آلایندگی خودرو پیشرفت های علوم طبیعی مدرن

موتورهای دیزل، حجم٪

دی اکسید گوگرد در گازهای خروجی زمانی تشکیل می شود که گوگرد در سوخت اصلی (سوخت دیزل) موجود باشد. تجزیه و تحلیل داده های ارائه شده در جدول. 16 نشان می دهد که اگزوز موتورهای احتراق داخلی کاربراتوری به دلیل انتشار بیشتر CO و NO سمی ترین است. ایکس، سی nاچ مترموتورهای احتراق داخلی دیزل مقادیر زیادی دوده ساطع می کنند که به شکل خالص آن غیر سمی است. با این حال، ذرات دوده با داشتن ظرفیت جذب بالا، ذرات مواد سمی از جمله مواد سرطان زا را بر روی سطح خود حمل می کنند. دوده می تواند برای مدت طولانی در هوا معلق بماند، در نتیجه زمان قرار گرفتن فرد در معرض مواد سمی افزایش می یابد.

استفاده از بنزین سرب دار که حاوی ترکیبات سرب است باعث آلودگی هوای جو با ترکیبات سرب بسیار سمی می شود. حدود 70 درصد از سرب اضافه شده به بنزین با مایع اتیل با گازهای خروجی وارد اتمسفر می شود که 30 درصد آن بلافاصله پس از برش لوله اگزوز خودرو روی زمین می نشیند و 40 درصد در جو باقی می ماند. یک کامیون متوسط ​​2.5-3 کیلوگرم سرب در سال تولید می کند. غلظت سرب در هوا بستگی به محتوای آن در بنزین دارد. شما می توانید با جایگزینی بنزین سرب با بنزین بدون سرب که در فدراسیون روسیهو تعدادی از کشورهای اروپای غربی.

ترکیب گازهای خروجی موتور احتراق به حالت کار موتور بستگی دارد. در موتوری که با بنزین کار می کند، در شرایط ناپایدار (شتاب، ترمز)، فرآیندهای تشکیل مخلوط مختل می شوند که به افزایش انتشار محصولات سمی کمک می کند. وابستگی ترکیب گازهای خروجی موتور احتراق به نسبت هوای اضافی در شکل نشان داده شده است. 77، آ. غنی سازی مجدد مخلوط قابل احتراقتا ضریب هوای اضافی a = 0.6-0.95 در حالت شتاب منجر به افزایش انتشار سوخت نسوخته و محصولات حاصل از احتراق ناقص آن می شود.

در موتورهای دیزل، با کاهش بار، ترکیب مخلوط قابل احتراق لاغرتر می شود، بنابراین محتوای اجزای سمی در گازهای خروجی در بار کم کاهش می یابد (شکل 77، ب).محتوای CO و C nن مترهنگام کار با حداکثر بار افزایش می یابد.

مقدار مواد مضر وارد شده به جو به عنوان بخشی از گازهای خروجی اگزوز به وضعیت فنی کلی وسایل نقلیه و به ویژه به موتور - منبع بیشترین آلودگی بستگی دارد. بنابراین، اگر تنظیم کاربراتور نقض شود، انتشار CO 4 تا 5 برابر افزایش می یابد.

با بالا رفتن سن موتور، آلایندگی آن به دلیل زوال همه مشخصات افزایش می یابد. هنگام پوشیدن رینگ های پیستونپیشرفت از طریق آنها افزایش می یابد. نشت دریچه اگزوز می تواند منبع اصلی انتشار هیدروکربن باشد.

ویژگی های عملیاتی و طراحی که بر انتشار گازهای گلخانه ای در موتورهای کاربراتوری تأثیر می گذارد شامل موارد زیر است:

3) سرعت؛

4) کنترل گشتاور؛

5) تشکیل رسوبات کربن در محفظه احتراق.

6) دمای سطح؛

7) فشار برگشت اگزوز؛

8) همپوشانی شیر؛

9) فشار در خط لوله ورودی؛

10) رابطه بین سطح و حجم.

11) حجم کار سیلندر؛

12) نسبت تراکم؛

13) گردش مجدد گاز اگزوز؛

14) طراحی محفظه احتراق؛

15) رابطه بین حرکت پیستون و قطر سیلندر.

کاهش میزان آلاینده های منتشر شده در ماشین های مدرناز طریق استفاده از راه حل های طراحی بهینه، تنظیم دقیق تمام عناصر موتور، انتخاب حالت های بهینهحرکت، مصرف سوخت بیشتر کیفیت بالا. حالت های رانندگی خودرو را می توان با استفاده از رایانه نصب شده در داخل خودرو کنترل کرد.

پارامترهای عملیاتی و طراحی موثر بر انتشار گازهای گلخانه ای از موتورهای مشتعل تراکمی شامل ویژگی های زیر:

1) ضریب هوای اضافی؛

2) پیش تزریق؛

3) دمای هوای ورودی؛

4) ترکیب سوخت (از جمله مواد افزودنی)؛

5) توربو شارژ؛

6) تلاطم هوا؛

7) طراحی محفظه احتراق؛

8) ویژگی های نازل و جت؛

9) گردش مجدد گاز اگزوز؛

10) سیستم تهویه میل لنگ.

توربوشارژ دمای چرخه را افزایش می دهد و در نتیجه واکنش های اکسیداسیون را افزایش می دهد. این عوامل منجر به کاهش انتشار هیدروکربن می شود. برای کاهش دمای سیکل و در نتیجه کاهش انتشار اکسید نیتروژن، خنک‌کننده درونی می‌تواند همراه با توربوشارژ استفاده شود.

یکی از نویدبخش‌ترین زمینه‌ها برای کاهش انتشار سمی از موتورهای کاربراتوری، استفاده از روش‌های سرکوب انتشار خارجی است. پس از خروج از محفظه احتراق. چنین وسایلی شامل راکتورهای حرارتی و کاتالیزوری است.

هدف از استفاده از راکتورهای حرارتی، اکسید کردن بیشتر هیدروکربن‌ها و مونوکسید کربن از طریق واکنش‌های گازی همگن غیرکاتالیستی است. این دستگاه ها به گونه ای طراحی شده اند که اکسید شوند، بنابراین اکسیدهای نیتروژن را حذف نمی کنند. چنین راکتورهایی دماهای بالا را حفظ می کنند گازهای خروجی(تا 900 درجه سانتی گراد) در طول دوره پس از اکسیداسیون (به طور متوسط ​​تا 100 میلی ثانیه)، به طوری که واکنش های اکسیداسیون در گازهای خروجی پس از خروج از سیلندر ادامه می یابد.

راکتورهای کاتالیزوری در آن نصب شده است سیستم اگزوز، که اغلب تا حدودی از موتور دور است و بسته به طراحی، نه تنها برای حذف هیدروکربن ها و CO، بلکه اکسیدهای نیتروژن نیز استفاده می شود. برای وسایل نقلیه خودرویی، کاتالیزورهایی مانند پلاتین و پالادیوم برای اکسید کردن هیدروکربن ها و CO استفاده می شود. رودیم به عنوان کاتالیزور برای کاهش اکسیدهای نیتروژن استفاده می شود. به طور معمول، تنها 2-4 گرم از فلزات نجیب استفاده می شود. کاتالیزورهای فلزات اساسی می توانند در هنگام استفاده از سوخت های الکلی موثر باشند، اما فعالیت کاتالیزوری آنها هنگام استفاده سنتی به سرعت کاهش می یابد. سوخت های هیدروکربنی. دو نوع حامل کاتالیزور استفاده می شود: قرص (γ-آلومینا) یا یکپارچه (کوردیریت یا فولاد مقاوم در برابر خوردگی). کوردیریت، زمانی که به عنوان تکیه گاه استفاده می شود، قبل از اعمال فلز کاتالیزوری با γ-آلومینا پوشش داده می شود.

مبدل‌های کاتالیزوری از نظر ساختاری از دستگاه‌های ورودی و خروجی تشکیل شده‌اند که برای تامین و خروج گاز خنثی‌شده، یک محفظه و یک راکتور محصور در آن، که منطقه فعالی است که در آن واکنش‌های کاتالیزوری انجام می‌شود، استفاده می‌شود. راکتور خنثی کننده تحت شرایط تغییرات دما زیاد، بارهای ارتعاشی و محیط های تهاجمی کار می کند. فراهم آوردن تمیز کردن موثرگازهای خروجی اگزوز، خنثی کننده نباید از نظر قابلیت اطمینان نسبت به اجزای اصلی و مجموعه های موتور کمتر باشد.

مبدل موتور دیزل در شکل نشان داده شده است. 78. طراحی خنثی کننده متقارن محوری بوده و ظاهری شبیه لوله در لوله دارد. راکتور از شبکه‌های سوراخ‌دار بیرونی و داخلی تشکیل شده است که بین آن‌ها لایه‌ای از کاتالیزور پلاتین دانه‌ای قرار می‌گیرد.

هدف خنثی کننده این است که عمیقا (حداقل
اکسیداسیون 90 درصدی CO و هیدروکربن ها در محدوده دمایی وسیع (250...800 درجه سانتی گراد) در حضور ترکیبات رطوبت، گوگرد و سرب. کاتالیزورهای این نوع با دمای پایین که در آن شروع به کار موثر می کنند، مقاومت در برابر حرارت بالا، دوام و توانایی عملکرد پایدار در نرخ جریان گاز بالا مشخص می شوند. عیب اصلی این نوع خنثی کننده قیمت بالای آن است.

برای اینکه اکسیداسیون کاتالیستی به طور معمول اتفاق بیفتد، کاتالیزورهای اکسید کننده به مقدار مشخصی اکسیژن نیاز دارند و کاتالیزورهای احیا کننده به مقدار معینی CO، C نیاز دارند. nن متریا H 2. سیستم‌ها و واکنش‌های معمولی اکسیداسیون-کاهش کاتالیزوری در شکل نشان داده شده‌اند. 79. بسته به گزینش پذیری کاتالیزور، ممکن است مقداری آمونیاک در طی احیای اکسیدهای نیتروژن تشکیل شود که سپس به NO اکسید می شود و در نتیجه بازده تخریب NO کاهش می یابد. ایکس.

یک محصول میانی بسیار نامطلوب ممکن است اسید سولفوریک باشد. برای یک مخلوط تقریباً استوکیومتری، هر دو جزء اکسید کننده و کاهنده در گازهای خروجی وجود دارند.

اثربخشی کاتالیزورها را می توان در حضور ترکیبات فلزی که می توانند به گازهای خروجی از سوخت، مواد افزودنی روان کننده و همچنین به دلیل سایش فلز وارد شوند، کاهش داد. این پدیده به عنوان مسمومیت کاتالیست شناخته می شود. افزودنی های ضد ضربه سرب تترااتیل به طور قابل توجهی فعالیت کاتالیزور را کاهش می دهند.

علاوه بر مبدل های کاتالیزوری و حرارتی برای گازهای خروجی موتور، مبدل های مایع نیز استفاده می شود. اصل عملکرد خنثی کننده های مایع مبتنی بر انحلال یا برهمکنش شیمیایی اجزای گاز سمی هنگام عبور آنها از یک مایع با یک ترکیب خاص است: آب، محلول آبسولفیت سدیم، محلول آبی بی کربنات سدیم. در نتیجه عبور گازهای خروجی از یک موتور دیزل، انتشار آلدئیدها تقریباً 50٪، دوده 60-80٪ کاهش می یابد و مقدار بنزو (a)pyrene کمی کاهش می یابد. معایب اصلی خنثی کننده های مایع ابعاد بزرگ آنها و درجه تصفیه ناکافی بالای بیشتر اجزای گازهای خروجی است.

افزایش کارایی اتوبوس ها و کامیون ها در درجه اول با استفاده از موتورهای احتراق داخلی دیزلی حاصل می شود. آنها دارای مزایای زیست محیطی در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی بنزینیاز آنجایی که 25 تا 30 درصد مصرف سوخت ویژه کمتری دارند. علاوه بر این، ترکیب گازهای خروجی اگزوز موتور احتراق داخلی دیزلکمتر سمی است

برای ارزیابی آلودگی هوای اتمسفر از انتشار گازهای گلخانه ای وسایل نقلیه، مقادیر خاصی تعیین شده است انتشار گاز. روش هایی وجود دارد که بر اساس آلاینده های خاص و تعداد وسایل نقلیه، امکان محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه ای خودرو در جو را برای موقعیت های مختلف.

بنزین اساسا از مولکول های کربن و اکسیژن تشکیل شده است. هنگامی که بنزین در سیلندرهای موتور می سوزد، کربن با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می شود و در نتیجه دی اکسید کربن (دی اکسید کربن CO2) تشکیل می شود، هیدروژن با اکسیژن ترکیب می شود و آب (H2O) را تشکیل می دهد.

از 1 لیتر بنزین تقریباً 0.9 لیتر آب به دست می آید که معمولاً قابل مشاهده نیست ، زیرا از سیستم اگزوز به شکل بخار خارج می شود که تحت تأثیر دمای بالا به آن تبدیل می شود. تنها زمانی که موتور سرد است، به خصوص در فصل سرد، ابرهای سفید گازهای خروجی از اگزوز توسط آب متراکم تشکیل شده است.
این محصولات احتراق زمانی تشکیل می شوند که هوا و سوخت به نسبت بهینه (14.7:1) مخلوط شوند. اما متأسفانه این نسبت همیشه حفظ نمی شود و به همین دلیل است که مواد مضر در گازهای خروجی اگزوز وجود دارد.

فیستا مجهز به مبدل کاتالیزوری سه طرفه کنترل شده و موتور دیزلی با مبدل کاتالیزوری اکسیداسیون است.

بدون استثنا، همه وسایل نقلیه مجهز به مبدل کاتالیزوری سه طرفه کنترل شده هستند، وسایل نقلیه با موتورهای دیزل Endura-DE مجهز به مبدل کاتالیزوری اکسیداسیون هستند. مبدل کاتالیزوری کنترل شده اکسیدهای کربن را تقریباً 85 درصد، هیدروکربن ها را تا 80 درصد و اکسیدهای نیتروژن را تا 70 درصد کاهش می دهد.

مبدل های کاتالیزوری اکسیداسیون تاثیری بر غلظت اکسیدهای نیتروژن ندارند. با افزایش مسافت پیموده شده، بازده مبدل کاتالیزوری کاهش می یابد. نام "کنترل شده" نشان می دهد که هنگام کار موتور، ترکیب گازهای خروجی به طور مداوم با استفاده از سنسور غلظت اکسیژن کنترل می شود و محتوای مواد مضر در گازها به استانداردهای مقرر در قانون کاهش می یابد.

عملکرد سنسور غلظت اکسیژن (کاوشگر لامبدا)

سنسور غلظت اکسیژن (HO2S) در فیستا در جلوی مبدل کاتالیزوری در لوله اگزوز جلو قرار دارد. برنج. 11.4) و بر اساس اصل یک سلول گالوانیکی با یک الکترولیت جامد به شکل یک ماده سرامیکی ساخته شده از دی اکسید زیرکونیوم و ایتریا عمل می کند. مواد سرامیکی سنسور از بیرون در معرض گازهای خروجی قرار دارد، سطح داخلی آن به هوای اطراف متصل است.

برای کاهش زمان لازم برای آوردن سنسور به حالت عملکرد عادی، مجهز به گرمایش الکتریکی. به دلیل تفاوت در محتوای اکسیژن در گازهای خروجی و هوای محیط، اختلاف پتانسیل در سنسور ایجاد می شود که در یک مقدار اکسیژن باقیمانده معین در گازهای خروجی به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

این افزایش ولتاژ دقیقاً در نسبت سوخت/هوا l=1 رخ می دهد. با کمبود اکسیژن (l<1), т.е. при богатой топливовоздушной смеси, напряжение составляет 0,9–1,1 В. При бедной смеси (l>1) ولتاژ به 0.1 ولت کاهش می یابد.

سیگنال از سنسور غلظت اکسیژن به واحد کنترل سیستم تزریق سوخت منتقل می شود. واحد، مخلوط هوا-سوخت را غنی می کند یا آن را تکیه می دهد تا نسبت سوخت-هوا را تا حد ممکن نزدیک به l=1 بهینه نگه دارد.

منطقه کاری مبدل کاتالیزوری

درجه بازده مبدل کاتالیزوری تابعی از دمای عملیاتی است. خنثی کننده در دمای تقریباً 300 درجه سانتیگراد شروع به کار می کند که پس از 25 تا 30 ثانیه حرکت به آن می رسد. دمای کاریدر محدوده 400-800 درجه سانتیگراد شرایط بهینه را برای دستیابی به حداکثر بازده و عمر طولانی خنثی کننده فراهم می کند.

مبدل کاتالیزوری سرامیکی به گرمای شدید حساس است. اگر دمای آن از 900 درجه سانتیگراد بیشتر شود، فرآیند پیری شدید آغاز می شود و در دمای بالای 1200 درجه سانتیگراد عملکرد آن به طور کامل مختل می شود.

لایه فعال متشکل از فلزاتی است که به محتوای سرب موجود در سوخت حساس هستند که با رسوب آنها فعالیت لایه کاتالیزوری به سرعت کاهش می یابد. بنابراین، موتورهای با مبدل های کاتالیزوریفقط باید با بنزین بدون سرب استفاده شود.

مبدل کاتالیزوری دارای یک پایه سرامیکی متخلخل است که با فلزات گرانبها پلاتین و رودیوم پوشیده شده و در پوسته ای محصور شده است. از فولاد ضد زنگ. پایه سرامیکی، واقع بر روی یک مش سیم، با تعداد زیادی کانال موازی نفوذ می کند. یک لایه میانی روی دیواره های کانال اعمال می شود تا سطح فعال مبدل کاتالیزوری را افزایش دهد. برنج. 11.5).

مبدل کاتالیزوری حاوی 2 تا 3 گرم فلزات گرانبها است که پلاتین باعث اکسیداسیون و اکسیدهای نیتروژن احیای رودیم می شود.

مبدل کاتالیزوری مواد مضر مانند مونوکسید کربن، هیدروکربن ها و اکسیدهای نیتروژن را خنثی می کند (به همین دلیل به آن مبدل کاتالیزوری سه طرفه می گویند).

توصیه عملی

بهره برداری از وسایل نقلیه با مبدل کاتالیزوری
اگر موتور فیستا به دلیل تخلیه روشن نمی شود باتری، سعی نکنید موتور را با فشار دادن یا بکسل کردن وسیله نقلیه روشن کنید. مقدار زیادی سوخت نسوخته وارد مبدل کاتالیزوری می شود که در نهایت آن را غیرقابل استفاده می کند.

در صورت بروز وقفه در احتراق یا احتراق ناقص، باید فوراً سیستم جرقه زنی را بررسی کرده و از احتراق خودداری کنید فرکانس بالاچرخش میل لنگموتور
قبل از استفاده از ماستیک محافظ روی زیر بدنه، مبدل کاتالیزوری را با دقت ببندید، در غیر این صورت ممکن است آتش سوزی رخ دهد.

همیشه هر بار که وسیله نقلیه خود را بلند می کنید، سپرهای حرارتی را بررسی کنید.
نشتی در سیستم اگزوز (سوختگی واشر، ترک ناشی از دمای بالا و ...) در جلوی سنسور غلظت اکسیژن منجر به نتایج اندازه گیری نادرست (میزان اکسیژن بالا) می شود. از همین رو واحد الکترونیکیکنترل موتور مخلوط را غنی می کند که منجر به افزایش مصرف سوخت و سایش زودرسمبدل کاتالیزوری

دیکشنری فنی

ترکیب گازهای خروجی
مونوکسید کربن (مونوکسید کربن - CO).
هرچه مخلوط هوا و سوخت غنی تر باشد، مونوکسید کربن بیشتری تولید می شود. کنترل دقیق مقدار سوخت تزریق شده، به درستی نقطه تنظیماحتراق و توزیع یکنواخت مخلوط در محفظه احتراق باعث کاهش محتوای مونوکسید کربن در گازهای خروجی می شود.

هرگز مونوکسید کربن را در داخل خانه اندازه نگیرید زیرا مونوکسید کربن سمی است و حتی غلظت های کوچک در داخل خانه می تواند کشنده باشد. در هوا، مونوکسید کربن نسبتاً سریع با اکسیژن ترکیب می شود و دی اکسید کربن را تشکیل می دهد. علیرغم این واقعیت که دی اکسید کربن سمی نیست، در شکل گیری اثر "گلخانه ای" نقش دارد.

هیدروکربن ها (CH).

ترکیبات هیدروکربنی در یک گروه ترکیب می شوند. محتوای CH به طراحی موتور (مقدار ثابت) بستگی دارد. مخلوط هوا/سوخت بیش از حد غنی یا خیلی کم چربی نیز محتوای CH گازهای خروجی را افزایش می دهد. برخی از آنها بی خطر هستند، برخی دیگر می توانند باعث سرطان شوند. همه ترکیبات هیدروکربنی همراه با اکسیدهای نیتروژن (NOx) دود (ابرهای مه آلود به شدت محلول گازهای خروجی) را تشکیل می دهند.

اکسیدهای نیتروژن (NOx یا NO) -
در درجه اول به دلیل وجود نیتروژن در هوای ورودی به محفظه احتراق (بیش از 3/4) تشکیل می شوند. غلظت آنها به ویژه در طراحی موتور با مصرف سوخت کم و محتوای CO و CH کم در گازهای خروجی بالا است. این موتورها با دمای احتراق بالا و مخلوط هوا و سوخت بدون چربی مشخص می شوند. در غلظت های بالا، اکسیدهای نیتروژن می تواند به سیستم تنفسی آسیب برساند. هنگامی که با آب ترکیب می شود، باران اسیدی تشکیل می شود.

دی اکسید کربن (CO2).

این ماده در طی احتراق سوخت حاوی کربن در ترکیب با اکسیژن موجود در هوا تشکیل می شود. دی اکسید کربن اثرات مفید لایه اوزون زمین را کاهش می دهد، لایه ای که از اشعه مضر فرابنفش خورشید محافظت می کند.

مواد سمی موجود در گازهای خروجی موتورهای دیزلی.
هنگامی که یک موتور دیزل کار می کند، مقادیر کمی CO و CH تولید می شود. به دلیل تراکم بیشتر، یک موتور دیزل اکسیدهای نیتروژن کمتری منتشر می کند. اما یک موتور دیزل با مواد مضر دیگری در محصولات احتراق مشخص می شود. به عنوان مثال، دوده جزء معمولی گازهای خروجی گازوئیل است. دوده از کربن نسوخته و خاکستر تشکیل شده است.

هنگامی که توسط سیستم تنفسی استنشاق می شود، ذرات دوده به عوامل بیماری زا سرطان تبدیل می شوند. دی اکسید گوگرد (SO2) نیز در حضور گوگرد، عمدتاً در سوخت دیزلی. تشکیل اسید سولفوریک یا سولفوریک در باران (باران اسیدی) را تقویت می کند. خودروهای با موتورهای دیزلی عامل 3 درصد بارش اسیدی هستند.

دی اکسید کربن زمانی تولید می شود که سوخت دیزل تنها در غلظت های بالاتر بسوزد.

1

از دوران کودکی، یک شهروند مدرن آنقدر به بوی گازهای خروجی اگزوز عادت کرده است که دیگر اصلا متوجه آن نمی شود، در حالی که به تنفس دودهای سمی ادامه می دهد.

گازهای خروجی - ضایعات موتور سیال کار. به طور متوسط، یک ساکن سالانه بیش از 100 کیلوگرم آلاینده تولید می کند. این هوا در همه جا با ما است - در خیابان، خانه و به ویژه در ماشین.

گازهای خروجی اگزوز خودرو شامل:

محصولات حاصل از احتراق ناقص سوخت های مایع (CO، دوده، هیدروکربن ها و غیره)؛

محصولات اکسیداسیون نیتروژن هوا - اکسیدهای مختلف نیتروژن؛

هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (از جمله بنزو (a) پیرن).

به گفته دانشمندان اسپانیایی، 225 هزار نفر در اروپا بر اثر بیماری های ناشی از دود اگزوز جان خود را از دست می دهند. در روسیه، آمار مشابهی نگهداری نمی شود، اما در اینجا وضعیت حداقل 2 برابر بدتر از اروپا است و به خصوص مسکووی ها را "به دست می آورد". گروهی از دانشمندان دانشگاه انتاریو به این نتیجه رسیده اند که دود اگزوز خودروها عامل مرگ یک نوزاد از هر شش نوزاد در اثر بیماری به نام سندرم مرگ ناگهانی نوزاد است. نوزادی که ظاهراً کاملاً سالم است، اغلب در سن دو تا چهار ماهگی، ناگهان در خواب بی سر و صدا به دنیای دیگری می رود. پس از تجزیه و تحلیل مرگ و میر نوزادان در ایالات متحده از سال 1995 تا 1997. و با مقایسه داده ها با میزان آلودگی هوا، ارتباط مستقیمی را بین این پدیده ها آشکار کردند.

در اروپا در حال حاضر بی ضرر وجود دارد موتورهای هیدروژنیکه اگزوزهای آن بخار آب است. اما هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته اند.

اگر هر راننده ای از قوانین ساده پیروی کند، محیط زیست شهر به طرز محسوسی بهبود می یابد: ما باید به موتورهای گازسوز برویم. یک راه موثر برای کاهش مواد سمی تزریق آب به محفظه احتراق است.

به منظور کاهش چشمگیر آلودگی هوا، خاک و آب های سطحی، شرکت Ecopromika مجموعه ای از تجهیزات تصفیه گاز را بر اساس فناوری پلاسما تصفیه هوای تخلیه گاز-تخلیه کاتالیزوری - مبدل گاز Yatagan توسعه و تولید کرده است. امروزه این تجهیزات تصفیه گاز دارد بهترین عملکردبرای تمیز کردن گازهای خروجی از نظر قیمت به کیفیت و نسبت کارایی به اندازه، عملاً قطعات قابل تعویض ندارد، نیازی به دفع زباله ندارد و کمترین هزینه عملیاتی را دارد.

پیوند کتابشناختی

زایتسوا او.یو. آسیب گازهای اگزوز اتومبیل // پیشرفت در علوم طبیعی مدرن. – 2010. – شماره 8. – ص 45-45;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8548 (تاریخ دسترسی: 07/08/2019). مجلات منتشر شده توسط انتشارات "آکادمی علوم طبیعی" را مورد توجه شما قرار می دهیم.

گازهای ناشی از وسایل نقلیه در لایه زمینی جو باقی می مانند که پراکندگی آنها را دشوار می کند. خیابان‌های باریک و ساختمان‌های بلند نیز به به دام انداختن ترکیبات سمی ناشی از گازهای خروجی در ناحیه تنفسی عابران پیاده کمک می‌کنند. ترکیب گازهای خروجی خودرو شامل بیش از 200 جزء است، در حالی که تنها تعداد کمی از آنها استاندارد شده اند (دود، کربن و اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها).[...]

ترکیب گازهای خروجی به عوامل مختلفی بستگی دارد: نوع موتور (کاربراتور، دیزل)، حالت کارکرد و بار آن، وضعیت فنی و کیفیت سوخت (جدول 10.4، 10.5).[...]

علاوه بر هیدروکربن هایی که سوخت را تشکیل می دهند، گازهای خروجی حاوی محصولات احتراق ناقص مانند استیلن، الفین ها و ترکیبات کربونیل هستند. مقدار VOC در گازهای خروجی به شرایط عملکرد موتور بستگی دارد. بخصوص تعداد زیادی ازناخالصی های مضر وقتی موتور در حال آرام است - در توقف های کوتاه و در تقاطع ها وارد هوای اطراف می شود.[...]

ترکیب گازهای خروجی شامل مواد سمی مانند مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، دی اکسید گوگرد، ترکیبات سرب و انواع هیدروکربن های سرطان زا است.

گازهای خروجی موتورهای کاربراتوری و دیزلی شامل حدود 200 عدد می باشد ترکیبات شیمیاییکه سمی ترین آن ها اکسیدهای کربن، نیتروژن، هیدروکربن ها از جمله هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (بنزو(a)پیرن و غیره است. هنگام سوزاندن 1 لیتر بنزین، 200-400 میلی گرم سرب که جزء افزودنی ضد ضربه است وارد هوا می شود. حمل و نقل همچنین منبع گرد و غبار ناشی از تخریب است سطوح جادهو سایش لاستیک.[...]

از آنجایی که ترکیب گازهای خروجی به مخلوط سوخت/هوا و زمان احتراق بستگی دارد، به عادات رانندگی نیز بستگی دارد. برای دستاورد بالاترین قدرتمخلوط‌هایی با غنی‌سازی 10-15 درصد مورد نیاز است، در حالی که مقرون‌به‌صرفه‌ترین سرعت در غنی‌سازی سوخت کمی کمتر است. اکثر موتورها به مخلوط‌های غنی در حالت دور آرام نیاز دارند و محصولات احتراق به طور کامل از سیلندر خارج نمی‌شوند. با افزایش سرعت، فشار در سیستم سوخت کاهش می یابد و سوخت بر روی دیواره های منیفولد متراکم می شود. برای جلوگیری از تخلیه مخلوط سوختبه عنوان کاربراتوری عمل می کند که تامین می کند بیشترسوخت در هنگام شتاب گیری هنگامی که سرعت با استفاده از دریچه گاز بسته کاهش می یابد، خلاء در منیفولد افزایش می یابد، ورودی هوا کاهش می یابد و اشباع مخلوط بیش از حد افزایش می یابد. با چنین نوساناتی، انتشار گازهای گلخانه ای تا حد زیادی به الزامات اعمال شده بر روی موتور بستگی دارد (جدول[...]

موضوع گازهای خروجی اگزوز و ذرات معلق در هوا توسط موتورهای خودرو به مطالعه بسیار فشرده تری نیاز دارد. در این راستا، قبلاً داده هایی در مورد ترکیب گازهای خروجی به دست آمده است که از آن نتیجه می شود که ترکیب آنها تحت تأثیر عوامل متعددی تغییر می کند که شامل طراحی موتور، حالت کار و نگهداری موتور و همچنین سوخت مورد استفاده می شود. ایمان، 1954؛ فیتون، 1954). در حال حاضر، برنامه ریزی شده است که به طور فشرده تأثیر همه اجزای گازهای خروجی در یک آزمایش مزمن بر روی حیوانات مطالعه شود.[...]

18

گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه. چگالی نسبت به هوا 0.967. نقطه جوش - 190 درجه سانتیگراد. ضریب حلالیت در آب 0.2489 (20 درجه)، 0.02218 (30 درجه)، 0.02081 (38 درجه)، 0.02035 (40 درجه) است. وزن 1 لیتر گاز در دمای 0 درجه سانتی گراد و 760 میلی متر جیوه. هنر 1.25 گرم شامل مخلوط گازهای مختلف، کک، شیل، آب، چوب، گازهای کوره بلند، گازهای اگزوز خودرو و غیره [...]

گازهای خروجی از خودروها و سایر موتورهای احتراق داخلی منبع اصلی آلودگی هوای شهری هستند (تا 40 درصد از کل آلودگی در ایالات متحده). بسیاری از کارشناسان تمایل دارند مشکل آلودگی هوا را مشکل آلودگی گازهای خروجی از موتورهای مختلف (خودروها، قایق های موتوری و کشتی ها) بدانند. موتور جتهواپیما و غیره). ترکیب این گازها بسیار پیچیده است، زیرا، علاوه بر هیدروکربن ها کلاس های مختلفآنها حاوی مواد معدنی سمی (اکسیدهای نیتروژن، کربن، ترکیبات گوگردی، هالوژن) و همچنین فلزات و ترکیبات آلی فلزی هستند. تجزیه و تحلیل چنین ترکیباتی حاوی ترکیبات معدنی و آلی با طیف گسترده ای از نقاط جوش (هیدروکربن های C1-C12) با مشکلات قابل توجهی روبرو می شود و برای اجرای آن، به عنوان یک قاعده، از چندین روش تحلیلی استفاده می شود. به طور خاص، مونوکسید کربن و دی اکسید توسط طیف سنجی IR، اکسیدهای نیتروژن با نورتابی شیمیایی، و کروماتوگرافی گازی برای تشخیص هیدروکربن ها استفاده می شود. همچنین می توان از آن برای تجزیه و تحلیل اجزای معدنی گازهای خروجی استفاده کرد و حساسیت تشخیص برای CO حدود 10-4٪، برای N0 10-2٪، برای CO2 3-10-4٪ و برای هیدروکربن ها 2-10"5٪ است. ، اما تجزیه و تحلیل پیچیده و کار فشرده است.[...]

غلظت گازهای خروجی در یک تونل تحت تأثیر موارد زیر است: 1) شدت، ترکیب و سرعت. جریان ترافیک; 2) طول، پیکربندی و عمق تونل. 3) جهت و سرعت بادهای غالب نسبت به محور تونل.[...]

روی میز جدول 12.1 ترکیب ناخالصی های اصلی در گازهای خروجی موتورهای احتراق داخلی بنزین و دیزل (ICE) را نشان می دهد.[...]

در بالا ذکر شد که ترکیب گازهای خروجی به طور قابل توجهی با تغییر در حالت عملکرد موتور تغییر می کند، بنابراین راکتور باید با در نظر گرفتن تغییر غلظت طراحی شود. علاوه بر این، واکنش نیاز دارد دماهای بالابنابراین، راکتور باید افزایش سریع دما را فراهم کند، زیرا آب در راکتور سرد متراکم می شود. به مشکلات فنی اضافه شد شرط لازمبه طوری که سیستم راکتور برای مدت طولانی بدون تعمیر کار می کند. برخلاف سایر دستگاه‌های داخل خودرو، در این حالت راننده به سیستم راکتور توجهی نمی‌کند که هیچ سود عملی برای او به همراه ندارد و شاید سیگنال‌های واقعی مبنی بر خرابی سیستم را دریافت نکند. علاوه بر این، از طریق بازرسی های منظم بر اثربخشی سیستم درمانی نظارت کنید و بازرسی های فنیبسیار دشوارتر از دستیابی به یک سطح متوسط ​​معین از قابلیت اطمینان سازه است.[...]

10

ترکیب کمی و کیفی گازهای خروجی به نوع و کیفیت سوخت، نوع موتور، مشخصات آن، وضعیت فنی، صلاحیت مکانیک، تامین ناوگان خودرو با تجهیزات تشخیصی و غیره بستگی دارد.

برای تعیین دی اکسید نیتروژن در گازهای خروجی موتورهای احتراق داخلی خودروها و در گازهای خروجی حمام های احیای نقره، یک سلول الکتروشیمیایی ساکن با عمر طولانی 120 روز پیشنهاد شد. الکترود کار پلاتین یا گرافیت و الکترود کمکی زغال سنگ درجه B می باشد.محلول جذب دارای ترکیب 3% برای KBr و 1% برای H2304 است. حد پایین تر غلظت دی اکسید نیتروژن تجزیه و تحلیل شده توسط این سلول ساکن 001/0 میلی گرم در لیتر است.[...]

روی میز شکل 3 ترکیب تقریبی گازهای خروجی از موتورهای کاربراتوری و دیزلی را نشان می دهد (I. L. Varshavsky, 1969).[...]

آلودگی هوای قابل توجه از اگزوز رخ می دهد! گازهای ناشی از وسایل نقلیه موتوری آنها حاوی طیف وسیعی از مواد سمی هستند که مهمترین آنها عبارتند از: CO، NOx - هیدروکربن ها، مواد سرطان زا. آلاینده های هوای ناشی از حمل و نقل جاده ای نیز شامل گرد و غبار لاستیکی ناشی از سایش لاستیک ها است.[...]

وضعیت فنی موتور. وضعیت فنی موتور و بالاتر از همه کاربراتور تأثیر زیادی بر ترکیب گازهای خروجی دارد. تحقیقات انجام شده توسط J. G. Manusajants (1971) نشان داد که پس از نصب کاربراتورهای جدید و به درستی تنظیم شده بر روی خودروهایی که قبلاً دارای محتوای بالای مونوکسید کربن در گازهای خروجی (5-6٪) بودند، غلظت این گاز به 1.5٪ کاهش یافت. کاربراتورهای معیوب پس از تعمیر و تنظیم همچنین باعث کاهش محتوای مونوکسید کربن در گازهای خروجی به 1.5-2٪ شد[...]

یک اقدام ساده - تنظیم موتورها می تواند سمیت گازهای خروجی را چندین بار کاهش دهد. بنابراین نقاط کنترل و اندازه گیری در شهرها برای عیب یابی موتور خودرو ایجاد می شود. در ناوگان وسایل نقلیه موتوری، بر روی درام‌های مخصوص در حال حرکت که جایگزین سطح جاده می‌شوند، خودرو تحت آزمایشی قرار می‌گیرد که طی آن ترکیب شیمیایی گازهای موتور اندازه‌گیری می‌شود. حالت های مختلفکار کردن ماشینی با انتشار گازهای خروجی زیاد نباید اجازه ورود به خط را داد. بر اساس داده های موجود در ادبیات، این یک اقدام می تواند آلودگی هوا را در سال 1980 تا 3.2 برابر و تا سال 2000 تا 4 برابر کاهش دهد.[...]

طرح مورد بررسی بخشی از انرژی حرارتی گازهای خروجی را در طول دوره گرمایش برای اهداف گرمایش ایستگاه های کمپرسور مجاور استفاده می کند. شهرک ها، گلخانه ها و دامداری ها. تاسیسات پیچیده انرژی-فناوری در ایستگاه کمپرسور شامل بسیاری از واحدها، قطعات و تجهیزات ارائه شده در نمودار شکل 1 است که کارایی بالایی را نشان داده و برای مدت طولانی در صنایع مختلف با موفقیت مورد بهره برداری قرار گرفته اند.[...]

در شرایط Yuzhno-Sakhalinsk، که در آن آلاینده های اصلی گازهای خروجی اگزوز وسایل نقلیه و زباله های نیروگاه های حرارتی هستند. کارهای خاصهیچ مطالعه ای در مورد تأثیر آنها بر روی اشیاء منفرد دنیای گیاهی انجام نشده است. در جریان کار برای تعیین ترکیب ریز عنصری تعدادی از گیاهان، از جمله علف‌زارها و علف‌های هرز، مشاهداتی در مورد محتوای ریز عناصر سمی در توده‌های روی زمینی گیاهان در داخل شهر و خارج از آن و همچنین روی نقشه های زباله بازیافتی زباله دانی نیروگاه حرارتی یوژنو ساخالینسکایا. ترکیب شیمیایی به هر دو گونه و شرایط خارجیبنابراین، برای تعیین سرب، از گونه های گیاهی زیر نمونه برداری شد: پای خروس (Dactylis glomerata L.)، شبدر خزنده (Trifolium repens L.)، علف نی لانگسدورف (Calamagrostis langsdorffii (Link) Trin.)، علف چمنزار Poa pratensis L.)، قاصدک (Taraxacum officinale Web.) - در داخل شهر، در کنار جاده ها و برای کنترل - در مکان هایی دور از تأثیرات انسانی.[...]

قبلاً گفته شد که اشعه خورشید می تواند ترکیب شیمیایی آلاینده های هوا را تغییر دهد. این امر به ویژه در مورد آلاینده های نوع اکسیداتیو قابل توجه است، زمانی که نور خورشید می تواند منجر به تشکیل یک گاز تحریک کننده از گاز غیر تحریک کننده شود (Hagen-Smit a. Fox, 1954). دگرگونی های فتوشیمیایی از این نوع در طی واکنش بین هیدروکربن های موجود در هوا و اکسیدهای نیتروژن رخ می دهد و منبع اصلی هر دو گازهای خروجی اگزوز خودروها است. این واکنش های فتوشیمیایی از چنان اهمیتی برخوردار هستند (مثلاً در لس آنجلس) که تلاش های زیادی برای حل این مشکل خاص ناشی از دود اگزوز خودروها انجام می شود. این مشکل از سه زاویه مختلف بررسی می شود: الف) با تغییر سوخت موتورها. ب) با تغییر طراحی موتور؛ ج) تغییر ترکیب شیمیایی گازهای خروجی پس از تشکیل آنها در موتور.[...]

شاید برای شما عجیب باشد که خبری از مونوکسید کربن (مونوکسید کربن) که همانطور که همه می دانند بخشی از گازهای خروجی اگزوز خودروها است، وجود ندارد. هر ساله افراد زیادی جان خود را از دست می دهند که عادت دارند موتور را در یک گاراژ بسته تست کنند یا شیشه های خودرویی را که سیستم اگزوز آن نشتی دارد بالا بیاورند. در غلظت های بالا، مونوکسید کربن قطعا کشنده است: ترکیب آن با هموگلوبین در خون، از انتقال اکسیژن از ریه ها به تمام اندام های بدن جلوگیری می کند. اما در هوای آزاد در اکثریت قریب به اتفاق موارد غلظت مونوکسید کربن به حدی کم است که خطری برای سلامتی انسان ندارد.[...]

توجه داشته باشید که مقدار قابل توجهی مونوکسید کربن با گازهای خروجی خودروها و سایر وسایل نقلیه مجهز به هوا وارد هوای اتمسفر می شود. موتورهای کاربراتوریموتورهای احتراق داخلی که اگزوز آنها حاوی CO از 2 تا 10٪ است (مقادیر بالاتر مربوط به حالت های سرعت کم است). در این راستا، توجه ویژه ای به توسعه کاربراتورهای تولید شده با نام رمز "ازون" برای ماشین های سواری"ژیگولی". به لطف تعدادی از نوآوری های فنی، این کاربراتور می تواند انتشار مواد مضر برای بدن انسان را به جو از طریق گازهای خروجی به طور قابل توجهی کاهش دهد. به توصیه موسسه تحقیقات علمی مرکزی خودرو و خودرو، از دستگاه "Cascade" بر روی کاربراتور استفاده شد که ترکیب را بهینه می کند. مخلوط سوخت و هوا، بدین ترتیب نه تنها کاهش سمیت آلاینده ها، بلکه کاهش مصرف خاص بنزین را نیز ممکن می سازد.[...]

مونوکسید کربن در طی احتراق ناقص مواد حاوی کربن تشکیل می شود. بخشی از گازهای آزاد شده در حین ذوب و فرآوری فلزات آهنی و غیرآهنی، گازهای خروجی از موتورهای احتراق داخلی، گازهای تولید شده در حین عملیات انفجار و غیره است.

روش های مدرن تجزیه و تحلیل این امکان را فراهم می کند که همراه با سن لایه های جداگانه یخ، ترکیب هوا را در طول دوره شکل گیری آنها تعیین کرده و بر افزایش آلودگی هوا نظارت شود. بنابراین، در سال 1968 مشخص شد که سطح اکسید سرب که عمدتاً با گازهای اگزوز اتومبیل وارد هوا می شود، در حال حاضر حدود 200 میلی گرم در هر تن یخ است. نویسندگان کتاب "محاصره" یخ ابدی"، که این ارقام از آن گرفته شده است، در مورد آنها چنین توضیح دهید: "یخ، این شاهد خاموش تکامل آب و هوای زمین، نشان دهنده خطر بزرگی است. آیا بشریت به او گوش خواهد داد؟ .[...]

چنین تحقیقاتی همچنین پایه‌ای را برای توسعه مدل‌های پیش‌بینی خاص مربوط به ترکیب سوخت و ویژگی‌های انتشار گازهای گلخانه‌ای برای خانواده‌های وسایل نقلیه از اولین خودروهای مبدل غیر کاتالیزوری تا خودروها فراهم می‌کند. جدیدترین مدل ها، با استفاده از آخرین فناوری ها تولید شده است. این رابطه بین خواص، ترکیب و انتشار بسیار پیچیده است، بنابراین چنین مدل‌هایی به توسعه‌دهندگان سوخت اجازه می‌دهند تا محدودیت‌های خاصی از ترکیبات سوخت را بیابند که در آن تغییرات در ویژگی‌های سوخت می‌تواند تأثیر قابل اندازه‌گیری و کمی بر انتشار اگزوز داشته باشد. البته این محدودیت‌های فرمولاسیون هم به نوع خودروهای موجود در یک بازار خاص و هم به قابلیت‌های تولید سوخت بستگی دارد. بنابراین، در این مورد، برای درک کل فرآیند، لازم است تصویر واضحی از هر دوی این عوامل داشته باشیم.[...]

فنل ها برای گندزدایی و همچنین برای تولید چسب ها و پلاستیک های فنل فرمالدئیدی استفاده می شوند. به علاوه بخشی از گازهای خروجی موتورهای بنزینی و دیزلی هستند و در هنگام احتراق و کک شدن چوب و زغال سنگ تشکیل می شوند.[...]

تحت تأثیر انتشار گازهای گلخانه ای از شرکت های صنعتی، زباله های فعال شیمیایی و بقایای تولید اصلی، ترکیب هوای جوی در شهرها به طور قابل توجهی تغییر می کند. درصد گرد و غبار در آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد، علاوه بر این، "اثر" موادی ظاهر می شود که در حالت طبیعی آن ویژگی محیطی نیست. رشد فزاینده گازهای خروجی اگزوز وسایل نقلیه به ایجاد بیماری های شدید تنفسی کمک می کند. انتشار مواد مضر از وسایل نقلیه و شرکت های صنعتی باعث افزایش آلودگی هوا با اکسیدهای گوگرد، سولفات ها، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، سولفید هیدروژن، آمونیاک، استون، فرمالدئید و غیره می شود. اثر تحریک کننده آلودگی اتمسفر با یک واکنش غیر اختصاصی بدن در موارد حاد آلودگی هوا، سوزش، التهاب ملتحمه، سرفه، افزایش بزاق، اسپاسم گلوت و برخی علائم دیگر مشاهده می شود. با آلودگی مزمن هوا، تنوع خاصی در علائم ذکر شده و ماهیت کمتر مشخص آنها وجود دارد. آلودگی هوای شهری دلیل افزایش مقاومت در برابر جریان هوا در مجاری تنفسی است.[...]

وضعیت محیط هوا در جمهوری فدرال آلمان توسط شبکه ای از پست ها و 9 ایستگاه دائمی (مونیخ) نظارت می شود که بر محتوای گازهای مضر و گرد و غبار موجود در جو نظارت می کند. 15 خطرناک ترین مواد برای محیط زیست مواد هستند. که گازهای خروجی اگزوز خودروها را تشکیل می دهند. داده های اندازه گیری برای جمع آوری به یک مرکز پردازش مجهز به رایانه ارسال می شود ویژگی های مورد نیازآلودگی هوا و طبقه بندی آنها.[...]

حمل و نقل خودرویکی از منابع اصلی ورود دی اکسید گوگرد به اتمسفر نیست. در کتاب I. L. Varshavsky و R. V. Malov "چگونه گازهای خروجی از یک خودرو را خنثی کنیم" (1968) ، موضوع دی اکسید گوگرد به عنوان انتشار از موتور خودرو به هیچ وجه در نظر گرفته نشده است. این موقعیت با نتایج مطالعات 1974-1975 در مورد هوا در بزرگراه های پرتردد مطابقت دارد. ترافیک ماشیندر لنینگراد، جایی که موارد جداگانه ای از بیش از حد جزئی غلظت مجاز دی اکسید گوگرد مشاهده شد (G.V. Novikov et al., 1975). با این حال، با توجه به ایالات متحده آمریکا (V.N. Smelyakov، 1969)، انتشار سالانه اکسید گوگرد از خودروها در این کشور به 1 میلیون تن می رسد، یعنی قابل مقایسه با انتشار ذرات جامد. در انگلستان در سال 1954، طبق RShop (1956)، انتشار دی اکسید گوگرد از موتور خودروها به 20 هزار تن رسید. GeShe (1973)، با استناد به ترکیب گازهای خروجی خودروهای ساخت اروپا، گزارش می دهد که دی اکسید گوگرد تشکیل می دهد. به طور متوسط ​​0.006٪ از اگزوز موتورهای بنزینیو 0.02٪ - دیزل. این مواد امکان سنجی نظارت بر غلظت انیدرید را در مسیرهای تردد وسایل نقلیه سنگین متقاعد می کنند.[...]

علاوه بر این، این دانش و این رویکرد را می توان برای فناوری های موتورهای جدید توسعه یافته اعمال کرد. همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1، انتظار می رود که جهت آینده به حداقل رساندن آلاینده های اگزوز از موتورهای معمولی به سمت ایجاد سیستم های کاملاً بهینه، پوشش خودرو، موتور و سوخت حرکت کند. یک عامل کلیدی در این فرآیند، آگاهی از نحوه انتخاب صحیح ترکیب سوخت های ویژه به گونه ای است که برای چنین سیستم هایی مناسب شوند.

به عنوان نمونه هایی از کاربرد عملی دیودهای لیزر امیدوار کننده مبتنی بر Pb, Sn, Te می توان به دو پروژه توسعه یافته توسط شرکت آمریکایی Texas-Instrument (دالاس) اشاره کرد. در اولین آنها، یک دستگاه فشرده (با وزن بیش از 4.5 کیلوگرم) مبتنی بر دیود لیزر قابل تنظیم برای نظارت بر انتشار گازهای صنعتی از لوله ها برای محتوای 302، N02 و سایر گازها در حال توسعه است. پروژه دوم با هدف ایجاد یک دستگاه مناسب برای نظارت بر گازهای خروجی خودرو برای محتوای CO، C02، باقیمانده هیدروکربن های نسوخته و گازهای حاوی گوگرد است. ماکت‌های ساخته‌شده، ماتریس‌هایی از تعدادی ته لیزر هستند که هر کدام روی گاز خاصی تنظیم شده و با آرایه‌های نوری مشابهی از آشکارسازهای نوری به هم متصل می‌شوند. دستگاه باید مستقیماً در جریان اگزوز قرار گیرد. مشکلات مربوط به توسعه یک خنک کننده مناسب برای اطمینان از تابش مداوم لیزر است. این نمونه به عنوان یک ابزار کنترل جرم در ارتباط با پیش نویس استاندارد دولت ایالات متحده در حال توسعه برای ترکیب مجاز گازهای خروجی ساخته شده است. هر دو دستگاه بر اساس روش جذب هستند.[...]

اگرچه کنترل گوگرد سوخت و انتخاب سوخت جایگزین پتانسیل کاهش غیرمستقیم آلاینده های خودرو را دارد، اما از دیدگاه یک شرکت نفت، توجه اولیه در توسعه سوخت های کم گوگرد این است. انتشارات مضر، امکان تأثیر مستقیم بر انتشار گازهای خروجی توسط خواص سوخت مانند ترکیب هیدروکربن، فرار، چگالی، تعداد ستان و غیره و همچنین ترکیبات حاوی اکسیژن (اکسیدکننده ها) یا سوخت های زیستی موجود در ترکیب سوخت است. این بخش به سوال اول می پردازد. موضوع اخیر با جزئیات بیشتری در مقاله همراه منتشر شده در همان مجله مورد بحث قرار گرفته است.[...]

چرخه های نیتروژن و گوگرد به طور فزاینده ای تحت تأثیر آلودگی هوای صنعتی قرار می گیرند. اکسیدهای نیتروژن (N0 و N02) و گوگرد (50 گرم) در طول این چرخه ها ظاهر می شوند، اما فقط به عنوان مراحل میانی و در اکثر زیستگاه ها در غلظت های بسیار کم وجود دارند. سوزاندن سوخت های فسیلی سطح اکسیدهای فرار را در هوا به ویژه در شهرها به شدت افزایش داده است. در چنین غلظت هایی از قبل برای اجزای زیستی اکوسیستم ها خطرناک می شوند. در سال 1966، این اکسیدها حدود یک سوم از کل (125 میلیون تن) انتشارات صنعتی در ایالات متحده را تشکیل می دادند.منبع اصلی BOH نیروگاه های حرارتی با سوخت زغال سنگ است و منبع اصلی NO2 است. موتورهای خودرو. L) و اکسیدهای نیتروژن وقتی وارد دستگاه تنفسی حیوانات عالی و انسان می شوند باعث آسیب می شوند. در نتیجه واکنش های شیمیایی این گازها با سایر آلاینده ها، اثرات مضر هر دو تشدید می شود (نوعی هم افزایی ذکر شده است). توسعه انواع جدید موتورهای احتراق داخلی، تصفیه سوخت از گوگرد و انتقال از نیروگاه های حرارتی به نیروگاه های هسته ای این اختلالات جدی در چرخه نیتروژن و گوگرد را از بین می برد. ما در داخل پرانتز متذکر می شویم که چنین تغییراتی در نحوه تولید انرژی توسط انسان، مشکلات دیگری را ایجاد می کند که باید از قبل در مورد آنها فکر کرد (به فصل 16 مراجعه کنید).[...]

این شرایط استدلال بعدی را به نفع انرژی هیدروژن داخلی از پیش تعیین می کند. این نیاز به یک رویکرد جهانی برای حل چنین مشکلاتی است. گرایش به سمت یکپارچگی جهانی سیستم تجاری و اقتصادی امروزه به گونه ای است که نیاز به تحلیل بازار جهانی برای طیف گسترده ای از کالاها و خدمات دارد. در این شرایط، روسیه دیگر نمی تواند از روابط صنعتی، تجاری و اقتصادی جهانی خارج شود. غیرممکن است که بدون متحمل شدن خسارات مادی و معنوی بزرگ، الزامات زیست محیطی سختگیرانه فزاینده ای را که توسط قوانین ملی و بین المللی وضع شده است، در نظر نگیریم. قانون هوای پاک، تصویب شده توسط کنگره ایالات متحده، که قبلاً در بالا ذکر شد، ترکیب شیمیایی گازهای خروجی از هوا و ترابری زمینیدر اروپای غربی و سایر مناطق کره زمین، و همچنین تعدادی از اقدامات قانونی دیگر، اساساً اساس کد جهانی محیط زیست را تشکیل می دهند. نیاز مبرمی به ایجاد یک مفهوم ملی برای استفاده از هیدروژن در پایه سوخت کشور به عنوان سوخت سازگار با محیط زیست برای حمل و نقل هوایی و زمینی وجود دارد. چنین مفهومی و برنامه ملی مربوطه می تواند به عنوان بخشی از تبدیل صنایع دفاعی توسعه یابد.[...]

هنگام مطالعه آلودگی زیست‌محیطی ناشی از انتشار هر شرکت صنعتی، معمولاً فقط آن دسته از مواد شیمیایی در نظر گرفته می‌شوند که بر اساس فرآیند فناوری، از نظر انتشار ناخالص به هوا یا فاضلاب در اولویت قرار گیرند. در این میان بخش قابل توجهی از محصولات اولیه و نهایی تولید دارای واکنش پذیری نسبتاً بالایی هستند. بنابراین، دلیلی وجود دارد که فرض کنیم این ترکیبات نه تنها در مرحله فرآیند تکنولوژیک با هم تعامل دارند. امکان چنین تعاملی در هوا را نمی توان رد کرد. محل تولید، از جایی که محصولات تازه تشکیل شده به عنوان گازهای گلخانه ای فراری وارد هوای اتمسفر می شوند. مواد شیمیایی جدید را می توان در نتیجه واکنش های شیمیایی و فتوشیمیایی در هوای آلوده اتمسفر و همچنین در آب و خاک به دست آورد. به عنوان مثال، تشکیل مواد شیمیایی جدید از محصولات احتراق ناقص سوخت که بخشی از گازهای خروجی خودرو است. در حال حاضر مسیرهای اکسیداسیون فتوشیمیایی این محصولات به اندازه کافی بررسی شده است. امکان آلودگی هوا با مواد شیمیایی کیفی جدید که در مقررات فن آوری شرکت های مورد مطالعه مشخص نشده است، اثبات شده است.

گازهای خروجی (یا گازهای خروجی) - منبع اصلی مواد سمی یک موتور احتراق داخلی - مخلوطی ناهمگن از انواع مختلف است. مواد گازیبا خواص شیمیایی و فیزیکی مختلف، متشکل از محصولات حاصل از احتراق کامل و ناقص سوخت، هوای اضافی، ذرات معلق در هوا و ریز ناخالصی‌های مختلف (هم گازی و هم به صورت ذرات مایع و جامد) که از سیلندرهای موتور به داخل آن می‌آیند. سیستم اگزوز. آنها حاوی حدود 300 ماده هستند که بیشتر آنها سمی هستند.

اجزای سمی اصلی تنظیم شده گازهای خروجی موتور، اکسیدهای کربن، نیتروژن و هیدروکربن ها هستند. علاوه بر این، هیدروکربن های اشباع و غیر اشباع، آلدئیدها، مواد سرطان زا، دوده و سایر اجزاء با گازهای خروجی وارد جو می شوند. ترکیب تقریبی

ترکیب گازهای خروجی

اجزای گاز اگزوز	محتوا بر اساس حجم، %		سمیت
	موتور
	بنزین	دیزل
نیتروژن	74,0 - 77,0	76,0 - 78,0	خیر
اکسیژن	0,3 - 8,0	2,0 - 18,0	خیر
بخار آب	3,0 - 5,5	0,5 - 4,0	خیر
دی اکسید کربن	5,0 - 12,0	1,0 - 10,0	خیر
مونوکسید کربن	0,1 - 10,0	0,01 - 5,0	آره
هیدروکربن ها غیر سرطان زا هستند	0,2 - 3,0	0,009 - 0,5	آره
آلدهیدها	0 - 0,2	0,001 - 0,009	آره
اکسید گوگرد	0 - 0,002	0 - 0,03	آره
دوده، گرم در متر مکعب	0 - 0,04	0,01 - 1,1	آره
بنزوپیرن، mg/m3	0,01 - 0,02	تا 0.01	آره

هنگامی که موتور با بنزین سرب کار می کند، سرب در گازهای خروجی اگزوز وجود دارد و برای موتورهایی که با سوخت دیزل کار می کنند، دوده وجود دارد.

مونوکسید کربن (CO - مونوکسید کربن)

شفاف، بی بو گاز سمی، کمی سبکتر از هوا، کم محلول در آب. مونوکسید کربن محصولی از احتراق ناقص سوخت است که با شعله آبی در هوا می سوزد و دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) تشکیل می دهد. در محفظه احتراق یک موتور، CO به دلیل اتمیزه شدن نامطلوب سوخت، در نتیجه واکنش های شعله سرد، در حین احتراق سوخت با کمبود اکسیژن و همچنین به دلیل تفکیک دی اکسید کربن در حین ایجاد می شود. دمای بالا. در طی احتراق بعدی پس از احتراق (بعد از بالا مردهنقاط، در سکته ی انبساط) احتراق مونوکسید کربن در حضور اکسیژن برای تشکیل دی اکسید امکان پذیر است. در این حالت، روند فرسودگی CO در خط لوله اگزوز ادامه می یابد. لازم به ذکر است که هنگام کار با موتورهای دیزل، غلظت CO در گازهای خروجی کم است (تقریباً 0.1 - 0.2٪)، بنابراین، به عنوان یک قاعده، غلظت CO برای موتورهای بنزینی تعیین می شود.

اکسیدهای نیتروژن (NO، NO2، N2O، N2O3، N2O5، از این پس NOx)

اکسیدهای نیتروژن از جمله سمی ترین اجزای گازهای خروجی اگزوز هستند. در شرایط عادی جوی، نیتروژن یک گاز بسیار بی اثر است. در فشارهای بالا و به ویژه دما، نیتروژن به طور فعال با اکسیژن واکنش می دهد. در گازهای خروجی موتور، بیش از 90 درصد از مقدار کل NOx را اکسید نیتروژن NO تشکیل می دهد که به راحتی در سیستم اگزوز و سپس در جو به دی اکسید (NO2) اکسید می شود. اکسیدهای نیتروژن غشای مخاطی چشم و بینی را تحریک می کند و ریه های انسان را از بین می برد، زیرا هنگام حرکت از طریق دستگاه تنفسی با رطوبت دستگاه تنفسی فوقانی تعامل می کنند و اسیدهای نیتریک و نیتروژن را تشکیل می دهند. به عنوان یک قاعده، مسمومیت با NOx بدن انسان بلافاصله ظاهر نمی شود، بلکه به تدریج ظاهر می شود و هیچ عامل خنثی کننده ای وجود ندارد.

اکسید نیتروژن (همی‌اکسید N2O، گاز خنده) گازی با بوی مطبوع و بسیار محلول در آب است. اثر مخدر دارد.

NO2 (دی اکسید) یک مایع زرد کم رنگ است که در تشکیل مه دود نقش دارد. دی اکسید نیتروژن به عنوان یک اکسید کننده در سوخت موشک استفاده می شود. اعتقاد بر این است که اکسیدهای نیتروژن تقریباً 10 برابر خطرناک تر از CO برای بدن انسان هستند و 40 برابر خطرناک تر از زمانی که دگرگونی های ثانویه در نظر گرفته شود. اکسیدهای نیتروژن خطری برای برگ های گیاه است. مشخص شده است که اثر سمی مستقیم آنها بر روی گیاهان در غلظت NOx در هوا در محدوده 0.5 - 6.0 mg/m3 رخ می دهد. اسید نیتریک به فولادهای کربنی بسیار خورنده است. میزان انتشار اکسید نیتروژن به طور قابل توجهی تحت تأثیر دمای اتاق احتراق است. بنابراین، هنگامی که دما از 2500 به 2700 کلوین افزایش می یابد، سرعت واکنش 2.6 برابر افزایش می یابد و زمانی که از 2500 به 2300 کلوین کاهش می یابد، 8 برابر کاهش می یابد، یعنی. هر چه دما بالاتر باشد، غلظت NOx بیشتر می شود. تزریق زودهنگام سوخت یا فشار تراکم بالا در محفظه احتراق نیز به تشکیل NOx کمک می کند. هر چه غلظت اکسیژن بیشتر باشد، غلظت اکسیدهای نیتروژن بیشتر است.

هیدروکربن ها (اتان CnHm، متان، اتیلن، بنزن، پروپان، استیلن و غیره)

هیدروکربن ها ترکیبات آلی هستند که مولکول های آنها فقط از اتم های کربن و هیدروژن ساخته شده اند، مواد سمی هستند. گازهای خروجی حاوی بیش از 200 CH مختلف هستند که به آلیفاتیک (زنجیره باز یا بسته) و گازهای حاوی حلقه بنزن یا آروماتیک تقسیم می شوند. هیدروکربن های معطر در یک مولکول حاوی یک یا چند چرخه از 6 اتم کربن هستند که با پیوندهای ساده یا دوگانه (بنزن، نفتالین، آنتراسن و غیره) به یکدیگر متصل شده اند. بوی مطبوعی دارند. وجود CH در گازهای خروجی موتورها با این واقعیت توضیح داده می شود که مخلوط در محفظه احتراق ناهمگن است، بنابراین، در دیواره ها، در مناطق بیش از حد غنی شده، شعله خاموش می شود و واکنش های زنجیره ای شکسته می شود. CH که با گازهای خروجی ساطع می شود و نشان دهنده مخلوطی از چند صد ترکیب شیمیایی است بوی بد. CH عامل بسیاری از بیماری های مزمن هستند. بخارات بنزین که هیدروکربن هستند نیز سمی هستند. میانگین غلظت روزانه مجاز بخار بنزین 1.5 میلی گرم بر متر مکعب است. محتوای CH در گازهای خروجی در هنگام دریچه گاز افزایش می یابد، زمانی که موتور در حالت های اجباری در حال کار (ISR، به عنوان مثال، در هنگام ترمز موتور) کار می کند. هنگامی که موتور در حالت های مشخص شده کار می کند ، روند تشکیل مخلوط (اختلاط شارژ سوخت و هوا) بدتر می شود ، سرعت احتراق کاهش می یابد ، احتراق بدتر می شود و در نتیجه آتش سوزی های مکرر رخ می دهد. انتشار CH ناشی از احتراق ناقص در نزدیکی دیوارهای سرد است، اگر تا پایان احتراق مکان هایی با کمبود شدید هوای موضعی، اتمیزه شدن ناکافی سوخت، با چرخش نامطلوب بار هوا و دمای پایین(به عنوان مثال، حالت بیکار). هیدروکربن ها در مناطق بسیار غنی شده که دسترسی به اکسیژن محدود است و همچنین در نزدیکی دیواره های نسبتا سرد محفظه احتراق تشکیل می شوند. آنها نقش فعالی در تشکیل مواد فعال بیولوژیکی ایفا می کنند که باعث تحریک چشم، گلو، بینی و بیماری های آنها می شود و باعث آسیب به گیاهان و جانوران می شود.

ترکیبات هیدروکربنی دارند اثر مخدربر روی سیستم عصبی مرکزی، می تواند باعث بیماری های مزمن شود و برخی از CH معطر دارای خواص سمی هستند. هیدروکربن ها (الفین ها) و اکسیدهای نیتروژن به طور فعال در تشکیل مه دود تحت شرایط خاص هواشناسی نقش دارند.

دود ناشی از دود اگزوز.

مه دود (از دود دود و مه - مه) مه سمی است که در لایه پایینی جو تشکیل شده و آلوده است. مواد مضراز شرکت های صنعتی، گازهای خروجی از وسایل نقلیه و تاسیسات تولید گرما در شرایط نامساعد جوی. این یک آئروسل متشکل از دود، مه، غبار، ذرات دوده و قطرات مایع (در یک جو مرطوب) است. در جو شهرهای صنعتی تحت شرایط خاص هواشناسی رخ می دهد. به جو منتشر می شود گازهای مضربا یکدیگر واکنش داده و ترکیبات جدیدی از جمله سمی را تشکیل می دهند. در جو، واکنش های فتوسنتز، اکسیداسیون، احیا، پلیمریزاسیون، تراکم، کاتالیز و غیره رخ می دهد. در نتیجه فرآیندهای فتوشیمیایی پیچیده تحریک شده توسط تابش فرابنفش خورشید، فتو اکسیدان ها (عوامل اکسید کننده) از اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها، آلدئیدها و سایر مواد تشکیل می شوند.

غلظت کم NO2 می تواند مقادیر زیادی اکسیژن اتمی ایجاد کند که به نوبه خود ازن را تشکیل می دهد و دوباره با آلاینده های هوا واکنش می دهد. وجود فرمالدئید، آلدئیدهای بالاتر و سایر ترکیبات هیدروکربنی در جو نیز همراه با ازن به تشکیل ترکیبات پراکسید جدید کمک می کند. محصولات تفکیک با الفین ها تعامل می کنند و ترکیبات سمی هیدروپراکسید را تشکیل می دهند. هنگامی که غلظت آنها بیش از 0.2 میلی گرم بر متر مکعب باشد، تراکم بخار آب به صورت قطرات ریز مه با خواص سمی رخ می دهد. تعداد آنها به فصل سال، زمان روز و عوامل دیگر بستگی دارد. در هوای گرم و خشک، مه دود به شکل یک حجاب زرد مشاهده می شود (رنگ توسط دی اکسید نیتروژن NO2 موجود در هوا، قطرات مایع زرد رنگ داده می شود). دود باعث تحریک غشاهای مخاطی به ویژه چشم می شود و می تواند باعث تحریک شود سردرد، تورم، خونریزی، عوارض بیماری های مجاری تنفسی. کاهش دید در جاده ها و در نتیجه افزایش تعداد تصادفات رانندگی. خطر مه دود برای زندگی انسان بسیار زیاد است. به عنوان مثال، مه دود لندن در سال 1952 یک فاجعه نامیده می شود، زیرا حدود 4 هزار نفر در 4 روز بر اثر مه دود جان خود را از دست دادند. وجود ترکیبات کلرید، نیتروژن، گوگرد و قطرات آب در جو به تشکیل ترکیبات سمی قوی و بخارات اسیدی کمک می کند که اثرات مخربی بر گیاهان و همچنین ساختمان ها به ویژه آثار تاریخی ساخته شده از سنگ آهک دارد. ماهیت مه دود متفاوت است. به عنوان مثال، در نیویورک، تشکیل مه دود با واکنش ترکیبات فلوراید و کلرید با قطرات آب تسهیل می شود. در لندن وجود بخار اسیدهای سولفوریک و گوگرد. در لس آنجلس (کالیفرنیا یا مه دود فتوشیمیایی) وجود اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن ها در جو. در ژاپن - وجود ذرات دوده و غبار در جو.