Los gases de escape (o gases de escape) son la principal fuente de sustancias tóxicas para el motor. Combustión interna es una mezcla heterogénea de diversas sustancias gaseosas con diversas propiedades químicas y físicas, formada por productos de la combustión completa e incompleta de combustible, exceso de aire, aerosoles y diversas microimpurezas (tanto gaseosas como en forma de partículas líquidas y sólidas) provenientes del motor. cilindros en su sistema de escape. Contienen alrededor de 300 sustancias, la mayoría de las cuales son tóxicas.

Los principales componentes tóxicos regulados. gases de escape Los motores son óxidos de carbono, nitrógeno e hidrocarburos. Además, los hidrocarburos saturados e insaturados, los aldehídos, las sustancias cancerígenas, el hollín y otros componentes ingresan a la atmósfera con los gases de escape. Composición aproximada.

Composición de los gases de escape

Componentes de gases de escape	Contenido en volumen, %		Toxicidad
	Motor
	gasolina	diesel
Nitrógeno	74,0 - 77,0	76,0 - 78,0	No
Oxígeno	0,3 - 8,0	2,0 - 18,0	No
Vapor de agua	3,0 - 5,5	0,5 - 4,0	No
Dióxido de carbono	5,0 - 12,0	1,0 - 10,0	No
Monóxido de carbono	0,1 - 10,0	0,01 - 5,0	Sí
Los hidrocarburos no son cancerígenos.	0,2 - 3,0	0,009 - 0,5	Sí
Aldehídos	0 - 0,2	0,001 - 0,009	Sí
óxido de azufre	0 - 0,002	0 - 0,03	Sí
Hollín, g/m3	0 - 0,04	0,01 - 1,1	Sí
Benzopireno, mg/m3	0,01 - 0,02	hasta 0,01	Sí

Cuando un motor funciona con gasolina con plomo, hay plomo en los gases de escape y, en los motores que funcionan con combustible diésel, hay hollín.

Monóxido de carbono (CO - monóxido de carbono)

Gas transparente, inodoro, venenoso, ligeramente más ligero que el aire y poco soluble en agua. El monóxido de carbono es un producto de la combustión incompleta de combustible; arde con una llama azul en el aire para formar dióxido de carbono (dióxido de carbono). En la cámara de combustión de un motor, el CO se forma debido a una mala atomización del combustible, como resultado de reacciones de llama fría, durante la combustión de combustible con falta de oxígeno y también debido a la disociación del dióxido de carbono a altas temperaturas. Durante la combustión posterior después del encendido (después de la justo en el centro, durante la carrera de expansión), es posible la combustión del monóxido de carbono en presencia de oxígeno para formar dióxido. En este caso, el proceso de quema de CO continúa en el tubo de escape. Cabe señalar que cuando se utilizan motores diésel, la concentración de CO en los gases de escape es pequeña (aproximadamente 0,1 - 0,2%), por lo que, como regla general, la concentración de CO se determina para motores de gasolina.

Óxidos de nitrógeno (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, en adelante NOx)

Los óxidos de nitrógeno se encuentran entre los componentes más tóxicos de los gases de escape. En condiciones atmosféricas normales, el nitrógeno es un gas muy inerte. A altas presiones y especialmente a temperaturas, el nitrógeno reacciona activamente con el oxígeno. En los gases de escape de los motores, más del 90% de la cantidad total de NOx es óxido de nitrógeno NO, que se oxida fácilmente a dióxido (NO2) en el sistema de escape y luego en la atmósfera. Los óxidos de nitrógeno irritan las membranas mucosas de los ojos y la nariz y destruyen los pulmones humanos, ya que al moverse a través del tracto respiratorio interactúan con la humedad del tracto respiratorio superior, formando ácidos nítrico y nitroso. Como regla general, la intoxicación por NOx del cuerpo humano no aparece de inmediato, sino gradualmente, y no existen agentes neutralizantes.

El óxido nitroso (hemióxido de N2O, gas de la risa) es un gas de olor agradable, muy soluble en agua. Tiene un efecto narcótico.

El NO2 (dióxido) es un líquido de color amarillo pálido implicado en la formación de smog. El dióxido de nitrógeno se utiliza como oxidante en el combustible para cohetes. Se cree que los óxidos de nitrógeno son aproximadamente 10 veces más peligrosos que el CO para el cuerpo humano y 40 veces más peligrosos si se tienen en cuenta las transformaciones secundarias. Los óxidos de nitrógeno suponen un peligro para las hojas de las plantas. Se ha establecido que su efecto tóxico directo sobre las plantas se produce con concentraciones de NOx en el aire dentro del rango de 0,5 a 6,0 mg/m3. El ácido nítrico es altamente corrosivo para los aceros al carbono. La cantidad de emisiones de óxido de nitrógeno está influenciada significativamente por la temperatura en la cámara de combustión. Así, cuando la temperatura aumenta de 2500 a 2700 K, la velocidad de reacción aumenta 2,6 veces, y cuando disminuye de 2500 a 2300 K, disminuye 8 veces, es decir. cuanto mayor es la temperatura, mayor es la concentración de NOx. Inyección temprana de combustible o alta presión La compresión en la cámara de combustión también contribuye a la formación de NOx. Cuanto mayor es la concentración de oxígeno, mayor es la concentración de óxidos de nitrógeno.

Hidrocarburos (CnHm etano, metano, etileno, benceno, propano, acetileno, etc.)

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos cuyas moléculas están formadas únicamente por átomos de carbono e hidrógeno y son sustancias tóxicas. Los gases de escape contienen más de 200 CH diferentes, que se dividen en alifáticos (de cadena abierta o cerrada) y los que contienen un anillo bencénico o aromático. Los hidrocarburos aromáticos contienen en una molécula uno o varios ciclos de 6 átomos de carbono conectados entre sí por enlaces simples o dobles (benceno, naftaleno, antraceno, etc.). Tienen un olor agradable. La presencia de CH en los gases de escape de los motores se explica por el hecho de que la mezcla en la cámara de combustión es heterogénea, por lo que en las paredes, en las zonas sobreenriquecidas, la llama se apaga y las reacciones en cadena no se interrumpen por completo. CH quemado, emitido con los gases de escape y que representa una mezcla de varios cientos compuestos químicos, tener mal olor. Los CH son la causa de muchas enfermedades crónicas. Los vapores de gasolina, que son hidrocarburos, también son tóxicos. La concentración diaria promedio permitida de vapor de gasolina es de 1,5 mg/m3. El contenido de CH en los gases de escape aumenta al acelerar, cuando el motor funciona en modo de ralentí forzado (ISR, por ejemplo, durante el frenado del motor). Cuando el motor funciona en los modos indicados, el proceso de formación de la mezcla (mezcla de la carga de aire y combustible) empeora, la velocidad de combustión disminuye, el encendido se deteriora y, como resultado, se producen frecuentes fallos de encendido. La liberación de CH se produce por una combustión incompleta cerca de paredes frías, si hasta el final de la combustión hay lugares con una fuerte falta local de aire, una atomización insuficiente del combustible, con una turbulencia insatisfactoria de la carga de aire y bajas temperaturas (por ejemplo, modo inactivo ). Los hidrocarburos se forman en zonas excesivamente enriquecidas donde el acceso de oxígeno es limitado, así como cerca de las paredes relativamente frías de la cámara de combustión. Desempeñan un papel activo en la educación biológica. sustancias activas, provocando irritación de los ojos, garganta, nariz y sus enfermedades, y provocando daños a la flora y la fauna.

Los compuestos de hidrocarburos tienen un efecto narcótico sobre el sistema nervioso central y pueden causar enfermedades crónicas, y algunos CH aromáticos tienen propiedades venenosas. Los hidrocarburos (olefinas) y los óxidos de nitrógeno contribuyen activamente a la formación de smog en determinadas condiciones meteorológicas.

Smog proveniente de los gases de escape.

El smog (de humo, humo y niebla - niebla) es una niebla tóxica que se forma en la capa inferior de la atmósfera, contaminada con sustancias nocivas de empresas industriales, gases de escape de vehículos e instalaciones productoras de calor en condiciones climáticas adversas. Es un aerosol formado por humo, niebla, polvo, partículas de hollín y gotitas de líquido (en atmósfera húmeda). Ocurre en la atmósfera de ciudades industriales bajo determinadas condiciones meteorológicas. Los gases nocivos que ingresan a la atmósfera reaccionan entre sí y forman compuestos nuevos, incluso tóxicos. En la atmósfera se producen reacciones de fotosíntesis, oxidación, reducción, polimerización, condensación, catálisis, etc. Como resultado de complejos procesos fotoquímicos estimulados por la radiación ultravioleta del Sol, se forman fotooxidantes (agentes oxidantes) a partir de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, aldehídos y otras sustancias.

Las bajas concentraciones de NO2 pueden crear grandes cantidades de oxígeno atómico, que a su vez forma ozono y nuevamente reacciona con los contaminantes del aire. La presencia de formaldehído, aldehídos superiores y otros compuestos de hidrocarburos en la atmósfera también contribuye, junto con el ozono, a la formación de nuevos compuestos de peróxido. Los productos de disociación interactúan con las olefinas, formando compuestos de hidroperóxido tóxicos. Cuando su concentración es superior a 0,2 mg/m3, se produce la condensación del vapor de agua en forma de minúsculas gotas de niebla con propiedades tóxicas. Su número depende de la estación del año, la hora del día y otros factores. En climas cálidos y secos, el smog se observa en forma de un velo amarillo (el color lo da el dióxido de nitrógeno NO2 presente en el aire, gotitas de líquido amarillo). El smog provoca irritación de las membranas mucosas, especialmente de los ojos, y puede provocar dolores de cabeza, hinchazón, hemorragias y complicaciones de enfermedades del tracto respiratorio. Reduce la visibilidad en las carreteras, aumentando con ello el número de accidentes de tráfico. El peligro del smog para la vida humana es grande. Por ejemplo, el smog de Londres de 1952 se considera un desastre, ya que alrededor de 4 mil personas murieron a causa del smog en 4 días. La presencia de cloruros, nitrógeno, compuestos de azufre y gotas de agua en la atmósfera contribuye a la formación de fuertes compuestos tóxicos y vapores ácidos, lo que tiene un efecto perjudicial sobre las plantas, así como sobre los edificios, especialmente los monumentos históricos de piedra caliza. La naturaleza del smog es diferente. Por ejemplo, en Nueva York, la formación de smog se ve facilitada por la reacción de compuestos de fluoruro y cloruro con gotas de agua; en Londres la presencia de vapores de ácidos sulfúrico y sulfuroso; en Los Ángeles (California o smog fotoquímico) la presencia de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos en la atmósfera; en Japón: la presencia de hollín y partículas de polvo en la atmósfera.

motores diésel, % vol.

El dióxido de azufre se forma en los gases de escape cuando el azufre está contenido en el combustible original (combustible diesel). Análisis de los datos que figuran en la tabla. 16 muestra que los gases de escape son los más tóxicos motores de combustión interna con carburador debido a mayores emisiones de CO, NO X, C norte h metro etc. Los motores diésel de combustión interna emiten grandes cantidades de hollín, que forma pura no tóxico. Sin embargo, las partículas de hollín, que tienen una alta capacidad de adsorción, transportan en su superficie partículas de sustancias tóxicas, incluidas las cancerígenas. El hollín puede permanecer suspendido en el aire durante mucho tiempo, aumentando así el tiempo que una persona está expuesta a sustancias tóxicas.

El uso de gasolina con plomo, que contiene compuestos de plomo, provoca contaminación atmosférica con compuestos de plomo altamente tóxicos. Aproximadamente el 70% del plomo añadido a la gasolina con etilo líquido ingresa a la atmósfera con los gases de escape, del cual el 30% se deposita en el suelo inmediatamente después del corte. tubo de escape coche, el 40% permanece en la atmósfera. Un camión mediano emite entre 2,5 y 3 kg de plomo al año. La concentración de plomo en el aire depende de su contenido en la gasolina. Se puede eliminar la entrada a la atmósfera de compuestos de plomo altamente tóxicos reemplazando la gasolina con plomo por gasolina sin plomo, que se utiliza en Federación Rusa y varios países de Europa occidental.

La composición de los gases de escape de los motores de combustión depende del modo de funcionamiento del motor. En un motor que funciona con gasolina, en condiciones inestables (aceleración, frenado), se interrumpen los procesos de formación de la mezcla, lo que contribuye a una mayor liberación de productos tóxicos. La dependencia de la composición de los gases de escape del motor de combustión de la proporción de exceso de aire se muestra en la figura. 77, A. El reenriquecimiento de la mezcla combustible hasta un coeficiente de exceso de aire a = 0,6–0,95 durante el modo de aceleración conduce a un aumento en la emisión de combustible no quemado y productos de su combustión incompleta.

En los motores diésel, a medida que disminuye la carga, la composición de la mezcla combustible se vuelve más pobre, por lo que disminuye el contenido de componentes tóxicos en los gases de escape con carga baja (Fig.77, b). Contenido de CO y C norte norte metro aumenta cuando se opera a carga máxima.

La cantidad de sustancias nocivas que entran a la atmósfera como parte de los gases de escape depende del estado técnico general de los vehículos y, en particular, del motor, que es la fuente de mayor contaminación. Por tanto, si se viola el ajuste del carburador, las emisiones de CO aumentan entre 4 y 5 veces.

A medida que el motor envejece, sus emisiones aumentan debido al deterioro de todas sus características. Cuando se usa anillos de pistón el avance a través de ellos aumenta. Las fugas en las válvulas de escape pueden ser una fuente importante de emisiones de hidrocarburos.

Las características operativas y de diseño que influyen en las emisiones en motores con carburador incluyen las siguientes:

3) velocidad;

4) control de par;

5) formación de depósitos de carbón en la cámara de combustión;

6) temperatura de la superficie;

7) contrapresión del escape;

8) superposición de válvulas;

9) presión en colector de admisión;

10) la relación entre superficie y volumen;

11) volumen de trabajo del cilindro;

12) relación de compresión;

13) recirculación de gases de escape;

14) diseño de la cámara de combustión;

15) la relación entre la carrera del pistón y el diámetro del cilindro.

La reducción de la cantidad de contaminantes emitidos se logra en los automóviles modernos mediante el uso de soluciones de diseño óptimas, el ajuste preciso de todos los elementos del motor, la selección de modos de conducción óptimos y el uso de más combustible. Alta calidad. Los modos de conducción del vehículo se pueden controlar mediante una computadora instalada en el interior del vehículo.

Los parámetros operativos y de diseño que afectan las emisiones de los motores de encendido por compresión incluyen los siguientes:

1) coeficiente de exceso de aire;

2) avance de la inyección;

3) temperatura del aire entrante;

4) composición del combustible (incluidos los aditivos);

5) turbocompresor;

6) turbulencia del aire;

7) diseño de la cámara de combustión;

8) características de la boquilla y del chorro;

9) recirculación de gases de escape;

10) sistema de ventilación del cárter.

La turboalimentación aumenta la temperatura del ciclo y, por tanto, mejora las reacciones de oxidación. Estos factores conducen a una reducción de las emisiones de hidrocarburos. Para reducir las temperaturas del ciclo y así reducir las emisiones de óxido de nitrógeno, se puede utilizar el intercooler junto con el turbocompresor.

Una de las áreas más prometedoras para reducir las emisiones tóxicas de los motores con carburador es el uso de métodos externos de supresión de emisiones, es decir. después de que salen de la cámara de combustión. Dichos dispositivos incluyen reactores térmicos y catalíticos.

El propósito del uso de reactores térmicos es oxidar aún más los hidrocarburos y el monóxido de carbono mediante reacciones de gases homogéneos no catalíticos. Estos dispositivos están diseñados para oxidar, por lo que no eliminan los óxidos de nitrógeno. Dichos reactores mantienen temperaturas elevadas de los gases de escape (hasta 900 °C) durante un período de posoxidación (en promedio hasta 100 ms), de modo que las reacciones de oxidación continúan en los gases de escape después de que salen del cilindro.

Los reactores catalíticos están instalados en Sistema de escape, que suele estar algo alejado del motor y, según el diseño, sirve para eliminar no sólo hidrocarburos y CO, sino también óxidos de nitrógeno. Para automóvil Vehículo Se utilizan catalizadores como el platino y el paladio para oxidar hidrocarburos y CO. El rodio se utiliza como catalizador para reducir los óxidos de nitrógeno. Normalmente, sólo se utilizan entre 2 y 4 g de metales nobles. Los catalizadores metálicos básicos pueden ser eficaces cuando se utilizan combustibles de alcohol, pero su actividad catalítica disminuye rápidamente cuando se utilizan combustibles de hidrocarburos tradicionales. Se utilizan dos tipos de soportes de catalizador: tabletas (γ-alúmina) o monolitos (cordierita o acero resistente a la corrosión). La cordierita, cuando se utiliza como soporte, se recubre con γ-alúmina antes de aplicar el metal catalítico.

Los convertidores catalíticos están compuestos estructuralmente por dispositivos de entrada y salida que sirven para el suministro y salida del gas neutralizado, una carcasa y un reactor encerrado en ella, que es la zona activa donde tienen lugar las reacciones catalíticas. El reactor neutralizador opera en condiciones de grandes cambios de temperatura, cargas de vibración y ambientes agresivos. Al proporcionar una limpieza eficaz de los gases de escape, el neutralizador no debe ser inferior en confiabilidad a los componentes y conjuntos principales del motor.

El convertidor para un motor diesel se muestra en la Fig. 78. El diseño del neutralizador es simétrico y tiene la apariencia de un "tubo dentro de un tubo". El reactor consta de rejillas perforadas exterior e interior, entre las cuales se coloca una capa de catalizador de platino granular.

El propósito del neutralizador es profundamente (al menos
90% vol%) oxidación de CO e hidrocarburos en un amplio rango de temperatura (250...800°C) en presencia de humedad, azufre y compuestos de plomo. Los catalizadores de este tipo se caracterizan por temperaturas de inicio bajas. trabajo eficiente, alta resistencia al calor, durabilidad y capacidad de operar de manera estable a altos caudales de gas. La principal desventaja de este tipo de neutralizador es su elevado coste.

Para que la oxidación catalítica ocurra normalmente, los catalizadores oxidantes requieren una cierta cantidad de oxígeno y los catalizadores reductores requieren una cierta cantidad de CO, C. norte norte metro o H2. Los sistemas y reacciones típicos de oxidación-reducción catalítica se muestran en la Fig. 79. Dependiendo de la selectividad del catalizador, se puede formar algo de amoníaco durante la reducción de los óxidos de nitrógeno, que luego se oxida nuevamente a NO, lo que resulta en una disminución en la eficiencia de la destrucción de NO. X.

Un producto intermedio extremadamente indeseable puede ser el ácido sulfúrico. Para una mezcla casi estequiométrica, en los gases de escape coexisten componentes oxidantes y reductores.

La eficacia de los catalizadores puede verse reducida en presencia de compuestos metálicos que pueden entrar en los gases de escape del combustible, aditivos lubricantes y también debido al desgaste del metal. Este fenómeno se conoce como envenenamiento del catalizador. Los aditivos antidetonantes de tetraetilo de plomo reducen de manera especialmente significativa la actividad del catalizador.

Además de los convertidores catalíticos y térmicos para los gases de escape de los motores, también se utilizan convertidores líquidos. El principio de funcionamiento de los neutralizadores líquidos se basa en la disolución o interacción química de los componentes de los gases tóxicos al pasarlos a través de un líquido de cierta composición: agua, solución de agua sulfito de sodio, solución acuosa de bicarbonato de sodio. Como resultado del paso de los gases de escape de un motor diésel, la emisión de aldehídos se reduce aproximadamente en un 50%, la de hollín entre un 60% y un 80% y se produce una ligera disminución en el contenido de benzo(a)pireno. Las principales desventajas de los neutralizadores líquidos son sus grandes dimensiones y su grado de purificación insuficientemente alto para la mayoría de los componentes de los gases de escape.

Aumentar la eficiencia de los autobuses y camiones Esto se consigue principalmente mediante el uso de motores diésel de combustión interna. Tienen ventajas medioambientales en comparación con los motores de combustión interna de gasolina, ya que tienen un consumo específico de combustible entre un 25 y un 30% menor; Además, la composición de los gases de escape. motor diesel de combustión interna menos tóxico.

Para evaluar la contaminación del aire atmosférico procedente de las emisiones de vehículos, se han establecido valores específicos de emisiones de gases. Existen métodos que permiten, en función de las emisiones específicas y del número de vehículos, calcular la cantidad de emisiones de vehículos a la atmósfera para varias situaciones.

Ahora, gracias a los medios de comunicación, el planeta está bajo la atención pública, es decir, su saturación y contaminación con los gases de escape de los automóviles. La gente sigue y discute con especial atención las consecuencias de la motorización generalizada, que han circulado ampliamente en la prensa, como el “efecto invernadero” y el daño de los gases de escape de los automóviles diésel.

Sin embargo, como sabemos, los gases de escape son diferentes, a pesar de que todos ellos son peligrosos para el cuerpo humano y otras formas de vida en la Tierra. Entonces, ¿qué los hace peligrosos? ¿Y qué los diferencia entre sí? Miremos bajo un microscopio en qué consiste el smog azul que sale del tubo de escape. Dióxido de carbono, hollín, óxido de nitrógeno y algunos otros elementos igualmente peligrosos.

Los científicos señalan que la situación medioambiental en muchos países industrializados y en desarrollo ha mejorado significativamente en los últimos 25 años. Esto se debe principalmente al gradual pero inevitable endurecimiento estándares ambientales, así como la transferencia de producción a otros continentes y otros países, incluido el este de Asia. En Rusia, Ucrania y otros países de la CEI, un gran número de empresas cerraron debido a la agitación política y económica, lo que, por un lado, creó una situación socioeconómica extremadamente difícil, pero mejoró significativamente el desempeño ambiental de estos países.

Sin embargo, según los investigadores, los coches representan el mayor peligro para nuestro planeta verde. Incluso con un endurecimiento gradual de las normas sobre emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera, debido al aumento del número de automóviles, los resultados de este trabajo, lamentablemente, se nivelan.

Si segmentamos la masa total de los distintos vehículos presentes actualmente en el planeta, quedan los más sucios, siendo especialmente peligrosos los coches con este tipo de combustible que superen el óxido de nitrógeno. A pesar de décadas de desarrollo y de las garantías de los fabricantes de automóviles de que pueden hacer que los motores diésel sean más limpios, el óxido de nitrógeno y las finas partículas de hollín siguen siendo los mayores enemigos del diésel.

Debido a estos problemas asociados con el uso de motores diésel, las grandes ciudades alemanas como Stuttgart y Munich están discutiendo actualmente la prohibición del uso de vehículos pesados.

Aquí hay una lista completa de las sustancias nocivas contenidas en los gases de escape y los daños causados ​​a la salud humana cuando se inhalan.

Humos por tráfico vehicular

Los gases de escape son desechos gaseosos generados durante el proceso de conversión de combustibles de hidrocarburos líquidos en energía con la que funciona el motor de combustión interna mediante combustión.

Benceno

El benceno se encuentra en pequeñas cantidades en la gasolina. Líquido incoloro, transparente y de fácil movilidad.

Tan pronto como llena el tanque de su automóvil con gasolina, la primera sustancia peligrosa con la que entrará en contacto es el benceno que se evapora del tanque. Pero el benceno es el más peligroso cuando se quema combustible.

El benceno es una de esas sustancias que pueden causar cáncer en humanos. Sin embargo, hace muchos años se logró una reducción decisiva del peligroso benceno en suspensión en el aire utilizando un catalizador de tres pasos.

Polvo fino (partículas)

Este contaminante del aire es una sustancia no identificada. Es mejor decir que se trata de una mezcla compleja de sustancias que pueden diferir en origen, forma y composición química.

En los automóviles, el abrasivo ultrafino está presente en todas las formas de funcionamiento, por ejemplo, durante el desgaste de neumáticos y discos de freno. Pero el mayor peligro es el hollín. Anteriormente, sólo los motores diésel sufrían este desagradable momento de funcionamiento. Gracias a la instalación de filtros de partículas, la situación ha mejorado significativamente.

Ahora ha aparecido un problema similar y modelos de gasolina, ya que utilizan cada vez más sistemas de inyección directa de combustible, lo que da como resultado la producción de subproductos de partículas aún más finas que los motores diésel.

Sin embargo, según los científicos que estudian la naturaleza del problema, sólo el 15% del polvo fino depositado en los pulmones es producido por los automóviles. La fuente del peligroso fenómeno puede ser cualquier actividad humana, desde la agricultura hasta las impresoras láser, las chimeneas y, por supuesto; , cigarrillos.

Salud de los residentes de megaciudades.

La carga real sobre el cuerpo humano por los gases de escape depende del volumen de tráfico y las condiciones climáticas. Cualquiera que viva en una calle concurrida está expuesto a niveles mucho mayores de óxidos de nitrógeno o polvo fino.

Los gases de escape no son igualmente peligrosos para todos los residentes. Las personas sanas apenas sentirán el "ataque de gas", aunque la intensidad de la carga no disminuirá, pero la salud de un asmático o una persona con enfermedades cardiovasculares puede empeorar significativamente debido a la presencia de gases de escape.

Dióxido de carbono (CO2)

El gas, perjudicial para todo el clima del planeta, surge inevitablemente de la combustión de combustibles fósiles como el gasóleo o la gasolina. Desde la perspectiva del CO2, los motores diésel son ligeramente más limpios que los de gasolina porque generalmente utilizan menos combustible.

El CO2 es inofensivo para los humanos, pero no para la naturaleza. El gas de efecto invernadero CO2 es responsable de la mayor parte del calentamiento global. Según el Ministerio Federal de Medio Ambiente de Alemania, en 2015 la proporción de dióxido de carbono en las emisiones totales de gases de efecto invernadero fue del 87,8 por ciento.

Las emisiones de dióxido de carbono han ido disminuyendo casi continuamente desde 1990, disminuyendo en total un 24,3 por ciento. Sin embargo, a pesar de la producción cada vez mayor motores económicos, el crecimiento de la motorización y el aumento del tráfico de mercancías neutralizan los intentos de científicos e ingenieros de reducir los daños. Como resultado, las emisiones de dióxido de carbono siguen siendo elevadas.

Por cierto: todos los vehículos de motor en Alemania, por ejemplo, son responsables de “sólo” el 18 por ciento de las emisiones de CO2. Más del doble, el 37 por ciento, se destina a emisiones de energía. En Estados Unidos ocurre lo contrario, donde los daños más graves a la naturaleza los causan los coches.

Monóxido de carbono (Co, monóxido de carbono)

Un subproducto de combustión extremadamente peligroso. El monóxido de carbono es un gas incoloro, insípido e inodoro. La combinación de carbono y oxígeno se produce durante la combustión incompleta de sustancias que contienen carbono y es un veneno extremadamente peligroso. Por lo tanto, una ventilación de alta calidad en garajes y estacionamientos subterráneos Tiene importante por la vida de sus usuarios.

Incluso pequeñas cantidades de monóxido de carbono causan daños al cuerpo; pasar unos minutos en un garaje mal ventilado con el coche en marcha puede matar a una persona. ¡Ten mucho cuidado! ¡No calentar en cajas cerradas o habitaciones sin ventilación!

Pero, ¿qué tan peligroso es el monóxido de carbono al aire libre? Un experimento realizado en Baviera demostró que en 2016 los valores medios indicados por las estaciones de medición se situaban entre 0,9 y 2,4 mg/m 3 y estaban claramente por debajo de los valores límite.

Ozono

Para la persona promedio, el ozono no es ningún tipo de gas peligroso o tóxico. Sin embargo, en realidad este no es el caso.

Cuando se exponen a la luz solar, los hidrocarburos y el óxido de nitrógeno se convierten en ozono. El ozono ingresa al cuerpo a través del tracto respiratorio y causa daño celular. Consecuencias, efectos del ozono: inflamación local de las vías respiratorias, tos y dificultad para respirar. Con pequeñas cantidades de ozono, no surgirán problemas con la posterior restauración de las células del cuerpo, pero en altas concentraciones, este gas aparentemente inofensivo puede matar fácilmente a una persona sana. No en vano en Rusia este gas está clasificado como de la clase de mayor peligro.

Con el cambio climático aumenta el riesgo de altas concentraciones de ozono. Los científicos creen que para 2050 la carga de ozono debería aumentar considerablemente. Para solucionar el problema, es necesario reducir significativamente los óxidos de nitrógeno emitidos por el transporte. Además, hay muchos factores que influyen en la propagación del ozono, por ejemplo, los disolventes en pinturas y barnices también contribuyen activamente al problema.

Dióxido de azufre (SO2)

Este contaminante se produce cuando se quema azufre en el combustible. Es uno de los contaminantes atmosféricos clásicos producidos durante la combustión, las centrales eléctricas y la industria. El SO2 es uno de los “ingredientes” más importantes de los contaminantes que forman el smog, también llamado “smog de Londres”.

En la atmósfera, el dióxido de azufre sufre una serie de procesos de transformación que pueden dar lugar a la formación de ácido sulfúrico, sulfitos y sulfatos. El SO2 actúa principalmente sobre las membranas mucosas de los ojos y el tracto respiratorio superior. Desde el punto de vista medioambiental, el dióxido de azufre puede dañar las plantas y provocar la acidificación del suelo.

Óxidos de nitrógeno (NOx)

Los óxidos de nitrógeno se forman principalmente durante el proceso de combustión en los motores de combustión interna. Coches diésel considerada la fuente principal. La introducción de catalizadores y filtros de partículas sigue aumentando, por lo que las emisiones disminuirán notablemente, pero esto sólo sucederá en el futuro.

Las principales fuentes de emisiones de los vehículos son el motor de combustión interna y la evaporación del combustible a través del sistema de ventilación. depósito de combustible, así como el chasis: como resultado de la fricción entre neumáticos y superficie de la carretera, tener puesto pastillas de freno y la corrosión de las piezas metálicas, independientemente de las emisiones del motor, se forman finas partículas de polvo. La erosión del catalizador libera platino, paladio y rodio, y el desgaste del revestimiento del embrague también libera sustancias tóxicas como plomo, cobre y antimonio. También deberán fijarse valores límite para estas emisiones secundarias de vehículos.

Sustancias nocivas

Arroz. Composición de los gases de escape

La composición de los gases de escape de un automóvil incluye muchas sustancias o grupos de sustancias. La mayor parte de los componentes de los gases de escape son gases no tóxicos contenidos en el aire normal. Como se muestra en la figura, sólo una pequeña parte de los gases de escape es perjudicial para el medio ambiente y la salud humana. A pesar de ello, es necesaria una mayor reducción de la concentración de componentes tóxicos de los gases de escape. Aunque hoy en día los coches modernos producen gases de escape muy limpios (en los coches Euro 5 son en algunos aspectos incluso más limpios que el aire de admisión), un gran número de coches en funcionamiento, de los cuales hay unos 56 millones sólo en Alemania, emiten cantidades significativas de sustancias tóxicas. y sustancias nocivas. Las nuevas tecnologías y la introducción de requisitos más estrictos en materia de respeto al medio ambiente de los gases de escape pretenden corregir la situación.

Monóxido de carbono (CO)

Monóxido de carbono(monóxido de carbono) El CO es un gas incoloro e inodoro. Es un veneno para el sistema respiratorio que altera el funcionamiento de los sistemas nervioso central y cardiovascular. En el cuerpo humano, se une a los glóbulos rojos y provoca la falta de oxígeno, lo que en poco tiempo provoca la muerte por asfixia. Ya en una concentración en el aire del 0,3% en volumen, el monóxido de carbono mata a una persona en muy poco tiempo. El efecto depende de la concentración de CO en el aire, de la duración y profundidad de la inhalación. Sólo en un ambiente con concentración nula de CO se puede eliminar este del organismo a través de los pulmones.

El monóxido de carbono siempre se produce cuando hay falta de oxígeno y una combustión incompleta.

Hidrocarburos (CH)

Los hidrocarburos se liberan a la atmósfera en forma de combustible no quemado. Tienen un efecto irritante sobre las membranas mucosas y los órganos respiratorios de los humanos. Una mayor optimización del proceso de funcionamiento del motor sólo es posible mejorando las tecnologías de producción y aumentando el conocimiento sobre los procesos de combustión.

Los compuestos de hidrocarburos se presentan en forma de parafinas, olefinas, aromas, aldehídos (especialmente formaldehídos) y compuestos policíclicos. Se han demostrado experimentalmente las propiedades cancerígenas y mutagénicas de más de 20 hidrocarburos aromáticos policíclicos que, por su pequeño tamaño, son capaces de penetrar en las vesículas pulmonares. El más peligroso compuestos de hidrocarburos Se consideran benceno (C6H6), tolueno (metilbenceno) y xileno (dimetilbenceno, fórmula general C6H4 (CH3)2). Por ejemplo, el benceno puede provocar cambios en el patrón sanguíneo de una persona y provocar cáncer de sangre (leucemia).

El motivo de la liberación de hidrocarburos a la atmósfera es siempre la combustión incompleta del combustible, la falta de oxígeno y, en el caso de una mezcla muy pobre, una combustión demasiado lenta del combustible.

Óxidos de nitrógeno (NOx)

A altas temperaturas de combustión (más de 1100°C), el nitrógeno inerte a la reacción contenido en el aire se activa y reacciona con el oxígeno libre en la cámara de combustión, formando óxidos. Son muy perjudiciales para el medio ambiente: provocan la formación de smog, la muerte de los bosques y la lluvia ácida; Los óxidos de nitrógeno también son sustancias de transición para la formación de ozono. Son venenosos para la sangre y causan cáncer. Durante el proceso de combustión se generan diversos óxidos de nitrógeno (NO, NO2, N2O, N2O5) con la denominación general NOx. Cuando se combinan con agua aparecen los ácidos nítrico (HNO3) y nitroso (HNO2). El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas venenoso de color marrón rojizo con un olor acre que irrita el sistema respiratorio y forma compuestos con la hemoglobina en la sangre.

Este es el más problemático de todos los óxidos de nitrógeno y en el futuro habrá normas separadas para sus concentraciones permitidas. En el futuro, la proporción de NO2 en las emisiones totales de óxidos de nitrógeno tendrá que ser inferior al 20%. Desde 2010, la Directiva 1999/30/CE fija la concentración máxima permitida de NO2 en 40 µg/m. El cumplimiento de esta concentración máxima impone exigencias especiales en materia de protección contra emisiones nocivas.

Las condiciones más favorables para la formación de óxidos de nitrógeno son calor combustión de una mezcla pobre de aire y combustible. Los sistemas de recirculación de gases de escape reducen la proporción de óxidos de nitrógeno en los gases de escape de los vehículos.

Óxidos de azufre (SOx)

Los óxidos de azufre se forman a partir del azufre contenido en el combustible. Durante la combustión, el azufre reacciona con el oxígeno y el agua para formar óxidos de azufre, ácidos sulfúrico (H2SO4) y sulfuroso (H2SO3). El óxido de azufre es el principal componente de la lluvia ácida y la causa de la muerte de los bosques. Se trata de un gas corrosivo soluble en agua, cuyos efectos en el cuerpo humano se manifiestan en enrojecimiento, hinchazón y aumento de la secreción de las membranas mucosas húmedas de los ojos y del tracto respiratorio superior. El dióxido de azufre afecta las membranas mucosas de la nasofaringe, los bronquios y los ojos. El sitio de ataque más común del dióxido de azufre son los bronquios. El fuerte efecto irritante sobre el tracto respiratorio se debe a la formación de ácido sulfuroso en un ambiente húmedo. El dióxido de azufre SO2 suspendido en un polvo fino y un aerosol de ácido sulfúrico penetran profundamente en el tracto respiratorio. Los asmáticos y los niños pequeños reaccionan de manera más sensible a las crecientes concentraciones de dióxido de azufre en el aire. El alto contenido de azufre en el combustible acorta la vida útil de los catalizadores en los motores ecológicos de gasolina.

La reducción de las emisiones de dióxido de azufre se logra limitando el contenido de azufre del combustible. El objetivo es un combustible libre de azufre.

Sulfuro de hidrógeno (H2S)

Los efectos de este gas sobre la vida orgánica aún no están del todo claros para la ciencia, pero se sabe que puede provocar intoxicaciones graves en humanos. En casos graves, existe riesgo de asfixia, pérdida del conocimiento y parálisis del sistema central. sistema nervioso. En caso de intoxicación crónica, se observa irritación de las membranas mucosas de los ojos y del tracto respiratorio. El olor a sulfuro de hidrógeno ya se siente a una concentración en el aire de 0,025 ml/m3.

El sulfuro de hidrógeno en los gases de escape se produce en determinadas condiciones, incluso a pesar de la presencia de un catalizador, y depende del contenido de azufre en el combustible.

Amoníaco (NH3)

La inhalación de amoníaco provoca irritación respiratoria, tos, dificultad para respirar y asfixia. El amoníaco también provoca enrojecimiento inflamatorio en la piel. La intoxicación directa por amoníaco es rara, ya que incluso grandes cantidades se convierten rápidamente en urea. Cuando se inhalan directamente grandes cantidades de amoníaco, la función pulmonar suele verse afectada durante muchos años. Este gas es especialmente peligroso para los ojos. La exposición intensa al amoníaco en los ojos puede provocar opacidad de la córnea y ceguera.

En determinadas condiciones, incluso se puede formar amoníaco en el catalizador. Al mismo tiempo, el amoníaco es útil como agente reductor para catalizadores SCR.

Hollín y partículas

Hollín es carbono puro y un producto indeseable de la combustión incompleta de hidrocarburos. La causa de la formación de hollín es la falta de oxígeno durante la combustión o el enfriamiento prematuro de los gases quemados. Las partículas de hollín suelen estar asociadas con combustible no quemado y residuos de aceite de motor, así como con agua, productos de desgaste del motor, sulfatos y cenizas. Las partículas varían mucho en forma y tamaño.

Mesa. Clasificación de partículas

La tabla muestra la clasificación y el tamaño de las partículas. Las partículas más comunes producidas durante el funcionamiento del motor tienen aproximadamente 100 nanómetros de diámetro (0,0000001 mo 0,1 micras); Estas partículas pueden entrar naturalmente en los pulmones humanos. Cuando las partículas de hollín se aglutinan (se pegan) entre sí y con otros componentes, la masa, el número y la distribución de las partículas en el aire pueden cambiar significativamente. Los principales componentes de las partículas se muestran en la figura.

Arroz. Componentes principales de las partículas.

Debido a su estructura esponjosa, las partículas de hollín pueden atrapar sustancias tanto orgánicas como inorgánicas que se forman durante la combustión del combustible en los cilindros del motor. Como resultado, la masa de partículas de hollín puede triplicarse. Ya no serán partículas de carbono individuales, sino aglomerados de forma regular formados como resultado de la atracción molecular. El tamaño de dichos aglomerados puede alcanzar 1 micrón. Las emisiones de hollín y otras partículas se producen de forma especialmente activa durante la combustión. combustible diesel. Estas emisiones se consideran cancerígenas. Las nanopartículas peligrosas representan una proporción cuantitativamente grande de partículas, pero en masa constituyen sólo un pequeño porcentaje. Por este motivo, se propone limitar el contenido de partículas en los gases de escape no en masa, sino en cantidad y distribución. En el futuro se prevé diferenciar el tamaño y la distribución de las partículas.

Arroz. Composición de partículas

Las emisiones de partículas de los motores de gasolina son de dos a tres órdenes de magnitud menores que las de los motores diésel. Sin embargo, estas partículas se encuentran incluso en el escape de los motores de gasolina con inyección directa combustible. Por tanto, existen propuestas para limitar el contenido máximo de partículas en los gases de escape de los vehículos. La sublimación es la transición directa de una sustancia del estado sólido al gaseoso y viceversa. Sublimar es el nombre que se le da al precipitado sólido de un gas cuando se enfría.

Polvo fino

Durante el funcionamiento de los motores de combustión interna también se forman partículas especialmente pequeñas, como el polvo. Se compone principalmente de partículas de hidrocarburos policíclicos, metales pesados y compuestos de azufre. Algunas fracciones de polvo pueden penetrar en los pulmones, mientras que otras fracciones no penetran en los pulmones. Las fracciones superiores a 7 micras son menos peligrosas, ya que son filtradas por el propio sistema de filtración del cuerpo humano.

Porcentajes variables de fracciones más pequeñas (menos de 7 micras) penetran en los bronquios y las vesículas pulmonares (alvéolos), provocando irritación local. En el área de las vesículas pulmonares, los componentes solubles ingresan a la sangre. El sistema de filtración propio del cuerpo no es capaz de eliminar todas las fracciones de polvo fino. La contaminación por polvo atmosférico también se llama aerosoles. Pueden estar en estado sólido o líquido y, dependiendo de su tamaño, pueden tener una vida útil diferente. Al moverse, las partículas más pequeñas pueden combinarse en otras más grandes con un período de existencia relativamente estable en la atmósfera. Las partículas con un diámetro de 0,1 µm a 1 µm tienen principalmente tales propiedades.

Al evaluar la producción de polvo fino como resultado del funcionamiento del motor de un automóvil, es necesario distinguir este polvo del polvo natural: polen, polvo de carreteras, arena y muchas otras sustancias. No se deben subestimar las fuentes de polvo fino en las ciudades, como el desgaste de las pastillas de freno y los neumáticos. Por tanto, los gases de escape de diésel no son la única “fuente” de polvo en la atmósfera.

Humo azul y blanco

humo azul Ocurre durante el funcionamiento de un motor diésel a temperaturas inferiores a 180 °C debido a la condensación de pequeñas gotas de aceite. A temperaturas superiores a 180°C, estas gotas se evaporan. Los componentes de hidrocarburos no quemados del combustible están involucrados en la formación. humo azul y a temperaturas de 70°C a 100°C. Una gran cantidad de humo azul indica un desgaste significativo en el grupo cilindro-pistón, vástagos de válvulas y guías. Iniciar el suministro de combustible demasiado tarde también puede provocar la formación de humo azul.

El humo blanco consiste en vapor de agua que se produce durante la combustión del combustible y se nota a temperaturas inferiores a 70°C. Particularmente característica es la apariencia. humo blanco para motores diésel con precámara y cámara de turbulencia después de un arranque en frío. El humo blanco también lo producen los componentes de hidrocarburos no quemados y los condensados.

Dióxido de carbono (CO2)

Dióxido de carbono Es un gas incoloro, no inflamable y de sabor amargo. A veces se le llama erróneamente ácido carbónico. La densidad del CO2 es aproximadamente 1,5 veces mayor que la densidad del aire. El dióxido de carbono es parte integral aire exhalado por una persona (3-4%) Al inhalar aire que contiene 4-6% de CO2, una persona experimenta dolores de cabeza, tinnitus y aumento del ritmo cardíaco, y con concentraciones más altas de CO2 (8-10%) ataques de asfixia y pérdida de conciencia y paro respiratorio. En una concentración superior al 12%, la muerte se produce por falta de oxígeno. Por ejemplo, una vela encendida se apaga con una concentración de CO2 del 8 al 10% en volumen. Aunque el dióxido de carbono está clasificado como asfixiante, no se considera tóxico como componente del escape del motor. El problema es que el dióxido de carbono, como se muestra en la figura, contribuye significativamente al efecto invernadero global.

Arroz. Participación de los gases en el efecto invernadero.

Junto a él, el metano, el óxido nitroso (gas de la risa, óxido de dinitrógeno), los hidrofluorocarbonos y el hexafluoruro de azufre contribuyen al desarrollo del efecto invernadero. El dióxido de carbono, el vapor de agua y los microgases afectan el equilibrio de radiación de la Tierra. Los gases transmiten la luz visible pero absorben el calor reflejado por la superficie terrestre. Sin esta capacidad de retener el calor, la temperatura media en la superficie de la Tierra sería de unos -15°C.

A esto se le llama efecto invernadero natural. Con un aumento de la concentración de microgases en la atmósfera, aumenta la proporción de radiación térmica absorbida y se produce un efecto invernadero adicional. Según los expertos, para el año 2050 la temperatura media en la Tierra aumentará en +4°C. Esto podría provocar un aumento del nivel del mar de más de 30 cm, como resultado de lo cual los glaciares de montaña y los casquetes polares comenzarán a derretirse, cambiará la dirección de las corrientes marinas (incluida la Corriente del Golfo), cambiarán los flujos de aire, y los mares inundarán vastas extensiones de tierra. Esto es a lo que pueden conducir los gases de efecto invernadero producidos por las actividades humanas.

Las emisiones antropogénicas totales de CO2 ascienden a 27,5 mil millones de toneladas por año. Al mismo tiempo, Alemania es una de las mayores fuentes de CO2 del mundo. Las emisiones de CO2 relacionadas con la energía promedian alrededor de mil millones de toneladas por año. Esto es aproximadamente el 5% de todo el CO2 producido en el mundo. Una familia media de tres personas en Alemania produce 32,1 toneladas de CO2 al año. Las emisiones de CO2 sólo pueden reducirse reduciendo el consumo de energía y combustible. Mientras la energía se produzca quemando combustibles fósiles, persistirá el problema de la formación de cantidades excesivas de dióxido de carbono. Por tanto, se necesita urgentemente la búsqueda de fuentes de energía alternativas. La industria del automóvil está trabajando intensamente para solucionar este problema. Sin embargo, el efecto invernadero sólo puede combatirse a escala mundial. Incluso si se logran grandes avances dentro de la UE en la reducción de las emisiones de dióxido de carbono, otros países podrían, por el contrario, ver aumentos significativos de las emisiones en los próximos años. Estados Unidos lidera el mundo en producción de gases de efecto invernadero por un amplio margen, tanto en términos absolutos como per cápita. Con sólo el 4,6% de la población mundial, producen el 24% de las emisiones de dióxido de carbono del mundo. Esto es aproximadamente el doble que en China, cuya proporción de la población mundial es del 20,6%. Los 130 millones de automóviles de Estados Unidos (menos del 20% del número total de automóviles del planeta) producen tanto dióxido de carbono como toda la industria de Japón, el cuarto mayor emisor de CO2 del mundo.

Sin medidas adicionales de protección del clima, las emisiones globales de CO2 aumentarán un 39% para 2020 (en comparación con 2004) y ascenderán a 32,4 mil millones de toneladas por año. Las emisiones de dióxido de carbono en los Estados Unidos en los próximos 15 años aumentarán un 13% y superarán los 6 mil millones de toneladas. En China, se debe esperar que las emisiones de CO2 aumenten un 58%, a 5,99 mil millones de toneladas, y en la India, un 107%. Por el contrario, en los países de la UE el aumento será de sólo alrededor del uno por ciento hasta 2,29 mil millones de toneladas.

La gasolina se compone esencialmente de moléculas de carbono y oxígeno. Cuando la gasolina se quema en los cilindros del motor, el carbono se combina con el oxígeno del aire, lo que da como resultado la formación de dióxido de carbono (dióxido de carbono CO2), el hidrógeno se combina con el oxígeno, formando agua (H2O).

De 1 litro de gasolina se obtienen aproximadamente 0,9 litros de agua, que normalmente no es visible, ya que sale del sistema de escape en forma de vapor, que se convierte bajo la influencia de las altas temperaturas. Sólo cuando el motor está frío, especialmente en la estación fría, se ven nubes blancas de gases de escape formadas por agua condensada.
Estos productos de combustión se forman cuando el aire y el combustible se mezclan en la proporción óptima (14,7:1). Pero, lamentablemente, esta relación no siempre se mantiene, por lo que hay sustancias nocivas en los gases de escape.

El Fiesta está equipado con un catalizador de tres vías controlado y el motor diésel con un catalizador de oxidación.

Sin excepción, todos los vehículos están equipados con un convertidor catalítico controlado de tres vías, los vehículos con motores diésel Endura-DE están equipados con un convertidor catalítico de oxidación. Administrado conversor catalítico Reduce el contenido de óxidos de carbono en aproximadamente un 85%, de hidrocarburos en un 80% y de óxidos de nitrógeno en un 70%.

Los catalizadores de oxidación no influyen en la concentración de óxidos de nitrógeno. A medida que aumenta el kilometraje, disminuye la eficiencia del convertidor catalítico. La designación "controlado" indica que cuando el motor está en marcha, la composición de los gases de escape se controla constantemente mediante un sensor de concentración de oxígeno y el contenido de sustancias nocivas en los gases se reduce a los estándares prescritos por la ley.

Función del sensor de concentración de oxígeno (sonda lambda)

El sensor de concentración de oxígeno (HO2S) en el Fiesta está ubicado frente al convertidor catalítico en la parte delantera tubo de escape (arroz. 11.4) y funciona según el principio de una celda galvánica con un electrolito sólido en forma de material cerámico compuesto de dióxido de circonio e itria. El material cerámico del sensor está expuesto a los gases de escape del exterior, superficie interior conectado con el aire circundante.

Para reducir el tiempo que lleva llevar el sensor al modo de funcionamiento normal, está equipado con calefacción eléctrica. Debido a la diferencia entre el contenido de oxígeno en los gases de escape y el aire ambiente, se produce en el sensor una diferencia de potencial que aumenta considerablemente con un determinado contenido de oxígeno residual en los gases de escape.

Este aumento de tensión se produce exactamente en la relación combustible/aire l=1. Con falta de oxígeno (l<1), т.е. при богатой топливовоздушной смеси, напряжение составляет 0,9–1,1 В. При бедной смеси (l>1) el voltaje disminuye a 0,1 V.

La señal del sensor de concentración de oxígeno se transmite a la unidad de control del sistema de inyección de combustible. La unidad enriquece o empobrece la mezcla de aire y combustible para mantener la relación combustible-aire lo más cerca posible del óptimo l=1.

Área de trabajo del convertidor catalítico

El grado de eficiencia del convertidor catalítico es función de la temperatura de funcionamiento. El neutralizador comienza a funcionar a una temperatura de aproximadamente 300 °C, que se alcanza después de 25 a 30 segundos de movimiento. Temperatura de trabajo en el rango de 400–800 °C proporciona condiciones óptimas para obtener la máxima eficiencia y una larga vida útil del neutralizador.

El convertidor catalítico cerámico es susceptible al calor extremo. Si su temperatura supera los 900 °C, comienza el proceso de envejecimiento intensivo, y a temperaturas superiores a 1200 °C su rendimiento se ve completamente alterado.

La capa activa está formada por metales sensibles al contenido de plomo en el combustible, tras cuya deposición la actividad de la capa catalítica disminuye rápidamente. Por lo tanto, los motores con convertidor catalítico sólo deben funcionar con gasolina sin plomo.

El catalizador tiene una base cerámica porosa recubierta con los metales preciosos platino y rodio y encerrada en una carcasa de acero inoxidable. La base cerámica, situada sobre una malla metálica, está atravesada por un gran número de canales paralelos. Se aplica una capa intermedia a las paredes del canal para aumentar la superficie activa del convertidor catalítico ( arroz. 11.5).

El convertidor catalítico contiene 2-3 g metales preciosos, y el platino promueve la oxidación y el rodio, la reducción de los óxidos de nitrógeno.

El catalizador neutraliza sustancias nocivas como el monóxido de carbono, los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno (por eso se llama catalizador de tres vías).

CONSEJO PRACTICO

Funcionamiento de vehículos con convertidor catalítico.
si el motor coche fiesta no arranca debido a la descarga batería, no intente arrancar el motor empujando o remolcando el vehículo. Una gran cantidad de combustible sin quemar entrará en el convertidor catalítico, lo que eventualmente lo dejará inutilizable.

Si hay interrupciones en el encendido o fallas de encendido, debe verificar inmediatamente el sistema de encendido y, cuando continúe conduciendo, evitar altas velocidades del motor.
Antes de aplicar masilla protectora a los bajos, cierre con cuidado el convertidor catalítico, de lo contrario podría producirse un incendio.

Siempre revise los escudos térmicos cada vez que levante su vehículo.
Una fuga en el sistema de escape (junta quemada, grieta por temperatura elevada, etc.) delante del sensor de concentración de oxígeno provoca resultados de medición incorrectos (alto contenido de oxígeno). Por tanto, la unidad de control electrónico del motor enriquecerá la mezcla, lo que provocará un mayor consumo de combustible y desgaste prematuro conversor catalítico.

DICCIONARIO TÉCNICO

Composición de los gases de escape
Monóxido de carbono (monóxido de carbono - CO).
Cuanto más rica es la mezcla de aire y combustible, más monóxido de carbono se produce. El control preciso de la cantidad de combustible inyectado, el ajuste correcto del tiempo de encendido y la distribución uniforme de la mezcla en la cámara de combustión reducen el contenido de monóxido de carbono en los gases de escape.

Nunca mida el monóxido de carbono en interiores porque el monóxido de carbono es venenoso e incluso pequeñas concentraciones en interiores pueden ser fatales. En el aire, el monóxido de carbono se combina relativamente rápido con el oxígeno para formar dióxido de carbono. A pesar de que el dióxido de carbono no es venenoso, participa en la formación del efecto “invernadero”.

Hidrocarburos (CH).

Los compuestos de hidrocarburos se combinan en un grupo. El contenido de CH depende del diseño del motor (valor fijo). Una mezcla de aire y combustible demasiado rica o demasiado pobre también aumenta el contenido de CH de los gases de escape. Algunos de ellos son seguros, otros pueden causar cáncer. Todos los compuestos de hidrocarburos, junto con los óxidos de nitrógeno (NOx), forman smog (nubes nebulosas de gases de escape muy solubles).

Óxidos de nitrógeno (NOx o NO) —
se forman principalmente debido a la presencia de nitrógeno en el aire que ingresa a la cámara de combustión (más de 3/4). Su concentración es especialmente alta en diseños de motores con bajo consumo combustible y bajo contenido de CO y CH en los gases de escape. Estos motores se caracterizan por altas temperaturas de combustión y una mezcla pobre de aire y combustible. En altas concentraciones, los óxidos de nitrógeno pueden dañar el sistema respiratorio. Cuando se combina con agua, se forma lluvia ácida.

Dióxido de carbono (CO2).

Se forma durante la combustión de combustible que contiene carbono cuando se combina con el oxígeno del aire. El dióxido de carbono reduce los efectos beneficiosos de la capa de ozono de la Tierra, que protege contra la dañina radiación ultravioleta del sol.

Sustancias tóxicas contenidas en los gases de escape de los motores diésel.
Cuando funciona un motor diésel, se generan pequeñas cantidades de CO y CH. Debido a una mayor compresión, un motor diésel emite menos óxidos de nitrógeno. Pero un motor diésel se caracteriza por tener otras sustancias nocivas en los productos de combustión. Por ejemplo, el hollín es típico. componente gases de escape diésel. El hollín se compone de carbones no quemados y cenizas.

Cuando las partículas de hollín son inhaladas por el sistema respiratorio se convierten en patógenos cancerígenos. El dióxido de azufre (SO2) también se forma cuando hay azufre presente, principalmente en el combustible diesel. Favorece la formación de ácido sulfúrico o sulfuroso en la lluvia (lluvia ácida). Los coches con motor diésel provocan el 3% de la precipitación ácida.

El dióxido de carbono se produce cuando el combustible diesel se quema sólo en concentraciones más altas.