Suured, tööstuslikult arenenud linnad, tööstuspiirkondadega megapolid, tehastorude mets, lõputud elektriliinid ja mitu tundi liiklusummikuid on muutunud miljonite inimeste loomulikuks elupaigaks ja loomulikult on õhk sellistes kohtades meie planeedil väga suur saastunud. Kõik teaduse ja tehnika arenguga seotud ideed sünnitavad iga päev kogu maailma atmosfääri arvukalt tonni mürgiseid gaase, aure, kemikaalide põlemisprodukte, mis on kogutud kogu perioodilisustabelist.
Need on erinevate süsivesinikkütuseid kasutavate sõidukimootorite töö kõrvalsaadused. Nende haridus on linnade ökoloogilise seisundi üks olulisemaid probleeme.
Koostis ja keskkonnamõju
Koos heitgaasidega satub atmosfääri tohutul hulgal toksiine ja kantserogeene. Keskkonnakaitsjate sõnul tekib linnades peaaegu 90% õhusaastest mootorsõidukite heitgaaside tõttu.
Ühend väljaheite gaasid (%)
* - toksiinid
** - kantserogeenid
Sõltuvalt bensiini tüübist erineb ka heitgaaside koostis, on teada, et väävlisisaldusega bensiinid võivad eraldada vääveloksiidi ja pliibensiin - plii, kloor, broom ja muud nendel ainetel põhinevad ühendid.
: mõju kehale
Inimkehasse sattudes on see kõige enam mõjutatud hingamisteede organitest, mis võib hiljem põhjustada mitmeid ohtlikke, nii ägedaid kui ka kroonilisi haigusi. Samuti seostavad arstid laste kaasasündinud krooniliste haiguste, näiteks allergiate, bronhiidi, sinusiidi jms suurenemist üha süvenevate keskkonnatingimuste ja õhusaastega linnades.
Lämmastikoksiidid avaldavad kahjulikku mõju hingamissüsteemile, ärritavad hingamisteid ning aitavad kaasa kasvajate ja põletiku ilmnemisele.
Süsinikoksiidid võivad põhjustada kudedes hapnikupuudust, vähendada hemoglobiini toimet veres. Neil on närvi- ja kardiovaskulaarsüsteemile hävitav mõju. Sagedased vaevused, peavalud, õhupuudus, pearinglus, letargia, ärrituvus, unehäired ja paljud muud keha häired on kuidagi seotud keskkonna ökoloogilise seisundiga.
Heitgaasid sisaldavad palju raskemetalle, mis kipuvad kehas settima, kogunedes järk-järgult. Oht on see, et keha räbu tekib inimese jaoks märkamatult ja tulevikus võib see täiesti ootamatult põhjustada tõsise haiguse, eriti registreeritakse inimestel hingamissüsteemi vähktõve juhtumite järsk suurenemine. suurtes linnades seostavad arstid seda pideva meie kopsude mürgiste ainete imendumisega atmosfäärist.
Suure heitgaaside kontsentratsioon siseõhus võib inimesele saatuslikuks saada. Garaažides on olnud palju mürgitusi ja heitgaaside lämbumist, kus nende kogunemine ületas lubatud normi palju.
Kaasaegses maailmas on üldtunnustatud, et sisepõlemismootorite heitgaasid põhjustavad keskkonnale kõige suuremat kahju. Viimasel ajal on ekspertide vastuolulisi arvamusi nende gaaside mõju kohta siiski üha enam kuulda. Meie tavapärase arusaama kohaselt kahjustavad loodust ainult masinad, jättes tagaplaanile generaatorid ja sisseseaded kütmiseks, veevarustuseks ja muudeks vajadusteks. European Journal of Medicine uuringu kohaselt tapab autode heitgaasid igal aastal umbes 40 000 inimest.
Teadlaste viimased avastused on kinnitanud fakti, et umbes 6% kõigist surmajuhtumitest on seotud eririskigrupiga, on lapsed ja eakad inimesed, kelle organism pole veel võimeline mikroskoopilistest kütusemolekulidest kiiresti puhastuma. Kõige selle põhjal seatakse palju kahtluse alla asjaolu, et heitgaasid võivad olla kahjutud. Lõppude lõpuks teab isegi algaja juht, et töötava mootoriga siseruumides viibimine on surmav.
Esimene vingugaas:
1) Lühiajalise mürgituse korral algab silmade, nina ja kurgu limaskestade ärritus. Edasine kokkupuude põhjustab oksendamist ja tõenäoliselt teadvusekaotust. Astma ja emfüseemiga patsientide jaoks võib selline mürgistus jääda viimaseks.
2) Unisus, sellest tulenev väsimus ja teadvusekaotus on ka pikka aega väikesed annused.
3) Hägune nägemine, süvenev pearinglus näitavad selgelt, et kesknärvisüsteem on kahjustatud.
Heitgaaside temperatuur on kogu tekitatud kahju algpõhjus. Fakt on see, et mida kõrgem temperatuur, seda kiiremini moodustuvad põlemissaadused, mis põhjustab heitgaaside ajal kahjulike ainete kontsentratsiooni suurenemist. Üsna sageli diagnoosivad arstid hüpoksia juhtidel, kes on enamasti teel. Nende hulgas on veoautojuhid, taksojuhid, vedajad ja paljud teised.
Kuid kõik pole nii hirmutav, kui võib tunduda. Piisab vaid järgida neid näpunäiteid ja see säästab teie ja teie lähedaste tervist:
1) proovige garaažis või koduterritoori lähedal auto võimalikult vähe töökorras jätta;
2) osta kvaliteetset kütust;
ja te elate erasektoris, siis soovitame aia paigaldamisel teha väike vahe maa ja lõuendi alguse vahele. Kuna heitgaasid on õhust raskemad, pääsevad nad nendesse tühikutesse. Võimaluse korral soovitavad eksperdid muuta aia üks külg läbipaistvaks, mis kiirendab raskete gaaside ventilatsiooni;
4) Paigaldage erinevad diiselgeneraatorid eluruumidest võimalikult kaugele. Töötage välja oma piirkonna gaaside evakueerimise süsteem isegi tugeva tuule korral. Parem on kulutada mõned lisatuhanded kui 4-5 aasta jooksul astmaatiliseks muutuda.
Pidage meeles, et igasugune kütus ja selle aurud on tervisele ohtlikud isegi väljaspool mootoreid või generaatoreid.
diiselmootorid, maht%
Vääveldioksiid tekib heitgaasides, kui lähteaine (diislikütus) sisaldab väävlit. Tabelis esitatud andmete analüüs. 16 näitab, et kõrgeim toksilisus on karburaatori ICE heitgaasidel suurema CO, NO x, C n H m ja teised Diislikütuse sisepõlemismootorid eraldavad suures koguses tahma, mis pole puhtal kujul mürgine. Suure adsorptsioonivõimega tahmaosakesed kannavad aga oma pinnal mürgiste ainete osakesi, sealhulgas kantserogeenseid aineid. Tahma võib õhus pikka aega hõljuda, pikendades seeläbi inimesel mürgiste ainetega kokkupuutumise aega.
Pliiühendeid sisaldava pliibensiini kasutamine põhjustab õhusaastet väga mürgiste pliiühenditega. Umbes 70% etüülvedelikuga bensiinile lisatud pliist satub atmosfääri koos heitgaasidega, millest 30% asetub maapinnale kohe pärast auto väljalasketoru väljumist, 40% jääb atmosfääri. Üks keskmise koormusega veoauto eraldab aastas 2,5–3 kg pliid. Plii kontsentratsioon õhus sõltub selle sisaldusest bensiinis. Väga toksiliste pliiühendite sattumist atmosfääri saab kõrvaldada, asendades pliibensiini pliivaba bensiiniga, mida kasutatakse Venemaa Föderatsioonis ja paljudes Lääne-Euroopa riikides.
Sisepõlemismootori heitgaaside koostis sõltub mootori töörežiimist. Bensiiniga töötavas mootoris on ebakindlates tingimustes (kiirendus, pidurdamine) segamise protsessid häiritud, mis aitab kaasa mürgiste toodete suurema vabanemisele. Sisepõlemismootori heitgaaside koostise sõltuvus liigse õhu suhtest on näidatud joonisel fig. 77, aga... Põlevsegu uuesti rikastamine liigõhu suhtele a = 0,6–0,95 kiirendusrežiimis toob kaasa põlemata kütuse ja selle mittetäieliku põlemise saaduste suurenemise.
Diiselmootorites muutub koormuse vähenemisega põleva segu koostis lahjemaks, seetõttu väheneb madala koormuse korral heitgaasides mürgiste komponentide sisaldus (joonis 77, b). CO ja C sisaldus n H m suureneb maksimaalse koormusega töötamisel.
Heitgaaside osana atmosfääri sattuvate kahjulike ainete hulk sõltub sõidukite üldisest tehnilisest seisukorrast ja eriti mootorist - suurima reostuse allikast. Niisiis, kui karburaatori reguleerimist rikutakse, suureneb CO-heide 4-5 korda.
Mootori vananedes suurenevad selle heitkogused kõigi omaduste halvenemise tõttu. Kui kolvirõngad kuluvad, suureneb läbimurre nende kaudu. Väljalaskeklapi lekked võivad olla peamine süsivesinike heitmete allikas.
Karburaadiga mootorite heitmeid mõjutavad töö- ja konstruktsiooniomadused hõlmavad järgmisi parameetreid:
3) kiirus;
4) pöördemomendi juhtimine;
5) süsiniku sadestuste moodustumine põlemiskambris;
6) pinna temperatuur;
7) heitgaasi vasturõhk;
8) klapi kattumine;
9) rõhk sisselaskekollektoris;
10) pinna ja mahu suhe;
11) silindri töömaht;
12) tihendusaste;
13) heitgaaside ringlus;
14) põlemiskambri kujundus;
15) kolvi käigu ja silindriava suhe.
Eritavate saasteainete hulga vähendamine saavutatakse tänapäevastes autodes optimaalsete disainilahenduste, kõigi mootori elementide täpse reguleerimise, optimaalsete sõidurežiimide valimise ja kvaliteetsema kütuse kasutamise abil. Auto sõidurežiime saab juhtida auto salongi paigaldatud arvuti abil.
Töö- ja konstruktsiooniparameetrid, mis mõjutavad segu survestamisel süttinud mootorite heitkoguseid, hõlmavad järgmisi omadusi:
1) liigse õhu suhe;
2) süstimine;
3) sissetuleva õhu temperatuur;
4) kütuse koostis (sh lisandid);
5) turbolaadimine;
6) õhuturbulentsus;
7) põlemiskambri kujundus;
8) düüsi ja joa omadused;
9) heitgaaside ringlus;
10) karteri ventilatsioonisüsteem.
Turboülelaadimine suurendab tsükli temperatuuri ja seeläbi intensiivistab oksüdatiivseid reaktsioone. Need tegurid põhjustavad süsivesinike heitkoguste vähenemist. Tsüklitemperatuuri vähendamiseks ja seeläbi NOx heitmete vähendamiseks võib koos turbolaadimisega kasutada ka jahutust.
Üks paljulubavamaid viise karburaatorimootorite toksiliste ainete heitmete vähendamiseks on heitmete välise summutamise meetodite kasutamine, s.t. pärast nende lahkumist põlemiskambrist. Nende seadmete hulka kuuluvad termilised ja katalüütilised reaktorid.
Termoreaktorite kasutamise eesmärk on süsivesinike ja süsinikmonooksiidi täiendav oksüdeerimine mittekatalüütiliste homogeensete gaasireaktsioonide kaudu. Need seadmed on mõeldud oksüdeerimiseks, nii et need ei eemalda lämmastikoksiide. Sellistes reaktorites hoitakse heitgaasi kõrgendatud temperatuuri (kuni 900 ° C) eeloksüdatsiooniaja jooksul (keskmiselt kuni 100 ms), nii et oksüdeerumisreaktsioonid jätkuvad heitgaasides pärast balloonist lahkumist.
Katalüütilised reaktorid on paigaldatud heitgaasisüsteemi, mis on mootorist sageli mõnevõrra eemal ja mida kasutatakse sõltuvalt konstruktsioonist mitte ainult süsivesinike ja CO, vaid ka lämmastikoksiidide eemaldamiseks. Autod kasutavad süsivesinike ja CO oksüdeerimiseks selliseid katalüsaatoreid nagu plaatina ja pallaadium. Lämmastikoksiidide sisalduse vähendamiseks kasutatakse katalüsaatorina roodiumi. Väärismetalle kasutatakse reeglina ainult 2–4 g. Aluselised metallkatalüsaatorid võivad alkoholikütuste kasutamisel olla tõhusad, kuid nende katalüütiline aktiivsus väheneb traditsiooniliste süsivesinikkütuste kasutamisel kiiresti. Kasutatakse kahte tüüpi katalüsaatorikandjaid: tabletid (γ-alumiiniumoksiid) või monoliidid (kordieriit või korrosioonikindel teras). Kanderit kasutatakse kandjana enne katalüütilise metalli sadestamist γ-alumiiniumoksiidiga.
Katalüüsmuundurid koosnevad struktuurilt sisend- ja väljundseadmetest, mis toimivad neutraliseeritud gaasi tarnimiseks ja väljundiks, korpusest ja sellesse suletud reaktorist, mis on aktiivne tsoon, kus toimuvad katalüütilised reaktsioonid. Neutraliseeriv reaktor töötab suurte temperatuurierinevuste, vibratsioonikoormuse ja agressiivse keskkonna tingimustes. Heitgaaside tõhusa puhastamise tagamiseks ei tohiks neutraliseerija töökindluse poolest olla madalam mootori põhikomponentidest ja sõlmedest.
Diiselmootori muundur on näidatud joonisel fig. 78. Neutralisaatori konstruktsioon on telgsümmeetriline ja näeb välja nagu "toru torus". Reaktor koosneb välistest ja sisemistest perforeeritud võredest, mille vahele asetatakse granuleeritud plaatinakatalüsaatori kiht.
Neutralisaatori eesmärk on sügav (vähemalt
90 mahuprotsenti) CO ja süsivesinike oksüdeerimine laias temperatuurivahemikus (250 ... 800 ° C) niiskuse, väävli ja pliiühendite juuresolekul. Seda tüüpi katalüsaatoreid iseloomustavad efektiivse töö alguse madalad temperatuurid, kõrge termiline stabiilsus, vastupidavus ja võime stabiilselt töötada suurte gaasivooluhulkade juures. Seda tüüpi neutralisaatori peamine puudus on selle kõrge hind.
Katalüütilise oksüdeerumise normaalseks toimumiseks vajavad oksüdeerivad katalüsaatorid hapnikku ja redutseerivad katalüsaatorid CO, C n H m või H2. Katalüütilise oksüdatsiooni-redutseerimise tüüpilised süsteemid ja reaktsioonid on näidatud joonisel fig. 79. Sõltuvalt katalüsaatori selektiivsusest võib lämmastikoksiidide redutseerimisel moodustada teatud koguse ammoniaaki, mis seejärel oksüdeeritakse uuesti NO-ks, mis viib NO-de hävitamise efektiivsuse vähenemiseni x.
Väävelhape võib olla väga ebasoovitav vaheühend. Peaaegu stöhhiomeetrilise segu korral eksisteerivad koos nii heitgaasides oksüdeerivad kui ka redutseerivad koostisosad.
Katalüsaatorite efektiivsust saab vähendada metalliühendite juuresolekul, mis võivad sattuda heitgaasidesse kütusest, määrdeainetest ja ka metallide kulumisest. Seda nähtust tuntakse katalüsaatorimürgitusena. Tetraetüülplii antiknock-lisandid vähendavad eriti oluliselt katalüsaatori aktiivsust.
Lisaks mootorite heitgaaside katalüütilistele ja termo muunduritele kasutatakse ka vedeliku muundureid. Vedelate neutralisaatorite tööpõhimõte põhineb gaaside toksiliste komponentide lahustumisel või keemilisel koostoimel, kui need lastakse läbi kindla koostisega vedeliku: vesi, naatriumsulfiidi vesilahus, naatriumvesinikkarbonaadi vesilahus. Diiselmootori heitgaaside läbimise tagajärjel väheneb aldehüüdide emissioon umbes 50%, tahma - 60–80%, benso (a) püreeni sisaldus väheneb veidi. Vedelikumuundurite peamisteks puudusteks on nende suured mõõtmed ja enamiku heitgaasikomponentide ebapiisavalt kõrge puhastusaste.
Busside ja veoautode efektiivsuse suurendamine saavutatakse peamiselt diiselmootoriga sisepõlemismootorite abil. Neil on bensiini sisepõlemismootoritega võrreldes keskkonnaalased eelised, kuna nende kütusekulu on 25–30% väiksem; lisaks on diislikütuse sisepõlemismootori heitgaaside koostis vähem toksiline.
Sõidukite heitkoguste õhusaaste hindamiseks on kindlaks määratud gaasiheitmete konkreetsed väärtused. Erinevate olukordade jaoks atmosfääri paisatavate sõidukite heitkoguste arvutamiseks on olemas meetodid, mis põhinevad eriheitel ja autode arvul.
Mürgiste ainete - mittetäieliku põlemise ja lämmastikoksiidide produktide moodustumine mootori silindris põlemise ajal toimub põhimõtteliselt erineval viisil. Esimest toksiliste ainete rühma seostatakse kütuse oksüdeerumise keemiliste reaktsioonidega, mis toimuvad nii leegi eelsel perioodil kui ka põlemisprotsessis - paisumisel. Teine toksiliste ainete rühm moodustub lämmastiku ja liigse hapniku ühendamisel põlemisproduktides. Lämmastikoksiidide moodustumise reaktsioon on termilise iseloomuga ega ole otseselt seotud kütuse oksüdatsioonireaktsioonidega. Seetõttu on soovitatav kaaluda nende mürgiste ainete moodustumise mehhanismi eraldi.
Sõiduki peamised mürgised heitkogused on: heitgaas (heitgaas), õhkgaas ja kütuseaurud. Mootori heitgaasid sisaldavad süsinikmonooksiidi (CO), süsivesinikke (C X H Y), lämmastikoksiide (NO X), aldehüüde ja tahma. Karterigaasid on osa heitgaasidest, mis on kolvirõngaste lekete kaudu tunginud mootori karterisse koos mootoriõli aurudega. Kütuse aurud satuvad keskkonda mootori elektrisüsteemist: liigendid, voolikud jne. Karburaatormootori peamiste heitkomponentide jaotus on järgmine: heitgaasid sisaldavad 95% CO, 55% CX HY ja 98% NO X, karterigaasid - 5% CX HY, 2% NO X ja kütuseaurud - üles kuni 40% C X HY. Üldiselt võivad mootorite heitgaasid sisaldada järgmisi mittetoksilisi ja mürgiseid komponente: O, O 2, O 3, C, CO, CO 2, CH 4, C n H m, C n H m O, NO, NO2, N, N2, NH3, HN03, HCN, H, H2, OH, H20.
Kahjulikke mürgiseid heitmeid saab jagada reguleeritud ja reguleerimata. Nad toimivad inimkehale erineval viisil. Kahjulikud mürgised heited: CO, NO X, C X H Y, R X CHO, SO 2, tahm, suits. CO (süsinikmonooksiid)- see gaas on värvitu ja lõhnatu, õhust kergem. Moodustub kolvi pinnale ja silindri seinale, mille aktiveerumist ei toimu seina intensiivse soojuse eemaldamise, kütuse halva pihustamise ja süsinikdioksiidi dissotsieerumise tõttu CO ja O 2 kõrgel temperatuuril.
NO X (lämmastikoksiidid) On kõige mürgisem heitgaas.
N on tavatingimustes inertgaas. Reageerib kõrgel temperatuuril aktiivselt hapnikuga.
Heitgaaside emissioon sõltub ümbritsevast temperatuurist. Mida suurem on mootori koormus, seda kõrgem on temperatuur põlemiskambris ja vastavalt suureneb lämmastikoksiidide heide.
Vesinik (C x H y)- etaan, metaan, benseen, atsetüleen ja muud mürgised elemendid. Heitgaasid sisaldavad umbes 200 erinevat tüüpi vesinikku.
Diiselmootorites moodustub põlemiskambris heterogeense segu tõttu C x H y, s.t. leek kustutatakse väga rikkalikus segus, kus vale turbulentsi, madala temperatuuri, kehva pihustamise tõttu pole piisavalt õhku.
Sisepõlemismootor kiirendab tühikäigul kehva turbulentsi ja vähendatud põlemiskiiruse tõttu rohkem C x H y.
Suitsu- läbipaistmatu gaas. Suits võib olla valge, sinine, must. Värvus sõltub heitgaasi olekust.
Valge ja sinine suits- kütusetilga segu mikroskoopilise aurukogusega; moodustunud mittetäieliku põlemise ja järgneva kondenseerumise tõttu.
Valge suits moodustub siis, kui mootor on külm ja kaob siis kuumuse mõjul. Valge suitsu ja sinise vahe määratakse tilga suuruse järgi: kui tilga läbimõõt on suurem kui sinise lainepikkus, siis silm tajub suitsu valgena.
Sinine suits tuleb õlist. Suitsu olemasolu näitab, et temperatuur on kütuse täielikuks põlemiseks ebapiisav. Must suits koosneb tahmast. Suits mõjutab negatiivselt inimese keha, loomi ja taimestikku.
Tahm- on vormitu keha, millel puudub kristallvõre; diiselmootori heitgaasis koosneb tahm määratlemata osakestest mõõtmetega 0,3 ... 100 mikronit.
Tahma tekkimise põhjuseks on see, et diiselmootori silindris on energiaolud piisavad kütuse molekuli täielikuks hävitamiseks. Kergemad vesiniku aatomid difundeeruvad hapnikurikkaks kihiks, reageerivad sellega ja isoleerivad justkui süsivesiniku aatomid kokkupuutest hapnikuga. Tahma moodustumine sõltub temperatuurist, põlemiskambri rõhust, kütuse tüübist, kütuse ja õhu suhtest.
SO 2 (vääveloksiid)- tekib mootori töötamise ajal väävelõlist saadud kütusest (eriti diiselmootorites); need heitkogused ärritavad silmi ja hingamissüsteemi. SO 2, H 2 S - taimestikule väga ohtlik.
Venemaa Föderatsiooni peamine õhusaasteaine plii on praegu pliibensiini kasutavad sõidukid: erinevate hinnangute kohaselt 70–87% plii üldemissioonist. PLO (plioksiidid)- esinevad karburaatorimootorite heitgaasis pliibensiini kasutamisel. Ühe tonni pliibensiini põletamisel eraldub atmosfääri umbes 0,5 ... 0,85 kg pliioksiide. Esialgsete andmete kohaselt on sõidukite heitkogustest põhjustatud pliireostuse probleem muutumas märkimisväärseks linnades, kus elab üle 100 000 inimese, ja tiheda liiklusega maanteede ääres. Maanteetranspordi pliireostuse vastu võitlemiseks on radikaalne meetod pliibensiini kasutamise vältimine.
Aldehüüdid (R x CHO)- tekivad siis, kui kütust põletatakse madalatel temperatuuridel või segu on väga lahja, samuti õhukese õlikihi oksüdeerumise tõttu silindri seinas. Kui kütust kõrgel temperatuuril põletatakse, kaovad need aldehüüdid.
Õhusaaste läbib kolme kanalit: 1) väljalasketoru kaudu eralduvad heitgaasid (65%); 2) õhugaasid (20%); 3) süsivesinikud kütuse aurustumise tagajärjel paagist, karburaatorist ja torujuhtmetest (15%).
Liikluse aurud
Euroopa Liidus sõltub kahjulike ainete lubatud sisaldus heitgaasis auto vanusest. Kui auto tootmisaasta on varasem kui 1978. aasta, siis fikseeritud piiranguid ei ole, on ainult üks nõue, et väljalasketorust ei tuleks nähtavat suitsu. Kui autot toodetakse aastatel 1979-1986, siis tühikäigul mõõdetuna on selle poolt eralduvate kahjulike ainete piirnorm järgmine: CO - alla 4,5%, CH - 100 ppm. Hapniku sisaldus peab olema alla 5%. Viimast kasutatakse tavaliselt kinnitamaks, et CO taseme vähendamiseks pole sõiduki süsteemidega midagi ebaseaduslikku tehtud. Aastatel 1986–1990 muutusid nõudmised enamikus riikides kõrgemaks: CO - 3,5%, CH - 600 ppm. Alates 1991. aastast on katalüsaatoriga varustatud sõidukitele kehtestatud uued eeskirjad. Nüüd mõõdetakse auto kahjulike heitmete taset kahel viisil: tühikäigul ja 2500 mootori pööretel. Katalüütilise järelpõleti abil on kahjulike heitmete taset oluliselt vähendatud, seetõttu on vähendatud ka heitkoguste piirnorme. Tühikäigul peaks CO tase olema mitte üle 0,5% ja CH mitte üle 100 ppm. Samal ajal arvutatakse nn üleliigne õhutegur alfa matemaatiliselt ja see peaks olema vahemikus 0,91 - 1,03. Samuti peaks hapnikutase olema alla 0,5% ja CO 2 võrdlustase alla 16.
Uute autode omanikel pole probleeme oma sõidukite kasutamiseks loa saamisega. Ehkki näiteks Soomes on sõiduauto keskmine vanus 10,5 aastat. Kuid kui autol on märkimisväärne läbisõit ja vanus, võib selle heitgaasitesti läbimisel remonti saata.
Väga sageli ilmnevad need probleemid vanemates autodes, kui mootoril on juba märkimisväärne läbisõit ja see on kaotanud oma endise võimsuse. Sageli ei märka omanikud, et nende auto on juba võimsuse kaotanud.
Autode heitgaaside kogus
Määrab peamiselt sõidukite massiline kütusekulu. Kaugtarbimine on standardiseeritud ja tavaliselt näitavad tootjad (üks tarbija omadusi). Summutist väljuvate heitgaaside kogumahu suhtes saab sellisest joonisest lähtuda umbes ühest - üks liitrit põlenud bensiini tekitab umbes 16 kuupmeetrit või 16 000 liitrit mitmesuguste gaaside segu. Nende andmete põhjal on võimalik hinnata atmosfääri paisatavate kahjulike lisandite ligikaudset hulka, kuid siin on väike probleem. Erinevate eralduvate gaaside kogust saame kindlaks teha ainult siis, kui teatud kogus liitreid kütust põletatakse, kuid mitte mingil juhul ühe heitgaasiga ja veelgi enam teatud aja jooksul (tund, päev, kuu jne). Seetõttu ei saa me põhimõtteliselt hinnata tunnis atmosfääri paisatavate gaaside hulka. Kusagil pole kindlaks tehtud, et kõik autod sõidavad päevas kindla arvu kilomeetreid sama kiirusega. Ja keskmise arvu otsimine tähendab enese petmist, sest andmed võivad olla mitte ainult väga ligikaudsed, vaid täiesti ekslikud.
Tabel 1. Erinevate kaubamärkide autode kütusekulu
K - karburaatori mootor
i - sissepritsega mootor
D - diiselmootor
bensiini tihedus temperatuuril + 20 ° C on vahemikus 0,69 kuni 0,81 g / cm3
diislikütuse tihedus temperatuuril + 20 ° C vastavalt standardile GOST 305-82 mitte rohkem kui 0,86 g / cm3
Tabel 2. Sõidukite heitgaaside koostis
Heitgaasid (või heitgaasid) - sisepõlemismootori peamine toksiliste ainete allikas - on mitmesuguste erinevate keemiliste ja füüsikaliste omadustega gaasiliste ainete heterogeenne segu, mis koosneb mootorist pärineva kütuse täieliku ja mittetäieliku põlemise saadustest. silindrid oma heitgaasisüsteemi. Oma koostises sisaldavad need umbes 300 ainet, millest enamik on mürgised. Mootori heitgaaside peamised mürgised komponendid on süsinikoksiidid, lämmastikoksiidid ja süsivesinikud. Lisaks satuvad atmosfääri heitgaasidega küllastunud ja küllastumata süsivesinikud, aldehüüdid, kantserogeensed ained, tahm ja muud komponendid. Heitgaaside ligikaudne koostis on esitatud tabelis 1: kui mootor töötab pliibensiinil, sisaldab heitgaas pliid ja diiselmootorite puhul on tahma. Proovime nüüd välja selgitada, miks on iga heitgaas ohtlik ja kui palju gaase väljub väljalasketorust.
Süsinikmonooksiid (CO - süsinikmonooksiid)
Läbipaistev, lõhnatu mürgine gaas, õhust kergem, vees halvasti lahustuv. Süsinikmonooksiid on kütuse mittetäieliku põlemise produkt; õhus põleb see sinise leegiga, moodustades süsinikdioksiidi (süsinikdioksiid). Kui selle sisaldus on kõrge, kulutab mootor karterist liiga palju kütust ja õli.
Mootori põlemiskambris moodustub CO kütuse halva pihustamise, külmade leegireaktsioonide, kütuse põlemise ajal hapnikupuudusel ja ka süsinikdioksiidi dissotsieerumise tõttu kõrgel temperatuuril. Sel juhul jätkub CO läbipõlemise protsess väljalasketorus.
Tuleb märkida, et diiselmootorite töötamise ajal on CO kontsentratsioon heitgaasides madal (umbes 0,1-0,2%), seetõttu määratakse CO-kontsentratsioon reeglina bensiinimootoritele. Keskmiselt paiskavad autod liitri bensiini põletamisel õhku umbes 800 liitrit süsinikdioksiidi.
Lämmastikoksiidid (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, edasi - NOx)
Lämmastikoksiidid on heitgaaside üks toksilisemaid komponente. Normaalsetes atmosfääritingimustes on lämmastik väga inertne gaas. Kõrgel rõhul ja eriti temperatuuril reageerib lämmastik aktiivselt hapnikuga. Mootorite heitgaasides moodustab üle 90% NOx üldkogusest lämmastikoksiid NO, mis oksüdeerub heitgaasisüsteemis ja seejärel atmosfääris kergesti dioksiidiks (NO 2).
Lämmastikoksiidid ärritavad silmade, nina limaskesta ja hävitavad inimese kopse, kuna mööda hingamisteid liikudes toimivad nad ülemiste hingamisteede niiskusega, moodustades lämmastik- ja dilämmastikhapped. Reeglina ei avaldu inimkeha mürgitamine NOx-ga kohe, vaid järk-järgult ning neutraliseerivaid aineid pole. Liitrise bensiini põletamisel eraldub väljalasketorust umbes 128 liitrit lämmastikoksiide.
Dilämmastikoksiid (N 2 O - hemoksiid, naerugaas) on meeldiva lõhnaga gaas, lahustume vees hästi. Sellel on narkootiline toime.
NO 2 (dioksiid) on kahvatukollane vedelik, mis osaleb sudu tekkes. Lämmastikdioksiidi kasutatakse raketikütuses oksüdeeriva ainena. Arvatakse, et lämmastikoksiidid on inimkehale umbes 10 korda ohtlikumad kui CO ja kui arvestada sekundaarsete muundumistega, on need 40 korda ohtlikumad.
Lämmastikoksiidid on taimelehtedele ohtlikud. Leiti, et nende otsene toksiline toime taimedele avaldub Noxi kontsentratsioonil õhus vahemikus 0,5–6,0 mg / m 3. Lämmastikhape on süsinikteraseid tugevalt söövitav.
Lämmastikoksiidide emissiooni mõjutab oluliselt temperatuur põlemiskambris. Seega, kui temperatuur tõuseb 2500-lt 2700 K-ni, suureneb reaktsioonikiirus 2,6 korda ja langedes 2500-lt 2300 K-ni kahaneb see 8 korda, s.t. mida kõrgem temperatuur, seda suurem on NOx kontsentratsioon. Varane kütuse sissepritsimine või kõrge survestusrõhk põlemiskambris aitavad kaasa ka NOx moodustumisele. Mida suurem on hapniku kontsentratsioon, seda suurem on lämmastikoksiidide kontsentratsioon.
Süsivesinikud (CnHm - etaan, metaan, etüleen, benseen, propaan, atsetüleen jne)
Süsivesinikud - orgaanilised ühendid, mille molekulid on ehitatud ainult süsiniku- ja vesinikuaatomitest, on mürgised ained. Heitgaasid sisaldavad üle 200 erineva CH, mis on klassifitseeritud alifaatseteks (avatud või suletud ahelatena) ja benseeniks või aromaatseks ringiks. Aromaatsed süsivesinikud sisaldavad molekulis ühte või mitut 6 süsinikuaatomist koosnevat tsüklit, mis on ühendatud lihtsate või kaksiksidemetega (benseen, naftaleen, antratseen jne). Neil on meeldiv lõhn. Selle kogust mõõdetakse tavalistes ühikutes ppm (osade arv miljoni kohta). Nii et isegi väikesel põlemistõhususe suurendamisel võib olla suur mõju põlemistõhususele. Tavaliselt pole ülisuur süsivesinike tase probleem mitte ainult masinaomanikele, vaid ka mehaanikale.
CH esinemine mootorite heitgaasides on seletatav asjaoluga, et segu põlemiskambris on ebaühtlane, seetõttu kustutatakse seintel, uuesti rikastatud tsoonides leek ja katkestatakse ahelreaktsioonid. Süsivesinike hulka heitgaasis mõjutavad mitmed tegurid. Ventiili tihedus, puhtus ja süüte ajastus on kõik võrdselt olulised. Mitte ainult süüte ajastuse reguleerimine, vaid ka tegelik põlemisjõud, kõik põlemist mõjutav on süsivesinike koguse piiramisel heitgaasis väga oluline. Ligikaudne bensiini liitri põletamisel tekkiv süsivesinike kogus on 400–450 liitrit.
Need arvud võivad kedagi hirmutada, kuid mõelgem välja: liitrid on mahumõõt ja neid numbreid ei tohi mingil juhul segi ajada vedelikuga, sest 800 liitrit on vedeliku jaoks üsna suur arv. Ja bensiini jaoks? Gaas on aine, mille molekulid on mitusada ja tuhat korda väiksemad kui nende vaheline kaugus. Kui kujutate ette midagi tihedamat, siis väheneb helitugevus kümneid ja sadu kordi. Ja nüüd ettevaatlikult - 10 km kauguse ületamiseks kulub liiter bensiini, mille põlemisel see maht tekib. Püüame suurema osa illusioonidest hajutada - see pole nii tugev reostus, heitgaaside tekkimise hetkel eraldub lihtsalt ebameeldiv lõhn ja meile tundub, et ümbritseva õhu koostis on dramaatiliselt muutunud. Kuid meie riietele ei jäänud isegi jääke.
