivňuje zdravotní stav.

Ochranná opatření

Maximální škoda automobilové emise mají na lidi, kteří stojí dlouhou dobu v dopravních zácpách. Motoristé, kteří nemají plynovou masku ani respirátor, jsou doslova nuceni je vdechovat. Ústa nebo nos však mohou být zakryty šátkem nebo kapesníkem. Látka nebude schopna ochránit před pronikáním škodlivých látek do těla, ale alespoň minimalizuje jejich množství.

Pokud často musíte stát v dopravních zácpách, doporučuje se doplnit stravu zelenou zeleninou, bobulemi a semeny. Je také vhodné pít co nejvíce vody, protože odstraňuje intoxikaci.

Vliv výfukových plynů na životní prostředí se vztahuje i na domy a byty, které se nacházejí v blízkosti dálnic. Výfuky v obydlí se často dostávají přes větrací otvory a okna. Pro zvýšení bezpečnosti odborníci doporučují instalaci utěsněných konstrukcí a použití odvzdušňovačů pro ventilaci.

Dnes vědci stále vyvíjejí alternativní paliva, elektrická vozidla a další technologie šetrné k životnímu prostředí. Ale to je zatím jen otázka budoucnosti, protože problém výfukových emisí je nyní tak aktuální.

Výfukové plyny (neboli výfukové plyny) - hlavní zdroj toxických látek spalovacího motoru - jsou heterogenní směsí různých plynných látek s nejrůznějšími chemickými a fyzikálními vlastnostmi, skládající se z produktů úplného i nedokonalého spalování paliva, přebytečného vzduchu, aerosolů a různých mikronečistot (jak plynných, tak ve formě kapalných a pevných částic) přicházejících z válců motoru do jeho výfukového systému. Ve svém složení obsahují asi 300 látek, z nichž většina je toxických.

Hlavní regulované toxické složky výfukových plynů motoru jsou oxidy uhlíku, dusíku a uhlovodíky. S výfukovými plyny se navíc do atmosféry dostávají nasycené a nenasycené uhlovodíky, aldehydy, karcinogeny, saze a další složky. Ukázka složení.

Složení výfukových plynů

Součásti výfukových plynů	Obsah podle objemu, %		Toxicita
	Motor
	benzín	diesel
Dusík	74,0 - 77,0	76,0 - 78,0	Ne
Kyslík	0,3 - 8,0	2,0 - 18,0	Ne
vodní pára	3,0 - 5,5	0,5 - 4,0	Ne
Oxid uhličitý	5,0 - 12,0	1,0 - 10,0	Ne
kysličník uhelnatý	0,1 - 10,0	0,01 - 5,0	Ano
Uhlovodíky jsou nekarcinogenní	0,2 - 3,0	0,009 - 0,5	Ano
Aldehydy	0 - 0,2	0,001 - 0,009	Ano
Oxid sírový	0 - 0,002	0 - 0,03	Ano
Saze, g/m3	0 - 0,04	0,01 - 1,1	Ano
Benzopyren, mg/m3	0,01 - 0,02	až 0,01	Ano

Když motor běží na olovnatý benzín, olovo je přítomno ve výfukových plynech au motorů běžících na dálku nafta- saze.

Oxid uhelnatý (CO - oxid uhelnatý)

Transparentní jedovatý plyn bez zápachu, mírně lehčí než vzduch, špatně rozpustný ve vodě. Oxid uhelnatý je produktem nedokonalého spalování paliva, které hoří na vzduchu modrým plamenem za vzniku oxidu uhličitého (oxidu uhličitého). Ve spalovacím prostoru motoru vzniká CO v důsledku špatného rozprášení paliva, v důsledku reakcí studeného plamene, při spalování paliva s nedostatkem kyslíku a také v důsledku disociace oxidu uhličitého při vysokých teplotách. . Při následném spalování po zapálení (po vr mrtvý střed, na expanzním zdvihu), spalování oxidu uhelnatého je možné v přítomnosti kyslíku za vzniku oxidu. Ve výfukovém potrubí zároveň pokračuje proces spalování CO. Je třeba poznamenat, že při provozu dieselových motorů je koncentrace CO ve výfukových plynech nízká (cca 0,1 - 0,2 %), proto se koncentrace CO stanovuje zpravidla pro benzínové motory.

Oxidy dusíku (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, dále NOx)

Oxidy dusíku patří mezi nejjedovatější složky výfukových plynů. Za normálních atmosférických podmínek je dusík vysoce inertní plyn. Při vysokých tlacích a zejména teplotách dusík aktivně reaguje s kyslíkem. Ve výfukových plynech motorů tvoří více než 90 % z celkového množství NOx oxid dusnatý NO, který snadno oxiduje na oxid (NO2) i ve výfukovém systému a následně v atmosféře. Oxidy dusíku dráždí sliznice očí, nosu a ničí lidské plíce, protože při pohybu dýchacími cestami interagují s vlhkostí horních cest dýchacích a tvoří kyselinu dusičnou a dusičnou. Otrava lidského těla NOx se zpravidla neprojevuje okamžitě, ale postupně a neexistují žádné neutralizační látky.

Oxid dusný (N2O hemioxid, rajský plyn) je plyn s příjemnou vůní a je vysoce rozpustný ve vodě. Má narkotický účinek.

NO2 (dioxid) je světle žlutá kapalina podílející se na tvorbě smogu. Oxid dusičitý se používá jako oxidační činidlo v raketovém palivu. Předpokládá se, že pro lidské tělo jsou oxidy dusíku asi 10krát nebezpečnější než CO, a když se vezmou v úvahu sekundární přeměny, 40krát. Oxidy dusíku jsou nebezpečné pro listy rostlin. Bylo zjištěno, že jejich přímý toxický účinek na rostliny se projevuje při koncentraci NOx v ovzduší v rozmezí 0,5 - 6,0 mg/m3. Kyselina dusičná je vysoce korozivní pro uhlíkové oceli. Teplota ve spalovací komoře má významný vliv na emise oxidů dusíku. Takže při zvýšení teploty z 2500 na 2700 K se rychlost reakce zvýší 2,6krát a při poklesu z 2500 na 2300 K se sníží 8krát, tzn. čím vyšší je teplota, tím vyšší je koncentrace NOx. K tvorbě NOx přispívá i brzké vstřikování paliva nebo vysoké kompresní tlaky ve spalovací komoře. Čím vyšší je koncentrace kyslíku, tím vyšší je koncentrace oxidů dusíku.

Uhlovodíky (CnHm ethan, metan, etylen, benzen, propan, acetylen atd.)

Uhlovodíky jsou organické sloučeniny, jejichž molekuly jsou tvořeny pouze atomy uhlíku a vodíku, jsou toxické látky. Výfukové plyny obsahují více než 200 různých CH, které se dělí na alifatické (otevřený nebo uzavřený řetězec) a ty, které obsahují benzenový nebo aromatický kruh. Aromatické uhlovodíky obsahují v molekule jeden nebo více cyklů o 6 atomech uhlíku propojených jednoduchými nebo dvojnými vazbami (benzen, naftalen, antracen atd.). Mají příjemnou vůni. Přítomnost CH ve výfukových plynech motorů se vysvětluje tím, že směs ve spalovací komoře je heterogenní, proto u stěn, v přebohatých zónách, plamen zhasne a přeruší se řetězové reakce.Neúplně spálený CH, emitované výfukovými plyny a představující směs několika stovek chemických sloučenin zápach. CH jsou příčinou mnoha chronických onemocnění. Jedovaté jsou také benzínové výpary, což jsou uhlovodíky. Přípustná průměrná denní koncentrace benzinových par je 1,5 mg/m3. Obsah CH ve výfukových plynech se zvyšuje se škrcení, kdy motor běží v nucených volnoběžných režimech (PHX např. při brzdění motorem). Při chodu motoru v těchto režimech se zhoršuje proces tvorby směsi (míchání vzducho-palivové náplně), klesá rychlost spalování, zhoršuje se zapalování a v důsledku toho dochází k jeho častým výpadkům zapalování. Uvolňování ÚT je způsobeno nedokonalým spalováním u studených stěn, pokud jsou až do konce spalování místa se silným lokálním nedostatkem vzduchu, nedostatečným rozprašováním paliva, se špatným vířením vzduchové náplně a nízkými teplotami (například volnoběh) . Uhlovodíky vznikají v přebohatých zónách, kde je omezený přístup kyslíku, a také v blízkosti relativně studených stěn spalovací komory. Aktivně se podílejí na tvorbě biologicky aktivních látek, které způsobují podráždění očí, krku, nosu a jejich onemocnění, poškozují flóru a faunu.

Sloučeniny uhlovodíků působí narkoticky na centrální nervový systém, mohou způsobovat chronická onemocnění a některé aromatické CH mají toxické vlastnosti. Uhlovodíky (olefiny) a oxidy dusíku za určitých meteorologických podmínek aktivně přispívají ke vzniku smogu.

Výfukový smog.

Smog (Smog, z kouře kouř a mlha - mlha) je jedovatá mlha vznikající ve spodní vrstvě atmosféry znečištěná škodlivými látkami z průmyslových podniků, výfukovými plyny z vozidel a zařízení produkujících teplo za nepříznivých povětrnostních podmínek. Jedná se o aerosol skládající se z kouře, mlhy, prachu, částic sazí, kapiček kapaliny (ve vlhké atmosféře). Vyskytuje se v atmosféře průmyslových měst za určitých meteorologických podmínek. Škodlivé plyny vstupující do atmosféry spolu reagují a tvoří nové, včetně toxických sloučenin. Zároveň v atmosféře probíhají reakce fotosyntézy, oxidace, redukce, polymerace, kondenzace, katalýza atd. V důsledku složitých fotochemických procesů stimulovaných ultrafialovým zářením Slunce vznikají z oxidů dusíku, uhlovodíků, aldehydů a dalších látek fotooxidanty (oxidanty).

Nízké koncentrace NO2 mohou vytvářet velké množství atomárního kyslíku, který zase tvoří ozón a znovu reaguje s látkami znečišťujícími ovzduší. Přítomnost formaldehydu, vyšších aldehydů a dalších uhlovodíkových sloučenin v atmosféře rovněž přispívá spolu s ozonem k tvorbě nových peroxidových sloučenin. Produkty disociace interagují s olefiny a tvoří toxické hydroperoxidové sloučeniny. Když je jejich koncentrace vyšší než 0,2 mg/m3, vodní pára kondenzuje ve formě drobných kapiček mlhy s toxickými vlastnostmi. Jejich počet závisí na ročním období, denní době a dalších faktorech. V horkém a suchém počasí je pozorován smog ve formě žlutého závoje (barva je dána oxidem dusičitým NO2 přítomným ve vzduchu jako kapičky žluté kapaliny). Smog dráždí sliznice, zejména oči, může způsobit bolesti hlavy, otoky, krvácení a komplikace respiračních onemocnění. Zhoršuje viditelnost na silnicích, a tím zvyšuje počet dopravních nehod. Nebezpečí smogu pro lidský život je velké. Takže například londýnský smog z roku 1952 se nazývá katastrofou, protože během 4 dnů zemřelo na smog asi 4 tisíce lidí. Přítomnost chloridů, dusíku, sloučenin síry a kapiček vody v atmosféře přispívá k tvorbě silných toxických sloučenin a kyselých par, což má škodlivý vliv na rostliny a stavby, zejména na historické památky z vápence. Povaha smogu je jiná. Například v New Yorku je tvorba smogu podporována reakcí fluoridových a chloridových sloučenin s vodními kapkami; v Londýně přítomnost výparů kyselin sírové a siřičité; v Los Angeles (Kalifornie nebo fotochemický smog) přítomnost oxidů dusíku, uhlovodíků v atmosféře; v Japonsku přítomnost sazí a prachových částic v atmosféře.

Emise ze spalovacích motorů (ICE) se dělí na emise z karburátorových a dieselových motorů. Toto oddělení je způsobeno skutečností, že karburátorové motory (CD) pracují s homogenními směsmi vzduchu a paliva, zatímco dieselové motory (DD) pracují s heterogenními směsmi.

Emise znečišťujících látek ze spalovacích motorů karburátorového typu zahrnují uhlovodíky, oxidy uhlíku, oxidy dusíku a přerušované emise. Znečištění vzniká v důsledku reakcí a při procesu spalování v objemu a na površích. Profukování plynů přes pístní kroužky a výfukové plyny z válců jsou méně intenzivním zdrojem emisí škodlivin.

V roce 1980 byla 4 % osobních a nákladních automobilů vyrobených na světě vybavena dieselovými motory a do konce 80. let se toto číslo zvýšilo na 25 %. Emise hlavních škodlivin vznětových motorů jsou stejné jako u karburátorových motorů (uhlovodíky, oxid uhelnatý, oxidy dusíku, přerušované emise), ale přidávají se k nim částice uhlíku (saze aerosol).

Automobil vydává oxid uhelnatý CO až 3 m3 / h, nákladní automobil - až 6 m3 / h (3 ... 6 kg / h).

Složení výfukových plynů vozidel s různými typy motorů lze posoudit z údajů uvedených v tabulce. 8.1.

		Tabulka 8.1.
Přibližné složení výfukových plynů vozidla

Komponenty
	karburátor	dieselový motor
	motor


H2O (páry)
CO2

oxidy dusíku		2. 10-3 -0,5
oxidy dusíku
uhlovodíky		1. 10-3 -0,5
Aldehydy		1 . 10 - 3 -9 .10 -3

	0-0,4 g/m3	0,01-1,1 g/m3
Benzopyren	(10-20). 10-6, g/m3	až 1. 10-5 g/m3

Emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků z karburátorových motorů jsou výrazně vyšší než z dieselových motorů.

8.2. Snížení emisí ze spalovacích motorů

Zvýšení ekologických vlastností automobilu je možné prostřednictvím souboru opatření ke zlepšení jeho konstrukce a provozního režimu. Zlepšení ekologických vlastností vozu vede k: zvýšení jeho účinnosti; výměna benzínových spalovacích motorů za dieselové; přechod spalovacích motorů na používání alternativních paliv (stlačený nebo zkapalněný plyn, etanol, metanol, vodík atd.); použití neutralizátorů výfukových plynů pro spalovací motory; zlepšení režimu Provoz ICE A Údržba auto.

Známá a aplikovaná řada metod ke snížení toxicity výfukových plynů. Mezi nimi provoz vozu v podmínkách, kdy motor vydává nejmenší množství toxických látek (snížení brzdění, rovnoměrný pohyb při určité rychlosti atd.); použití speciálních přísad do paliva, které zvyšují úplnost jeho spalování a snižují emise CO (alkoholy, jiné sloučeniny); dohořívání některých škodlivých složek plamenem.

V U karburátorových motorů ovlivňuje poměr mezi vzduchem a palivem obsah uhlovodíků a oxidu uhelnatého ve výfukových plynech. Takže například emise rostou s rostoucím obohacováním směsi. Zvyšuje se obsah CO kvůli nedokonalému spalování způsobenému nedostatkem kyslíku ve směsi. Nárůst obsahu uhlovodíků je dán především zvýšením adsorpce paliva a zvýšením mechanismu nedokonalého spalování paliva. Chudé směsi vytvářejí nižší koncentrace Cn Hm a CO v emisích v důsledku jejich dokonalejšího spalování.

V U dieselových motorů se výkon mění se změnou množství vstřikovaného paliva. V důsledku toho se mění rozložení proudu paliva, množství paliva dopadajícího na stěnu, tlak ve válci, teplota a doba vstřiku.

Odborníci se domnívají, že pro výrazné snížení škodlivých emisí je nutné snížit spotřebu benzínu z 8 litrů (na 100 kilometrů - na 2 ... 3 litry. To vyžaduje zlepšení konstrukce motoru a kvality paliva; přechod na bezolovnatý benzín; používání katalytické dodatečné spalování pro snížení emisí CO, zavedení elektron

řídicí systém pro procesy spalování paliva; a další opatření, zejména použití tlumičů ve výfukovém systému.

Zvýšení palivové účinnosti automobilu je dosaženo především zlepšením spalovacího procesu ve spalovacím motoru: vrstvené spalování paliva; předkomorové spalování; použití ohřevu a odpařování paliva v sacím traktu; používání elektronické zapalování. Další rezervy pro zvýšení účinnosti vozu jsou:

- snížení hmotnosti vozu zlepšením jeho designu a použitím nekovových a vysoce pevných materiálů;

- zlepšení aerodynamického výkonu karoserie (nejnovější modely osobních automobilů mají obvykle o 30 ... 40 % nižší koeficient odporu vzduchu);

- snížení odporu vzduchové filtry a tlumiče, vypnutí pomocné jednotky, jako je ventilátor atd.;

- snížení hmotnosti přepravovaného paliva (neúplné naplnění nádrží) a hmotnosti nářadí.

Moderní modely osobních automobilů se výrazně liší ve spotřebě paliva od předchozích modelů.

Nadějné značky osobních aut budou mít spotřebu benzínu 3,5 l/100 km a méně. Zvyšování efektivity autobusů a nákladních vozidel je dosahováno především využitím naftových spalovacích motorů. Ve srovnání s benzínovými spalovacími motory mají ekologické výhody, protože mají o 25 ... 30 % nižší specifickou spotřebu paliva; kromě toho je složení výfukových plynů vznětového spalovacího motoru méně toxické (viz tabulka 8.1).

Ve srovnání s benzínovými ICE mají motory na alternativní paliva ekologické výhody. Obecný pohled o snížení toxicity spalovacích motorů při přechodu na alternativní palivo lze získat z údajů uvedených v tabulce. 8.2.

Tabulka 8.2 Toxicita emisí ICE u různých paliv

Řada vědců vidí částečné řešení ekologického problému v přechodu aut na plynná paliva. Tedy obsah oxidu uhelnatého

lerod ve výfuku plynových vozidel je nižší o 25 ... 40 %; oxidy dusíku o 25…30 %; sazí o 40 ... 50 %. Při použití v automobilové motory zkapalněné nebo stlačené výfukové plyny neobsahují téměř žádný oxid uhelnatý. Řešením problému by bylo široké uplatnění elektrické vozidlo. Vyráběná elektrická vozidla mají omezený dojezd kvůli omezené kapacitě a velkému množství baterií. V současné době probíhá v této oblasti rozsáhlý výzkum. Některé pozitivní výsledky již byly dosaženy. Snížení toxicity emisí lze dosáhnout snížením obsahu sloučenin olova v benzínu, aniž by došlo ke snížení jeho energetických vlastností.

Přechod na plynné palivo nepředpokládá výrazné změny v konstrukci spalovacího motoru, je však omezen nedostatkem čerpacích stanic a požadované množství auta přestavěná na plyn. Kromě toho auto přestavěné na pohon na plynové palivo ztrácí svou nosnost v důsledku přítomnosti válců a cestovního dojezdu asi dvakrát (200 km oproti 400 ... 500 km u benzínového auta). Tyto nedostatky lze částečně odstranit přestavbou vozu na zkapalněný zemní plyn.

Použití metanolu a etanolu vyžaduje změny v konstrukci spalovacího motoru, protože alkoholy jsou chemicky aktivnější vůči kaučukům, polymerům a slitinám mědi. V konstrukce spalovacího motoru je nutné zavést přídavné topení pro spuštění motoru v chladném období (při t< -25 °С); необходима перерегулировка карбюратора, так как изменяется стехиометрическое отношение расхода воздуха к расходу топлива. У бензиновых ДВС оно равно 14,7; у двигателей на метаноле - 6,45, а на этаноле - 9. За рубежом (Бразилия) применяют смеси бензина и этанола в пропорции 12:10, что позволяет использовать benzinové spalovací motory s drobnými změnami v jejich konstrukci, přičemž se mírně zvýšil ekologický výkon motoru.

Nehledě na to, že emise toxických látek (Cn Hm a CO) z klikové skříně a palivový systém motoru minimálně o řád nižší ve výfukových emisích, jsou v současnosti vyvíjeny způsoby spalování plyny z klikové skříně LED. Známý uzavřený okruh neutralizace plynů z klikové skříně s jejich přívodem do sacího potrubí motoru s následným dohoříváním. Uzavřený systém ventilace klikové skříně s návratem plynů z klikové skříně do karburátoru snižuje uvolňování uhlovodíků do atmosféry o 10 ... 30 %, oxidů dusíku o 5 ... 25 %, ale zároveň emise uhlíku monoxid se zvyšuje o 10 ... 35%. Když se plyny z klikové skříně vrátí za karburátor, emise Cn Hm se sníží o 10...40 %, CO o 10...25 %, ale emise NOx se zvýší o 10...40 %.

Pro zamezení emisí benzinových par z palivového systému, z nichž většina se dostává do atmosféry, když motor neběží, je na automobily instalován systém neutralizace palivových par z karburátoru a palivové nádrže, skládající se ze tří hlavních součástí (obr. 8.1 ): utěsněná palivová nádrž 1 se speciální kapacitou 2 pro kompenzaci tepelné roztažnosti paliva; uzávěry 3 plnicího hrdla palivové nádrže s oboustranným bezpečnostní ventil aby se zabránilo nadměrnému tlaku nebo vakuu v nádrži; adsorbér 4 pro pohlcování palivových par při vypnutém motoru se systémem pro vracení par do sacího traktu motoru během jeho provozu. Jako adsorbent se používá aktivní uhlí.

Rýže. 8.1. Schéma rekuperace palivových par benzínu ICE

Dodržování plánu údržby a kontrola složení výfukových plynů (EG) spalovacích motorů může výrazně snížit toxické emise do atmosféry. Je známo, že při 160 tisících kilometrech a bez kontroly se emise CO zvyšují 3,3krát a Sp Ht - 2,5krát.

Zlepšení environmentální výkonnosti pohonného systému s plynovou turbínou (GTPU) na letadlech se dosahuje zlepšením procesu spalování paliva, používáním alternativních paliv (zkapalněný plyn, vodík atd.) a racionální organizací provozu na letištích.

Prodloužení doby setrvání zplodin spalování ve spalovacím prostoru motoru s plynovou turbínou je doprovázeno zvýšením účinnosti spalování (snížení obsahu CO a Cn Hm ve zplodinách spalování) a obsahu oxidů dusíku v nich. Změnou doby setrvání plynu ve spalovací komoře je tedy možné dosáhnout pouze minimální toxicity zplodin hoření, nikoli ji zcela odstranit.

Efektivnějším prostředkem ke snížení toxicity motorů s plynovou turbínou je použití metod přívodu paliva, které zajišťují rovnoměrnější míchání paliva a vzduchu. Patří mezi ně zařízení s předodpařováním paliva, trysky s provzdušňováním paliva atd. Testy na modelových komorách naznačují, že takové metody dokážou více než řádově snížit obsah Cn Hm ve zplodinách spalování, CO - několikanásobně, zajistit bezkouřový výfuk a snížení obsahu NOx.

Významného snížení obsahu NOx ve zplodinách spalování motorů s plynovou turbínou se dosahuje stupňovitým procesem spalování paliva ve dvouzónových spalovacích komorách. V takových komorách se hlavní část paliva v režimech vysokého tahu spaluje ve formě předem připravené chudé směsi. Menší část paliva (~25 %) se spaluje ve formě bohaté směsi, kde vznikají především oxidy dusíku. Experimenty ukazují, že při takovém spalování lze snížit obsah NOx o faktor 2.

Řešení ekologických problémů spojených s používáním raketové techniky je založeno na použití šetrné k životnímu prostředí bezpečné palivo zejména kyslík a vodík.

8.3. Neutralizace výfuků spalovacích motorů

Zlepšení ekologických vlastností automobilů je možné prostřednictvím souboru opatření ke zlepšení jejich konstrukce a provozních režimů. Jedná se o zvyšování účinnosti motorů, nahrazování jejich benzinových verzí dieselovými, používání alternativních paliv (stlačený nebo zkapalněný plyn, etanol, metanol, vodík atd.), používání neutralizátorů výfukových plynů, optimalizace provozu motoru a údržby vozidla.

Výrazného snížení toxicity spalovacích motorů je dosaženo použitím neutralizátorů výfukových plynů (EG). Jsou známy kapalné, katalytické, tepelné a kombinované konvertory. Nejúčinnější z nich jsou katalytické konstrukce. Vybavovat vozy jimi začalo v roce 1975 v USA a v roce 1986 v Evropě. Od té doby znečištění atmosféry emisemi prudce kleslo – o 98,96, resp. 90 % u uhlovodíků, CO a NOx.

Konvertor je přídavné zařízení, které se zavádí do výfukového systému motoru pro snížení toxicity výfukových plynů. Jsou známy kapalné, katalytické, tepelné a kombinované konvertory.

Princip činnosti kapalinových neutralizátorů je založen na rozpouštění nebo chemické interakci toxických složek výfukových plynů, když procházejí kapalinou určitého složení: voda, vodní roztok siřičitan sodný, vodný roztok hydrogenuhličitanu sodného.

Na Obr. 8.2 ukazuje schéma kapalinového neutralizátoru používaného u dvoutaktu dieselový motor. Výfukové plyny vstupují potrubím 1 do konvertoru a sběračem 2 do nádrže 3, kde reagují s pracovní kapalinou. Vyčištěné plyny procházejí filtrem 4, separátorem 5 a uvolňují se do atmosféry. Jak se kapalina odpařuje, kapalina se přidává do pracovní nádrže přídavná nádrž 6.

Rýže. 8.2. Schéma kapalinového neutralizátoru

Průchod výfukových plynů nafty vodou vede ke snížení zápachu, aldehydy jsou absorbovány s účinností 0,5 a účinnost odstraňování sazí dosahuje 0,60 ... 0,80. Zároveň se poněkud snižuje obsah benzo(a)pyrenu ve výfukových plynech naftových motorů. Teplota plynů po čištění kapalinou je 40 ... 80 ° C a zahřeje se na přibližně stejnou teplotu. pracovní kapalina. S klesající teplotou je proces čištění intenzivnější.

Kapalné neutralizátory nevyžadují po nastartování studeného motoru čas pro přechod do provozního režimu. Nevýhody kapalinových neutralizátorů: velká hmotnost a rozměry; potřeba častých změn v pracovním řešení; neefektivnost ve vztahu k CO; nízká účinnost (0,3) ve vztahu k NOx; intenzivní odpařování kapaliny. Nicméně použití kapalných neutralizátorů v kombinované systémyčištění může být racionální, zejména u instalací, jejichž výfukové plyny musí mít nízká teplota při vstupu do atmosféry.

Výpary z dopravy

V Evropské unii je povolená hladina škodlivých látek ve výfukových plynech závislá na stáří vozu. Pokud je rok výroby vozu dřívější než 1978, pak neexistují žádná pevná omezení, je pouze jeden požadavek, aby z výfukového potrubí nevycházel žádný viditelný kouř. Pokud je auto vyrobeno v letech 1979-1986, pak maximální limit škodlivých látek, které vypouští, měřeno při volnoběhu, je následující: CO - méně než 4,5%, CH - 100 ppm. Obsah kyslíku by měl být nižší než 5 %. Druhý indikátor se obvykle používá k potvrzení toho, že nebylo provedeno nic nezákonného pro snížení úrovně CO v systémech automobilu. Od roku 1986 do roku 1990 se ve většině zemí požadavky zvýšily: CO - 3,5 %, CH - 600 ppm. Od roku 1991 byly stanoveny nové předpisy pro vozidla vybavená katalytickým přídavným spalováním. Nyní se hladina škodlivých výfukových plynů vozu měří dvěma způsoby: při volnoběhu a při 2500 otáčkách motoru za minutu. Pomocí katalytického přídavného spalování výfukových plynů se výrazně snížila úroveň škodlivých emisí, z tohoto důvodu se snížily i limitní hodnoty emisí. Při volnoběhu by hladina CO neměla být vyšší než 0,5 % a CH ne vyšší než 100 ppm. Zároveň se matematicky vypočítává tzv. součinitel přebytku vzduchu alfa a měl by se pohybovat mezi 0,91 - 1,03. Také hladina kyslíku musí být nižší než 0,5 % a referenční CO2 musí být nižší než 16.

Majitelé nových aut nemají problém získat povolení k používání svých vozidel. I když třeba ve Finsku průměrný věk osobního vozu je 10,5 roku. Ale když má auto významný počet najetých kilometrů a stáří, při absolvování testu výfuku může být odesláno k opravě.

Velmi často se tyto problémy vyskytují u starších vozů, kdy má motor již značný počet najetých kilometrů a ztratil svou dřívější sílu. Majitelé si často nevšimnou, že jejich auto již ztratilo výkon.

Množství výfukových plynů automobilů

Hlavně odhodlaný hmotnostní tok palivo pro auta. Spotřeba na vzdálenost je normalizována a je obvykle uváděna výrobci (jedna ze spotřebitelských charakteristik). S ohledem na celkový objem výfukových plynů vycházejících z tlumiče výfuku se lze přibližně zaměřit na následující údaj - jeden spálený litr benzínu vede k vytvoření přibližně 16 kubíků nebo 16 000 litrů směsi různých plynů. Na základě těchto údajů lze odhadnout přibližné množství škodlivých nečistot vypouštěných do atmosféry, ale je zde malý problém. Můžeme určit pouze množství různých plynů emitovaných při spalování určitého počtu litrů paliva, ale ne u žádného výfuku, a to ještě více za určité časové období (hodinu, den, měsíc atd.) . Proto nemůžeme v zásadě posuzovat množství plynů vypouštěných do atmosféry každou hodinu. Nikde není stanoveno, že všechna auta denně ujedou určitý počet kilometrů stejnou rychlostí. A hledat nějaký průměr znamená klamat sám sebe, protože údaje mohou být nejen velmi přibližné, ale dokonce zcela chybné.

Tabulka číslo 1. Spotřeba paliva pro vozy různých značek

K -- karburátorový motor

i -- vstřikovací motor

D - dieselový motor

hustota benzínu při +20 °C se pohybuje od 0,69 do 0,81 g/cm³

hustota motorové nafty při +20 С podle GOST 305-82 ne více než 0,86 g / cm³

Stůl číslo 2. Složení automobilových výfukových plynů

Výfukové plyny (neboli výfukové plyny) - hlavní zdroj toxických látek spalovacího motoru - jsou heterogenní směsí různých plynných látek s různými chemickými a fyzikálními vlastnostmi, skládající se z produktů úplného a nedokonalého spalování paliva vycházejícího z válců motoru do jeho výfukový systém. Ve svém složení obsahují asi 300 látek, z nichž většina je toxických. Hlavní regulované toxické složky výfukových plynů motoru jsou oxidy uhlíku, dusíku a uhlovodíky. S výfukovými plyny se navíc do atmosféry dostávají nasycené a nenasycené uhlovodíky, aldehydy, karcinogeny, saze a další složky. Přibližné složení výfukových plynů je uvedeno v tabulce 1. Když motor běží na olovnatý benzín, je ve výfukových plynech přítomno olovo a u motorů na motorovou naftu saze. Nyní se pokusme zjistit, proč je každý výfuk nebezpečný a jaké množství plynů z výfukového potrubí uniká.

Oxid uhelnatý (CO - oxid uhelnatý)

Transparentní jedovatý plyn bez zápachu, mírně lehčí než vzduch, špatně rozpustný ve vodě. Oxid uhelnatý - produkt nedokonalého spalování paliva, hoří na vzduchu modrým plamenem za vzniku oxidu uhličitého (oxidu uhličitého). Pokud je jeho obsah vysoký, motor spotřebovává příliš mnoho paliva a oleje z klikové skříně.

Ve spalovacím prostoru motoru vzniká CO v důsledku špatného rozprášení paliva, v důsledku reakcí studeného plamene, při spalování paliva s nedostatkem kyslíku a také v důsledku disociace oxidu uhličitého při vysokých teplotách. . Ve výfukovém potrubí zároveň pokračuje proces spalování CO.

Je třeba poznamenat, že při provozu dieselových motorů je koncentrace CO ve výfukových plynech nízká (přibližně 0,1-0,2%), proto je koncentrace CO stanovena zpravidla pro benzínové motory. V průměru auta spalující litr benzínu vypustí do ovzduší asi 800 litrů oxidu uhličitého.

Oxidy dusíku (NO, NO2, N2O, N203, N205, dále - NOx)

Oxidy dusíku dráždí sliznice očí, nosu a ničí lidské plíce, protože při pohybu dýchacími cestami interagují s vlhkostí horních cest dýchacích a tvoří kyselinu dusičnou a dusičnou. Otrava lidského těla NOx se zpravidla neprojevuje okamžitě, ale postupně a neexistují žádné neutralizační látky. Při spalování litru benzinu se z výfukového potrubí uvolňuje přibližně 128 litrů oxidů dusíku.

Oxid dusný (N 2 O - hemioxid, smějící se plyn) - plyn příjemné vůně, dobře se nám rozpustí ve vodě. Má narkotický účinek.

NO 2 (dioxid) je světle žlutá kapalina podílející se na tvorbě smogu. Oxid dusičitý se používá jako oxidační činidlo v raketovém palivu. Předpokládá se, že pro lidský organismus jsou oxidy dusíku asi 10x nebezpečnější než CO, a když se vezmou v úvahu sekundární přeměny, jsou 40x nebezpečnější.

Oxidy dusíku jsou nebezpečné pro listy rostlin. Bylo zjištěno, že jejich přímý toxický účinek na rostliny se projevuje, když je koncentrace Nox ve vzduchu v rozmezí 0,5-6,0 mg/m 3 . Kyselina dusičná je vysoce korozivní pro uhlíkové oceli.

Teplota ve spalovací komoře má významný vliv na emise oxidů dusíku. Takže při zvýšení teploty z 2500 na 2700 K se rychlost reakce zvýší 2,6krát a při poklesu z 2500 na 2300 K se sníží 8krát, tzn. čím vyšší je teplota, tím vyšší je koncentrace NOx. K tvorbě NOx přispívá i brzké vstřikování paliva nebo vysoké kompresní tlaky ve spalovací komoře. Čím vyšší je koncentrace kyslíku, tím vyšší je koncentrace oxidů dusíku.

Uhlovodíky (CnHm - ethan, metan, etylen, benzen, propan, acetylen atd.)

Uhlovodíky – organické sloučeniny, jejichž molekuly se skládají pouze z atomů uhlíku a vodíku, jsou toxické látky. Výfukové plyny obsahují více než 200 různých CH, které se dělí na alifatické (otevřený nebo uzavřený řetězec) a ty, které obsahují benzenový nebo aromatický kruh. Aromatické uhlovodíky obsahují v molekule jeden nebo více cyklů o 6 atomech uhlíku propojených jednoduchými nebo dvojnými vazbami (benzen, naftalen, antracen atd.). Mají příjemnou vůni. Jeho množství se měří v konvenční jednotce ppm (počet částic na milion). Takže i mírné zvýšení účinnosti spalování může mít velký vliv na její úroveň. Extrémně vysoké hladiny uhlovodíků jsou obvykle problémem nejen pro majitele automobilů, ale i pro mechaniky.

Přítomnost CH ve výfukových plynech motorů je vysvětlena skutečností, že směs ve spalovací komoře je heterogenní, proto u stěn, v příliš obohacených zónách, plamen zhasne a řetězové reakce se přeruší. Existuje několik faktorů, které ovlivňují množství uhlovodíků ve výfukových plynech. Těsnost ventilů, čistota ventilů a časování zapalování jsou stejně důležité. Nejen seřízení časování zapalování, ale i momentální síla spalování, vše, co ovlivňuje spalování, má velký význam pro omezení množství uhlovodíků ve výfukových plynech. Přibližné množství uhlovodíků, které vzniká při spalování litru benzínu - 400-450l.

Tyto údaje mohou někoho vyděsit, ale pojďme na to: litry jsou mírou objemu a v žádném případě by se tyto údaje neměly zaměňovat s kapalinou, protože 800 litrů je na kapalinu poměrně velké číslo. A na plyn? Plyn je látka, jejíž molekuly jsou několik set tisíckrát menší, než je vzdálenost mezi nimi. Pokud si představíte něco hutnějšího, pak se objem sníží na desítky a stovkykrát. A teď opatrně – litr benzinu, při jehož spalování tento objem vzniká, se spotřebuje na ujetí vzdálenosti 10 km. Zkusme rozptýlit většinu iluzí – nejedná se o tak silné znečištění, jen se v okamžiku výfuku uvolňuje nepříjemný zápach a zdá se nám, že se dramaticky změnilo složení vzduchu kolem. Na oblečení nám ale nezůstal ani žádný sediment.