Gazrat e shkarkimit (ose gazrat e shkarkimit) janë burimi kryesor i helmuesve të motorit djegia e brendshmeështë një përzierje heterogjene e substancave të ndryshme të gazta me veti të ndryshme kimike dhe fizike, e përbërë nga produkte të djegies së plotë dhe jo të plotë të karburantit, ajrit të tepërt, aerosoleve dhe mikropapastërtive të ndryshme (si të gazta ashtu edhe në formën e grimcave të lëngshme dhe të ngurta) që vijnë nga motori. cilindrat në sistemin e tij të shkarkimit. Ato përmbajnë rreth 300 substanca, shumica e të cilave janë toksike.
Përbërësit kryesorë toksikë të rregulluar gazrat e shkarkimit motorët janë okside të karbonit, azotit dhe hidrokarbureve. Përveç kësaj, hidrokarburet e ngopura dhe të pangopura, aldehidet, substancat kancerogjene, bloza dhe përbërës të tjerë hyjnë në atmosferë me gazrat e shkarkimit. Përbërja e përafërt.
| Komponentët e gazit të shkarkimit | Përmbajtja sipas vëllimit, % | Toksiciteti | |
|---|---|---|---|
| Motorri | |||
| benzine | naftë | ||
| Azoti | 74,0 - 77,0 | 76,0 - 78,0 | Nr |
| Oksigjen | 0,3 - 8,0 | 2,0 - 18,0 | Nr |
| Avujt e ujit | 3,0 - 5,5 | 0,5 - 4,0 | Nr |
| Dioksid karboni | 5,0 - 12,0 | 1,0 - 10,0 | Nr |
| Oksid karboni | 0,1 - 10,0 | 0,01 - 5,0 | po |
| Hidrokarburet janë jokancerogjene | 0,2 - 3,0 | 0,009 - 0,5 | po |
| Aldehidet | 0 - 0,2 | 0,001 - 0,009 | po |
| Oksidi i squfurit | 0 - 0,002 | 0 - 0,03 | po |
| Blozë, g/m3 | 0 - 0,04 | 0,01 - 1,1 | po |
| Benzopiren, mg/m3 | 0,01 - 0,02 | deri në 0.01 | po |
Kur një motor punon me benzinë me plumb, plumbi është i pranishëm në gazrat e shkarkimit, dhe për motorët që punojnë me naftë, bloza është e pranishme.
Monoksidi i karbonit (CO - monoksidi i karbonit)
Një gaz helmues transparent, pa erë, pak më i lehtë se ajri, pak i tretshëm në ujë. Monoksidi i karbonit është një produkt i djegies jo të plotë të karburantit, ai digjet me një flakë blu në ajër për të formuar dioksid karboni (dioksid karboni). Në dhomën e djegies së motorit, CO formohet për shkak të atomizimit të dobët të karburantit, si rezultat i reaksioneve me flakë të ftohtë, gjatë djegies së karburantit me mungesë oksigjeni, si dhe për shkak të shpërbërjes së dioksidit të karbonit në temperatura të larta. Gjatë djegies së mëvonshme pas ndezjes (pas majës qendra e vdekur, gjatë goditjes së zgjerimit), djegia e monoksidit të karbonit është e mundur në prani të oksigjenit për të formuar dioksid. Në këtë rast, procesi i djegies së CO vazhdon në tubacionin e shkarkimit. Duhet të theksohet se kur përdorni motorë me naftë, përqendrimi i CO në gazrat e shkarkimit është i vogël (afërsisht 0,1 - 0,2%), prandaj, si rregull, përqendrimi i CO përcaktohet për motorët me benzinë.
Oksidet e azotit (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, e tutje NOx)
Oksidet e azotit janë ndër përbërësit më toksikë të gazrave të shkarkimit. Në kushte normale atmosferike, azoti është një gaz shumë inert. Në presione të larta dhe veçanërisht temperatura, azoti reagon në mënyrë aktive me oksigjenin. Në gazrat e shkarkimit të motorit, më shumë se 90% e sasisë totale të NOx është oksid azoti NO, i cili oksidohet lehtësisht në dioksid (NO2) në sistemin e shkarkimit dhe më pas në atmosferë. Oksidet e azotit irritojnë mukozën e syve dhe hundës dhe shkatërrojnë mushkëritë e njeriut, pasi kur lëvizin nëpër traktin respirator ato ndërveprojnë me lagështinë e traktit të sipërm respirator, duke formuar acide nitrik dhe azotik. Si rregull, helmimi me NOx i trupit të njeriut nuk shfaqet menjëherë, por gradualisht, dhe nuk ka agjentë neutralizues.
Oksidi i azotit (hemioksidi N2O, gazi i qeshur) është një gaz me erë të këndshme, shumë i tretshëm në ujë. Ka një efekt narkotik.
NO2 (dioksidi) është një lëng i verdhë i zbehtë i përfshirë në formimin e smogut. Dioksidi i azotit përdoret si një oksidues në karburantin e raketave. Besohet se oksidet e azotit janë afërsisht 10 herë më të rrezikshme se CO për trupin e njeriut dhe 40 herë më të rrezikshme kur merren parasysh transformimet dytësore. Oksidet e azotit paraqesin rrezik për gjethet e bimëve. Është vërtetuar se efekti i tyre i drejtpërdrejtë toksik në bimë ndodh në përqendrimet e NOx në ajër brenda intervalit 0,5 - 6,0 mg/m3. Acidi nitrik është shumë gërryes ndaj çeliqeve të karbonit. Sasia e emetimeve të oksidit të azotit ndikohet ndjeshëm nga temperatura në dhomën e djegies. Kështu, kur temperatura rritet nga 2500 në 2700 K, shpejtësia e reaksionit rritet me 2,6 herë, dhe kur zvogëlohet nga 2500 në 2300 K, zvogëlohet për 8 herë, d.m.th. sa më e lartë të jetë temperatura, aq më i lartë është përqendrimi i NOx. Injektimi i hershëm i karburantit ose shtypje e lartë ngjeshja në dhomën e djegies kontribuon gjithashtu në formimin e NOx. Sa më i lartë të jetë përqendrimi i oksigjenit, aq më i lartë është përqendrimi i oksideve të azotit.
Hidrokarburet (etani CnHm, metan, etilen, benzen, propan, acetilen, etj.)
Hidrokarburet janë komponime organike, molekulat e të cilave janë ndërtuar vetëm nga atomet e karbonit dhe hidrogjenit, janë substanca toksike. Gazrat e shkarkimit përmbajnë më shumë se 200 CH të ndryshme, të cilat ndahen në alifatike (zinxhir të hapur ose të mbyllur) dhe ato që përmbajnë një unazë benzen ose aromatike. Hidrokarburet aromatike përmbajnë në një molekulë një ose disa cikle prej 6 atomesh karboni të lidhura me njëri-tjetrin me lidhje të thjeshta ose të dyfishta (benzen, naftalinë, antracen, etj.). Ata kanë një erë të këndshme. Prania e CH në gazrat e shkarkimit të motorëve shpjegohet me faktin se përzierja në dhomën e djegies është heterogjene, prandaj, në mure, në zonat e pasuruara tepër, flaka shuhet dhe reaksionet zinxhirore janë thyer jo plotësisht djegur CH, emetuar me gazrat e shkarkimit dhe që përfaqëson një përzierje prej disa qindra komponimet kimike, kanë ERE e keqe. CH janë shkaktarë të shumë sëmundjeve kronike. Avujt e benzinës, të cilat janë hidrokarbure, janë gjithashtu toksikë. Përqendrimi mesatar ditor i lejuar i avullit të benzinës është 1.5 mg/m3. Përmbajtja e CH në gazrat e shkarkimit rritet gjatë mbytjes, kur motori funksionon në modalitete të boshtit të detyruar (ISR, për shembull, gjatë frenimit të motorit). Kur motori funksionon në mënyrat e treguara, procesi i formimit të përzierjes (përzierja e ngarkesës së karburantit-ajrit) përkeqësohet, shkalla e djegies zvogëlohet, ndezja përkeqësohet dhe, si rezultat, ndodhin ndezje të shpeshta. Lëshimi i CH shkaktohet nga djegia jo e plotë pranë mureve të ftohta, nëse deri në fund të djegies ka vende me mungesë të fortë lokale ajri, atomizim të pamjaftueshëm të karburantit, me rrotullim të pakënaqshëm të ngarkesës së ajrit dhe temperatura të ulëta (për shembull, modaliteti boshe ). Hidrokarburet formohen në zona të pasuruara tepër, ku aksesi i oksigjenit është i kufizuar, si dhe pranë mureve relativisht të ftohta të dhomës së djegies. Ata luajnë një rol aktiv në edukimin biologjik substancave aktive, duke shkaktuar acarim të syve, fytit, hundës dhe sëmundjeve të tyre dhe duke shkaktuar dëme në florën dhe faunën.
Përbërjet e hidrokarbureve kanë një efekt narkotik në sistemin nervor qendror dhe mund të shkaktojnë sëmundje kronike, dhe disa CH aromatike kanë veti helmuese. Hidrokarburet (olefinat) dhe oksidet e azotit kontribuojnë në mënyrë aktive në formimin e smogut në kushte të caktuara meteorologjike.
Smogu nga tymrat e shkarkimit.
Smogu (nga tymi i tymit dhe mjegulla - mjegulla) është një mjegull helmuese e formuar në shtresën e poshtme të atmosferës, e ndotur me substanca të dëmshme nga ndërmarrjet industriale, gazrat e shkarkimit nga automjetet dhe instalimet që prodhojnë nxehtësi në kushte të pafavorshme të motit. Është një aerosol i përbërë nga tymi, mjegulla, pluhuri, grimcat e blozës dhe pikat e lëngshme (në një atmosferë të lagësht). Ndodh në atmosferën e qyteteve industriale në kushte të caktuara meteorologjike. Gazrat e dëmshëm që hyjnë në atmosferë reagojnë me njëri-tjetrin dhe formojnë komponime të reja, duke përfshirë toksike. Në atmosferë ndodhin reaksione të fotosintezës, oksidimit, reduktimit, polimerizimit, kondensimit, katalizimit etj. Si rezultat i proceseve komplekse fotokimike të stimuluara nga rrezatimi ultravjollcë nga Dielli, fotooksidantët (agjentët oksidues) formohen nga oksidet e azotit, hidrokarburet, aldehidet dhe substanca të tjera.
Përqendrimet e ulëta të NO2 mund të krijojnë sasi të mëdha të oksigjenit atomik, i cili nga ana tjetër formon ozonin dhe përsëri reagon me ndotësit e ajrit. Prania e formaldehidit, aldehideve më të larta dhe komponimeve të tjera hidrokarbure në atmosferë gjithashtu kontribuon, së bashku me ozonin, në formimin e përbërjeve të reja të peroksidit. Produktet e shpërbërjes ndërveprojnë me olefinat, duke formuar komponime toksike hidroperokside. Kur përqendrimi i tyre është më shumë se 0,2 mg/m3, kondensimi i avullit të ujit ndodh në formën e pikave të vogla të mjegullës me veti toksike. Numri i tyre varet nga stina e vitit, koha e ditës dhe faktorë të tjerë. Në mot të nxehtë dhe të thatë, smogu vërehet në formën e një velloje të verdhë (ngjyrën e jep dioksidi i azotit NO2 i pranishëm në ajër, pika të lëngut të verdhë). Smogu shkakton acarim të mukozave, veçanërisht të syve, dhe mund të shkaktojë dhimbje koke, ënjtje, hemorragji dhe komplikime të sëmundjeve të rrugëve të frymëmarrjes. Redukton dukshmërinë në rrugë, duke rritur kështu numrin e aksidenteve në trafik. Rreziku i smogut për jetën e njeriut është i madh. Për shembull, smogu i Londrës i vitit 1952 quhet një fatkeqësi, pasi rreth 4 mijë njerëz vdiqën nga smogu në 4 ditë. Prania e klorurit, azotit, komponimeve të squfurit dhe pikave të ujit në atmosferë kontribuon në formimin e përbërjeve të forta toksike dhe avujve acidë, të cilët kanë një efekt të dëmshëm mbi bimët, si dhe në ndërtesa, veçanërisht në monumentet historike të bëra prej guri gëlqeror. Natyra e smogut është e ndryshme. Për shembull, në Nju Jork, formimi i smogut lehtësohet nga reagimi i komponimeve të fluorit dhe klorurit me pikat e ujit; në Londër prania e avujve të acideve sulfurik dhe sulfurit; në Los Anxhelos (Kaliforni ose smog fotokimik) prania e oksideve të azotit dhe hidrokarbureve në atmosferë; në Japoni - prania e grimcave të blozës dhe pluhurit në atmosferë.
motorët me naftë, vol.%
Dioksidi i squfurit formohet në gazrat e shkarkimit kur squfuri përmbahet në karburantin origjinal (karburant dizel). Analiza e të dhënave të dhëna në tabelë. 16 tregon se shkarkimi është më toksiku motorët me djegie të brendshme me karburator për shkak të emetimeve më të larta të CO, NO x, C n H m etj Motorët me djegie të brendshme me naftë lëshojnë sasi të mëdha blozë, e cila formë e pastër jo toksike. Megjithatë, grimcat e blozës, që kanë një kapacitet të lartë absorbues, mbajnë në sipërfaqen e tyre grimca të substancave toksike, përfshirë ato kancerogjene. Bloza mund të qëndrojë e pezulluar në ajër për një kohë të gjatë, duke rritur kështu kohën e ekspozimit të një personi ndaj substancave toksike.
Përdorimi i benzinës me plumb, e cila përmban komponime plumbi, shkakton ndotje të ajrit atmosferik me komponime shumë toksike të plumbit. Rreth 70% e plumbit të shtuar në benzinë me lëng etil hyn në atmosferë me gazrat e shkarkimit, nga të cilat 30% vendoset në tokë menjëherë pas prerjes. tub i shkarkimit makinë, 40% mbetet në atmosferë. Një kamion me ngarkesë mesatare lëshon 2,5–3 kg plumb në vit. Përqendrimi i plumbit në ajër varet nga përmbajtja e tij në benzinë. Ju mund të eliminoni hyrjen e përbërjeve shumë toksike të plumbit në atmosferë duke zëvendësuar benzinën me plumb me benzinë pa plumb, e cila përdoret në Federata Ruse dhe një sërë vendesh të Evropës Perëndimore.
Përbërja e gazrave të shkarkimit të motorit me djegie varet nga mënyra e funksionimit të motorit. Në një motor që funksionon me benzinë, në kushte të paqëndrueshme (përshpejtim, frenim), proceset e formimit të përzierjes ndërpriten, gjë që kontribuon në një rritje të çlirimit të produkteve toksike. Varësia e përbërjes së gazit të shkarkimit të motorit me djegie nga raporti i ajrit të tepërt është treguar në Fig. 77, A. Ri-pasurimi i përzierjes së djegshme në një koeficient të tepërt të ajrit a = 0,6-0,95 gjatë modalitetit të nxitimit çon në një rritje të emetimit të karburantit të padjegur dhe produkteve të djegies së tij jo të plotë.
Në motorët me naftë, ndërsa ngarkesa zvogëlohet, përbërja e përzierjes së djegshme bëhet më e dobët, prandaj përmbajtja e përbërësve toksikë në gazrat e shkarkimit me ngarkesë të ulët zvogëlohet (Fig. 77, b). Përmbajtja e CO dhe C n N m rritet kur funksionon me ngarkesë maksimale.
Sasia e substancave të dëmshme që hyjnë në atmosferë si pjesë e gazrave të shkarkimit varet nga gjendja e përgjithshme teknike e automjeteve dhe veçanërisht nga motori - burimi i ndotjes më të madhe. Kështu, nëse rregullimi i karburatorit shkelet, emetimet e CO rriten me 4-5 herë.
Ndërsa motori plaket, emetimet e tij rriten për shkak të përkeqësimit të të gjitha karakteristikave. Kur vishet unaza pistoni përparimi përmes tyre rritet. Rrjedhjet e valvulave të shkarkimit mund të jenë një burim kryesor i emetimeve të hidrokarbureve.
Karakteristikat e funksionimit dhe të projektimit që ndikojnë në emetimet në motorët me karburator përfshijnë si më poshtë:
3) shpejtësia;
4) kontrolli i çift rrotullues;
5) formimi i depozitave të karbonit në dhomën e djegies;
6) temperatura e sipërfaqes;
7) prapashtypja e shkarkimit;
8) mbivendosje e valvulave;
9) presioni në konsum i shumëfishtë;
10) raporti ndërmjet sipërfaqes dhe vëllimit;
11) vëllimi i punës së cilindrit;
12) raporti i kompresimit;
13) riqarkullimi i gazit të shkarkimit;
14) dizajni i dhomës së djegies;
15) marrëdhënia midis goditjes së pistonit dhe diametrit të cilindrit.
Reduktimi i sasisë së ndotësve të emetuar arrihet në makinat moderne përmes përdorimit të zgjidhjeve optimale të projektimit, rregullimit të saktë të të gjithë elementëve të motorit, zgjedhjes së mënyrave optimale të drejtimit dhe përdorimit të më shumë karburantit. Cilesi e larte. Mënyrat e drejtimit të automjetit mund të kontrollohen duke përdorur një kompjuter të instaluar brenda automjetit.
Parametrat operativë dhe të projektimit që ndikojnë në emetimet nga motorët e ndezur me kompresim përfshijnë si më poshtë:
1) koeficienti i ajrit të tepërt;
2) avancimi i injektimit;
3) temperatura e ajrit në hyrje;
4) përbërja e karburantit (përfshirë aditivët);
5) turbocharging;
6) turbulenca e ajrit;
7) dizajni i dhomës së djegies;
8) karakteristikat e hundës dhe rrymës;
9) riqarkullimi i gazit të shkarkimit;
10) sistemi i ventilimit të karterit.
Turbocharging rrit temperaturën e ciklit dhe kështu rrit reaksionet e oksidimit. Këta faktorë çojnë në një reduktim të emetimeve të hidrokarbureve. Për të reduktuar temperaturat e ciklit dhe për të reduktuar kështu emetimet e oksidit të azotit, mund të përdoret ndërftohja së bashku me turbocharging.
Një nga fushat më premtuese për reduktimin e emetimeve toksike nga motorët me karburator është përdorimi i metodave të frenimit të emetimeve të jashtme, d.m.th. pasi dalin nga dhoma e djegies. Pajisjet e tilla përfshijnë reaktorët termikë dhe katalitikë.
Qëllimi i përdorimit të reaktorëve termikë është oksidimi i mëtejshëm i hidrokarbureve dhe monoksidit të karbonit nëpërmjet reaksioneve jo-katalitike homogjene të gazit. Këto pajisje janë krijuar për t'u oksiduar, kështu që ato nuk heqin oksidet e azotit. Reaktorë të tillë mbajnë temperatura të larta të gazit të shkarkimit (deri në 900°C) për një periudhë pas-oksidimi (mesatarisht deri në 100 ms), në mënyrë që reaksionet e oksidimit të vazhdojnë në gazrat e shkarkimit pasi ato të largohen nga cilindri.
Reaktorët katalitikë janë instaluar në sistemi i shkarkimit, i cili shpesh është disi i largët nga motori dhe, në varësi të dizajnit, përdoret për të hequr jo vetëm hidrokarburet dhe CO, por edhe oksidet e azotit. Për automobil Automjeti Katalizatorët si platini dhe paladiumi përdoren për të oksiduar hidrokarburet dhe CO. Rodiumi përdoret si katalizator për të reduktuar oksidet e azotit. Në mënyrë tipike, përdoren vetëm 2-4 g metale fisnike. Katalizatorët e metaleve bazë mund të jenë efektivë kur përdorin lëndë djegëse alkoolike, por aktiviteti i tyre katalitik bie me shpejtësi kur përdorin lëndë djegëse tradicionale hidrokarbure. Përdoren dy lloje katalizatorësh: tableta (γ-alumin) ose monolite (kordierite ose çeliku rezistent ndaj korrozionit). Kordieriti, kur përdoret si mbështetje, lyhet me γ-alumin para aplikimit të metalit katalitik.
Konvertuesit katalitikë përbëhen strukturisht nga pajisje hyrëse dhe dalëse që shërbejnë për furnizimin dhe nxjerrjen e gazit të neutralizuar, një strehë dhe një reaktor të mbyllur në të, i cili është zona aktive ku zhvillohen reaksionet katalitike. Reaktori neutralizues funksionon në kushte të ndryshimeve të mëdha të temperaturës, ngarkesave të dridhjeve dhe mjediseve agresive. Duke siguruar pastrim efektiv të gazrave të shkarkimit, neutralizuesi nuk duhet të jetë inferior në besueshmëri ndaj përbërësve dhe asambleve kryesore të motorit.
Konvertuesi për një motor nafte është paraqitur në Fig. 78. Dizajni i neutralizatorit është bosht-simmetrik dhe ka pamjen e një "tub në një tub". Reaktori përbëhet nga rrjeta me vrima të jashtme dhe të brendshme, ndërmjet të cilave vendoset një shtresë katalizatori platini të grimcuar.
Qëllimi i neutralizuesit është të thellojë (të paktën
90 vol%) oksidimi i CO dhe hidrokarbureve në një gamë të gjerë temperaturash (250...800°C) në prani të lagështisë, squfurit dhe përbërjeve të plumbit. Katalizatorët e këtij lloji karakterizohen nga temperatura të ulëta fillestare punë efikase, rezistencë e lartë ndaj nxehtësisë, qëndrueshmëri dhe aftësi për të operuar në mënyrë të qëndrueshme me shpejtësi të lartë të rrjedhës së gazit. Disavantazhi kryesor i këtij lloji të neutralizuesit është kostoja e tij e lartë.
Në mënyrë që oksidimi katalitik të ndodhë normalisht, katalizatorët oksidues kërkojnë një sasi të caktuar oksigjeni, dhe katalizatorët reduktues kërkojnë një sasi të caktuar të CO, C. n N m ose H 2. Sistemet tipike dhe reaksionet e oksidimit-reduktimit katalitik janë paraqitur në Fig. 79. Në varësi të selektivitetit të katalizatorit, disa amoniak mund të formohen gjatë reduktimit të oksideve të azotit, i cili më pas oksidohet përsëri në NO, duke rezultuar në një ulje të efikasitetit të shkatërrimit të NO x.
Një produkt i ndërmjetëm jashtëzakonisht i padëshirueshëm mund të jetë acidi sulfurik. Për një përzierje pothuajse stekiometrike, si përbërësit oksidues ashtu edhe ato reduktues bashkëjetojnë në gazrat e shkarkimit.
Efektiviteti i katalizatorëve mund të zvogëlohet në prani të komponimeve metalike që mund të hyjnë në gazrat e shkarkimit nga karburanti, aditivët lubrifikues dhe gjithashtu për shkak të konsumit të metaleve. Ky fenomen njihet si helmimi me katalizator. Aditivët antiknock të plumbit tetraetil reduktojnë veçanërisht ndjeshëm aktivitetin e katalizatorit.
Përveç konvertuesve katalitikë dhe termikë për gazrat e shkarkimit të motorit, përdoren edhe konvertuesit e lëngshëm. Parimi i funksionimit të neutralizuesve të lëngshëm bazohet në shpërbërjen ose ndërveprimin kimik të përbërësve të gazit toksik kur i kalojnë ato përmes një lëngu të një përbërje të caktuar: ujë, tretësirë uji sulfit natriumi, tretësirë ujore bikarbonat natriumi. Si rezultat i kalimit të gazrave të shkarkimit të një motori me naftë, emetimi i aldehideve zvogëlohet me afërsisht 50%, bloza me 60-80%, dhe ka një rënie të lehtë të përmbajtjes së benzo(a)pirenit. Disavantazhet kryesore të neutralizuesve të lëngshëm janë dimensionet e tyre të mëdha dhe shkalla e pamjaftueshme e lartë e pastrimit për shumicën e përbërësve të gazit të shkarkimit.
Rritja e efikasitetit të autobusëve dhe kamionë arrihet kryesisht duke përdorur motorë me djegie të brendshme me naftë. Ata kanë avantazhe mjedisore në krahasim me motorët me djegie të brendshme me benzinë, pasi kanë 25–30% më të ulët konsum specifik të karburantit; Përveç kësaj, përbërja e gazrave të shkarkimit motor dizel me djegie të brendshme më pak toksike.
Për të vlerësuar ndotjen e ajrit atmosferik nga emetimet e automjeteve, janë përcaktuar vlera specifike të emetimeve të gazrave. Ka metoda që lejojnë, bazuar në emetimet specifike dhe numrin e automjeteve, për të llogaritur sasinë e shkarkimeve të automjeteve në atmosferë për situata të ndryshme.
Tani, falë mediave, Planeti është nën vëmendjen e ngushtë të publikut, përkatësisht ngopjen dhe ndotjen e tij nga gazrat e shkarkimit të makinave. Njerëzit monitorojnë dhe diskutojnë veçanërisht me kujdes një nënprodukt të tillë të motorizimit të përhapur, i cili është shpërndarë gjerësisht në shtyp, si "efekti serë" dhe dëmi i gazrave të shkarkimit nga makinat me naftë.
Sidoqoftë, siç e dimë, gazrat e shkarkimit janë të ndryshëm, pavarësisht nga fakti se të gjitha janë të rrezikshme për trupin e njeriut dhe format e tjera të jetës në Tokë. Pra, çfarë i bën ata të rrezikshëm? Dhe çfarë i bën ata të ndryshëm nga njëri-tjetri? Le të shohim nën një mikroskop për të parë se nga përbëhet smogu blu që fluturon nga tubi i shkarkimit. Dioksidi i karbonit, bloza, oksidi i azotit dhe disa elementë të tjerë po aq të rrezikshëm.
Shkencëtarët vërejnë se situata mjedisore në shumë vende të industrializuara dhe në zhvillim është përmirësuar ndjeshëm gjatë 25 viteve të fundit. Kjo është kryesisht për shkak të shtrëngimit gradual por të pashmangshëm standardet mjedisore, si dhe transferimi i prodhimit në kontinente të tjera dhe vende të tjera, duke përfshirë Azinë Lindore. Në Rusi, Ukrainë dhe vende të tjera të CIS, një numër i madh ndërmarrjesh u mbyllën për shkak të trazirave politike dhe ekonomike, të cilat nga njëra anë krijuan një situatë jashtëzakonisht të vështirë socio-ekonomike, por përmirësonin ndjeshëm performancën mjedisore të këtyre vendeve.
Megjithatë, sipas shkencëtarëve hulumtues, makinat paraqesin rrezikun më të madh për planetin tonë të gjelbër. Edhe me një shtrëngim gradual të standardeve për emetimet e substancave të dëmshme në atmosferë, për shkak të rritjes së numrit të makinave, rezultatet e kësaj pune, mjerisht, janë të niveluara.
Nëse segmentojmë masën totale të automjeteve të ndryshme të pranishme aktualisht në planet, mbeten më të pista, veturat me këtë lloj karburanti që tejkalojnë oksidin e azotit janë veçanërisht të rrezikshme. Pavarësisht dekadave të zhvillimit dhe garancive nga prodhuesit e automjeteve se ata mund t'i bëjnë motorët me naftë më të pastër, oksidi i azotit dhe grimcat e imta të blozës janë ende armiqtë më të mëdhenj të naftës.
Pikërisht për shkak të këtyre problemeve që lidhen me përdorimin e motorëve me naftë, qytetet e mëdha gjermane si Shtutgarti dhe Mynihu po diskutojnë aktualisht ndalimin e përdorimit të automjeteve me karburant të rëndë.
Këtu është një listë gjithëpërfshirëse e substancave të dëmshme që përmbahen në gazrat e shkarkimit dhe dëmi i shkaktuar për shëndetin e njeriut kur thithet
Tymrat e trafikut
Gazrat e shkarkimit janë mbetje të gazta të krijuara gjatë procesit të shndërrimit të lëndëve djegëse të lëngëta hidrokarbure në energji në të cilën motori me djegie të brendshme funksionon përmes djegies.
Benzeni
Benzeni gjendet në sasi të vogla në benzinë. Lëng pa ngjyrë, transparent, lehtësisht i lëvizshëm.
Sapo të mbushni rezervuarin e makinës tuaj me benzinë, substanca e parë e rrezikshme me të cilën do të vini në kontakt është benzeni që avullohet nga rezervuari. Por benzeni është më i rrezikshmi kur digjet karburant.
Benzeni është një nga ato substanca që mund të shkaktojë kancer te njerëzit. Sidoqoftë, një reduktim vendimtar i benzenit të rrezikshëm në ajër u arrit shumë vite më parë duke përdorur një katalizator me tre kalime.
Pluhur i imët (grimca)
Ky ndotës i ajrit është një substancë e paidentifikuar. Është më mirë të thuhet se kjo është një përzierje komplekse substancash, të cilat mund të ndryshojnë në origjinë, formë dhe përbërje kimike.
Në makina, gërryes ultra i imët është i pranishëm në të gjitha format e funksionimit, për shembull, gjatë veshjes së gomave dhe disqeve të frenave. Por rreziku më i madh është bloza. Më parë, vetëm motorët me naftë vuanin nga ky moment i pakëndshëm në funksionim. Falë instalimit të filtrave të grimcave, situata është përmirësuar ndjeshëm.
Tani një problem i ngjashëm është shfaqur dhe modelet e benzinës, pasi përdorin gjithnjë e më shumë sisteme të injektimit direkt të karburantit, duke rezultuar në prodhimin e nënprodukteve të grimcave edhe më të imta se motorët me naftë.
Megjithatë, sipas shkencëtarëve që studiojnë natyrën e problemit, vetëm 15% e pluhurit të imët të depozituar në mushkëri prodhohet nga makinat, burimi i fenomenit të rrezikshëm mund të jetë çdo aktivitet njerëzor, që nga bujqësia te printerët lazer, vatrat e zjarrit dhe sigurisht; , cigare.
Shëndeti i banorëve të megaqyteteve
Ngarkesa aktuale në trupin e njeriut nga gazrat e shkarkimit varet nga vëllimi i trafikut dhe Kushtet e motit. Kushdo që jeton në një rrugë të ngarkuar është i ekspozuar ndaj niveleve shumë më të mëdha të oksideve të azotit ose pluhurit të imët.
Gazrat e shkarkimit nuk janë njësoj të rrezikshme për të gjithë banorët. Njerëzit e shëndetshëm vështirë se do ta ndjejnë fare "sulmin e gazit", megjithëse intensiteti i ngarkesës nuk do të ulet, por shëndeti i një astmatiku ose një personi me sëmundje kardiovaskulare mund të përkeqësohet ndjeshëm për shkak të pranisë së gazrave të shkarkimit.
Dioksidi i karbonit (CO2)
Gazi, i dëmshëm për të gjithë klimën e planetit, në mënyrë të pashmangshme lind nga djegia e lëndëve djegëse fosile si karburanti dizel ose benzina. Nga këndvështrimi i CO2, motorët me naftë janë pak më të pastër se motorët me benzinë, sepse ata zakonisht përdorin më pak karburant.
CO2 është i padëmshëm për njerëzit, por jo për natyrën. Gazi serrë CO2 është përgjegjës për shumicën e ngrohjes globale. Sipas Ministrisë Federale Gjermane të Mjedisit, në vitin 2015 pjesa e dioksidit të karbonit në emetimet totale të gazeve serrë ishte 87.8 për qind.
Emetimet e dioksidit të karbonit kanë rënë pothuajse vazhdimisht që nga viti 1990, duke u ulur me një total prej 24.3 për qind. Megjithatë, pavarësisht prodhimit të gjithnjë e më shumë motorët ekonomikë, rritja e motorizimit dhe rritja e trafikut të mallrave neutralizon përpjekjet e shkencëtarëve dhe inxhinierëve për të zvogëluar dëmin. Si rezultat, emetimet e dioksidit të karbonit mbeten të larta.
Nga rruga: të gjitha automjetet motorike, të themi, në Gjermani janë përgjegjëse për "vetëm" 18 përqind të emetimeve të CO2. Më shumë se dyfishi, 37 për qind, shkon për emetimet e energjisë. Në SHBA, tabloja është e kundërt, ku dëmtimin më të rëndë të natyrës i bëjnë makinat.
Monoksidi i karbonit (Co, monoksidi i karbonit)
Një nënprodukt jashtëzakonisht i rrezikshëm i djegies. Monoksidi i karbonit është një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe pa erë. Kombinimi i karbonit dhe oksigjenit ndodh gjatë djegies jo të plotë të substancave që përmbajnë karbon dhe është një helm jashtëzakonisht i rrezikshëm. Prandaj, ventilim me cilësi të lartë në garazhe dhe parkingje nentokesore Ajo ka e rëndësishme për jetën e përdoruesve të tyre.
Edhe sasitë e vogla të monoksidit të karbonit shkaktojnë dëme në trup, disa minuta të kaluara në një garazh të ajrosur keq me një makinë që funksionon, mund të vrasin një person. Jini jashtëzakonisht të kujdesshëm! Mos ngrohni në kuti të mbyllura ose dhoma pa ventilim!
Por sa i rrezikshëm është monoksidi i karbonit jashtë? Një eksperiment i kryer në Bavari tregoi se në vitin 2016 vlerat mesatare të treguara nga stacionet matëse ishin midis 0.9-2.4 mg/m 3 dhe ishin dukshëm nën vlerat kufi.
Ozoni
Për një person mesatar, ozoni nuk është një lloj gazi i rrezikshëm ose toksik. Megjithatë, në realitet nuk është kështu.
Kur ekspozohen ndaj rrezeve të diellit, hidrokarburet dhe oksidi i azotit shndërrohen në ozon. Ozoni hyn në trup përmes rrugëve të frymëmarrjes dhe shkakton dëmtim të qelizave. Pasojat, efektet e ozonit: inflamacion lokal i rrugëve të frymëmarrjes, kollë dhe gulçim. Me vëllime të vogla të ozonit, nuk do të shfaqen probleme me restaurimin e mëvonshëm të qelizave të trupit, por në përqendrime të larta, ky gaz në dukje i padëmshëm mund të vrasë lehtësisht një person të shëndetshëm. Jo më kot në Rusi ky gaz klasifikohet si klasa më e lartë e rrezikut.
Me ndryshimet klimatike, rritet rreziku i përqendrimeve të larta të ozonit. Shkencëtarët besojnë se deri në vitin 2050 ngarkesa e ozonit duhet të rritet ndjeshëm. Për të zgjidhur problemin, oksidet e azotit të emetuara nga transporti duhet të reduktohen ndjeshëm. Përveç kësaj, ka shumë faktorë që ndikojnë në përhapjen e ozonit, për shembull, tretësit në bojëra dhe bojra gjithashtu kontribuojnë në mënyrë aktive në këtë problem.
Dioksidi i squfurit (SO2)
Ky ndotës prodhohet kur squfuri digjet në karburant. Është një nga ndotësit klasikë atmosferikë të prodhuar gjatë djegies, termocentraleve dhe industrisë. SO2 është një nga "përbërësit" më të rëndësishëm të ndotësve që formojnë smogun, i quajtur edhe "smogu i Londrës".
Në atmosferë, dioksidi i squfurit i nënshtrohet një sërë procesesh transformimi, të cilat mund të rezultojnë në formimin e acidit sulfurik, sulfiteve dhe sulfateve. SO2 vepron kryesisht në mukozën e syrit dhe në traktin e sipërm respirator. Nga ana mjedisore, dioksidi i squfurit mund të dëmtojë bimët dhe të shkaktojë acidifikimin e tokës.
Oksidet e azotit (NOx)
Oksidet e azotit formohen kryesisht gjatë procesit të djegies në motorët me djegie të brendshme. Makina me naftë konsiderohet si burimi kryesor. Futja e katalizatorëve dhe filtrave të grimcave vazhdon të rritet, kështu që emetimet do të bien ndjeshëm, por kjo do të ndodhë vetëm në të ardhmen.
Burimet kryesore të emetimeve të automjeteve janë motori me djegie të brendshme dhe avullimi i karburantit përmes sistemit të ventilimit rezervuar karburanti, si dhe shasia: si rezultat i fërkimit midis gomave dhe sipërfaqe rrugore, veshin jastëkët e frenave dhe korrozioni i pjesëve metalike, pavarësisht nga emetimet e motorit, formohen grimca të imta pluhuri. Erozioni katalizator çliron platin, paladium dhe rodium, dhe veshja e veshjes së tufës gjithashtu çliron substanca toksike si plumbi, bakri dhe antimoni. Vlerat kufitare duhet të vendosen gjithashtu për këto emetime dytësore të automjeteve.
Substancat e dëmshme
Oriz. Përbërja e gazit të shkarkimit
Përbërja e gazrave të shkarkimit nga një makinë përfshin shumë substanca ose grupe substancash. Pjesa mbizotëruese e përbërësve të gazit të shkarkimit janë gazrat jo toksikë që përmbahen në ajrin e zakonshëm. Siç tregohet në figurë, vetëm një pjesë e vogël e gazit të shkarkimit është e dëmshme për mjedisin dhe shëndetin e njeriut. Përkundër kësaj, është i nevojshëm reduktimi i mëtejshëm i përqendrimit të përbërësve të gazit të shkarkimit toksik. Megjithëse makinat moderne sot prodhojnë shkarkime shumë të pastra (për makinat Euro 5 është në disa aspekte edhe më e pastër se ajri i marrjes), një numër i madh makinash në përdorim, prej të cilave janë rreth 56 milionë vetëm në Gjermani, lëshojnë sasi të konsiderueshme toksike. dhe substancave të dëmshme. Teknologjitë e reja dhe futja e kërkesave më të rrepta për mirëdashjen mjedisore të gazrave të shkarkimit synojnë të korrigjojnë situatën.
Monoksidi i karbonit (CO)
Oksid karboni(monoksidi i karbonit) CO është një gaz pa ngjyrë dhe pa erë. Është një helm për sistemin e frymëmarrjes, duke prishur funksionin e sistemit nervor qendror dhe kardiovaskular. Në trupin e njeriut lidh qelizat e kuqe të gjakut dhe shkakton urinë nga oksigjeni, e cila në një kohë të shkurtër çon në vdekjen nga mbytja. Tashmë në një përqendrim në ajër prej 0.3% të vëllimit, monoksidi i karbonit vret një person në një kohë shumë të shkurtër. Efekti varet nga përqendrimi i CO në ajër, nga kohëzgjatja dhe thellësia e thithjes. Vetëm në një mjedis me përqendrim zero të CO mund të eliminohet nga trupi përmes mushkërive.
Monoksidi i karbonit ndodh gjithmonë kur ka mungesë oksigjeni dhe djegie jo të plotë.
Hidrokarburet (CH)
Hidrokarburet lëshohen në atmosferë në formën e karburantit të padjegur. Ata kanë një efekt irritues në mukozën dhe organet e frymëmarrjes të njerëzve. Optimizimi i mëtejshëm i procesit të funksionimit të motorit është i mundur vetëm duke përmirësuar teknologjitë e prodhimit dhe duke rritur njohuritë për proceset e djegies.
Përbërjet e hidrokarbureve ndodhin në formën e parafinave, olefinave, aromave, aldehideve (veçanërisht formaldehideve) dhe komponimeve policiklike. Vetitë kancerogjene dhe mutagjene të më shumë se 20 hidrokarbureve aromatike policiklike, të cilat, për shkak të madhësisë së tyre të vogël, janë në gjendje të depërtojnë në vezikulat pulmonare, janë vërtetuar eksperimentalisht. Më i rrezikshmi komponimet hidrokarbure Benzeni (C6H6), tolueni (metilbenzen) dhe ksilen (dimetilbenzen, formula e përgjithshme C6H4 (CH3)2) merren parasysh. Për shembull, benzeni mund të shkaktojë ndryshime në modelin e gjakut të një personi dhe të çojë në kancer të gjakut (leuçemi).
Arsyeja e lëshimit të hidrokarbureve në atmosferë është gjithmonë djegia jo e plotë e karburantit, mungesa e oksigjenit dhe në rast të një përzierjeje shumë të dobët, djegia shumë e ngadaltë e karburantit.
Oksidet e azotit (NOx)
Në temperaturat e larta të djegies (më shumë se 1100°C), azoti inert ndaj reagimit që gjendet në ajër aktivizohet dhe reagon me oksigjenin e lirë në dhomën e djegies, duke formuar okside. Ato janë shumë të dëmshme për mjedisin: shkaktojnë formimin e smogut, vdekjen e pyjeve dhe shiun acid; Oksidet e azotit janë gjithashtu substanca kalimtare për formimin e ozonit. Ato janë helmuese për gjakun dhe shkaktojnë kancer. Gjatë procesit të djegies, lindin okside të ndryshme të azotit - NO, NO2, N2O, N2O5 - me përcaktimin e përgjithshëm NOx. Kur ato bashkohen me ujin, shfaqen acidet nitrik (HNO3) dhe azotike (HNO2). Dioksidi i azotit (NO2) është një gaz helmues i kuq-kafe me një erë të fortë që irriton sistemin e frymëmarrjes dhe formon komponime me hemoglobinën në gjak.
Ky është më problematiku nga të gjitha oksidet e azotit dhe në të ardhmen do të ketë standarde të veçanta për përqendrimet e lejuara për të. Pjesa e NO2 në emetimet totale të oksidit të azotit në të ardhmen do të duhet të jetë më pak se 20%. Që nga viti 2010, Direktiva 1999/30/EC ka vendosur përqendrimin maksimal të lejuar të NO2 në 40 µg/m Pajtueshmëria me këtë përqendrim maksimal vendos kërkesa të veçanta për mbrojtjen kundër emetimeve të dëmshme.
Kushtet më të favorshme për formimin e oksideve të azotit janë ngrohjes djegia e një përzierjeje të dobët ajër-karburant. Sistemet e riciklimit të gazit të shkarkimit reduktojnë përqindjen e oksideve të azotit në shkarkimin e automjeteve.
Oksidet e squfurit (SOx)
Oksidet e squfurit formohen nga squfuri që përmbahet në lëndë djegëse. Gjatë djegies, squfuri reagon me oksigjenin dhe ujin për të formuar oksidet e squfurit, acidet sulfurik (H2SO4) dhe sulfurik (H2SO3). Oksidi i squfurit është përbërësi kryesor i shiut acid dhe shkaku i vdekjes së pyjeve. Ky është një gaz i tretshëm në ujë, gërryes, efektet e të cilit në trupin e njeriut manifestohen në skuqje, ënjtje dhe rritje të sekretimit të mukozave me lagështi të syve dhe traktit të sipërm respirator. Dioksidi i squfurit ndikon në mukozën e nazofaringit, bronkeve dhe syve. Vendi më i zakonshëm i sulmit të dioksidit të squfurit janë bronket. Efekti i fortë irritues në traktin respirator është për shkak të formimit të acidit sulfurik në një mjedis të lagësht. Dioksidi i squfurit SO2 i pezulluar në pluhur të imët dhe një aerosol i acidit sulfurik hyjnë thellë në traktin respirator. Astmatikët dhe fëmijët e vegjël reagojnë më me ndjeshmëri ndaj rritjes së përqendrimeve të dioksidit të squfurit në ajër. Përmbajtja e lartë e squfurit në karburant shkurton jetën e shërbimit të katalizatorëve në motorët e gjelbër me benzinë.
Reduktimi i emetimeve të dioksidit të squfurit arrihet duke kufizuar përmbajtjen e squfurit në karburant. Qëllimi është karburanti pa squfur.
Sulfidi i hidrogjenit (H2S)
Efektet e këtij gazi në jetën organike nuk janë ende plotësisht të qarta për shkencën, por dihet se ai mund të shkaktojë helmim të rëndë te njerëzit. Në raste të rënda, ekziston rreziku i mbytjes, humbjes së vetëdijes dhe paralizës së qendrës sistemi nervor. Në helmimet kronike, vërehet acarim i mukozës së syve dhe i rrugëve të frymëmarrjes. Era e sulfurit të hidrogjenit ndihet tashmë në një përqendrim në ajër prej 0,025 ml/m3.
Sulfidi i hidrogjenit në gazrat e shkarkimit ndodh në kushte të caktuara, edhe përkundër pranisë së një katalizatori, dhe varet nga përmbajtja e squfurit në karburant.
Amoniak (NH3)
Thithja e amoniakut shkakton acarim të frymëmarrjes, kollë, gulçim dhe mbytje. Amoniaku gjithashtu shkakton skuqje inflamatore në lëkurë. Helmimi i drejtpërdrejtë me amoniak është i rrallë, pasi edhe sasitë e mëdha kthehen shpejt në ure. Kur sasi të mëdha të amoniakut thithen drejtpërdrejt, funksioni i mushkërive shpesh dëmtohet për shumë vite. Ky gaz është veçanërisht i rrezikshëm për sytë. Ekspozimi i madh ndaj amoniakut në sy mund të shkaktojë turbullim të kornesë dhe verbëri.
Në kushte të caktuara, amoniaku madje mund të formohet në katalizator. Në të njëjtën kohë, amoniaku është i dobishëm si një agjent reduktues për katalizatorët SCR.
Bloza dhe grimcat
Blozaështë karbon i pastër dhe produkt i padëshirueshëm i djegies jo të plotë të hidrokarbureve. Arsyeja e formimit të blozës është mungesa e oksigjenit gjatë djegies ose ftohja e parakohshme e gazrave të djegur. Grimcat e blozës shpesh shoqërohen me mbetjet e karburantit të padjegur dhe vajit të motorit, si dhe me ujin, produktet e konsumit të motorit, sulfatet dhe hirin. Grimcat ndryshojnë shumë në formë dhe madhësi.
Tabela. Klasifikimi i grimcave
Tabela tregon klasifikimin dhe madhësitë e grimcave. Grimcat më të zakonshme të prodhuara gjatë funksionimit të motorit janë rreth 100 nanometra në diametër (0.0000001 m ose 0.1 mikron); grimca të tilla mund të hyjnë natyrshëm në mushkëritë e njeriut. Kur grimcat e blozës aglutinohen (ngjiten së bashku) me njëra-tjetrën dhe me përbërës të tjerë, masa, numri dhe shpërndarja e grimcave në ajër mund të ndryshojnë ndjeshëm. Përbërësit kryesorë të grimcave janë paraqitur në figurë.
Oriz. Përbërësit kryesorë të grimcave
Për shkak të strukturës së tyre sfungjerore, grimcat e blozës mund të bllokojnë substanca organike dhe inorganike të formuara gjatë djegies së karburantit në cilindrat e motorit. Si rezultat, masa e grimcave të blozës mund të rritet trefish. Këto nuk do të jenë më grimca individuale të karbonit, por aglomerate në formë të rregullt të formuar si rezultat i tërheqjes molekulare. Madhësia e aglomerateve të tilla mund të arrijë 1 mikron. Emetimet e blozës dhe grimcave të tjera ndodhin veçanërisht në mënyrë aktive gjatë djegies nafte. Këto emetime konsiderohen kancerogjene. Nanogrimcat e rrezikshme përfaqësojnë një pjesë sasiore të madhe të grimcave, por në masë ato përbëjnë vetëm një përqindje të vogël. Për këtë arsye, propozohet të kufizohet përmbajtja e grimcave në gazin e shkarkimit jo në masë, por nga sasia dhe shpërndarja. Në të ardhmen, parashikohet diferencimi midis madhësisë së grimcave dhe shpërndarjes.
Oriz. Përbërja e grimcave
Emetimet e grimcave nga motorët me benzinë janë dy deri në tre gradë më të ulëta se nga motorët me naftë. Megjithatë, këto grimca gjenden edhe në shkarkimin e motorëve me benzinë injeksion direkt karburant. Prandaj, ka propozime për të kufizuar përmbajtjen maksimale të grimcave në gazrat e shkarkimit të automjeteve. Sublimimi është kalimi i drejtpërdrejtë i një lënde nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të gaztë dhe anasjelltas. Sublim është emri që i jepet precipitatit të ngurtë të një gazi kur ai ftohet.
Pluhur i imët
Gjatë funksionimit të motorëve me djegie të brendshme, formohen gjithashtu grimca të vogla - pluhuri. Ai përbëhet kryesisht nga grimca hidrokarbure policiklike, Metalet e renda dhe komponimet e squfurit. Disa fraksione pluhuri janë në gjendje të depërtojnë në mushkëri, ndërsa fraksionet e tjera nuk depërtojnë në mushkëri. Fraksionet më të mëdha se 7 mikronë janë më pak të rrezikshme, pasi ato filtrohen nga sistemi i filtrimit të trupit të njeriut.
Përqindje të ndryshme të fraksioneve më të vogla (më pak se 7 mikron) depërtojnë në bronke dhe vezikulat pulmonare (alveola), duke shkaktuar acarim lokal. Në zonën e vezikulave pulmonare, përbërësit e tretshëm hyjnë në gjak. Sistemi i filtrimit të trupit nuk përballon të gjitha fraksionet e pluhurit të imët. Ndotja e pluhurit atmosferik quhet edhe aerosol. Ato mund të jenë në gjendje të ngurtë ose të lëngët dhe, në varësi të madhësisë së tyre, mund të kenë një jetëgjatësi të ndryshme. Kur lëvizin, grimcat më të vogla mund të kombinohen në ato më të mëdha me një periudhë relativisht të qëndrueshme ekzistence në atmosferë. Grimcat me diametër nga 0,1 µm deri në 1 µm kanë kryesisht veti të tilla.
Kur vlerësohet prodhimi i pluhurit të imët si rezultat i funksionimit të motorit të makinës, është e nevojshme të dallohet ky pluhur nga pluhuri natyral: poleni, pluhuri i rrugës, rëra dhe shumë substanca të tjera. Nuk duhen nënvlerësuar burimet e pluhurit të imët në qytete, të tilla si konsumimi i jastëkëve të frenave dhe gomave. Pra, shkarkimi i naftës nuk është i vetmi "burim" i pluhurit në atmosferë.
Tymi blu dhe i bardhë
Tymi blu ndodh gjatë funksionimit të një motori me naftë në temperatura nën 180°C për shkak të pikave të vogla të kondensimit të vajit. Në temperatura mbi 180°C, këto pika avullojnë. Përbërësit e padjegur të hidrokarbureve të karburantit janë të përfshirë në formim tym blu dhe në temperatura nga 70°C deri në 100°C. Një sasi e madhe tymi blu tregon konsumim të konsiderueshëm në grupin e cilindrit-piston, rrjedhjet e valvulave dhe udhëzuesit. Fillimi i dorëzimit të karburantit shumë vonë mund të shkaktojë gjithashtu formimin e tymit blu.
Tymi i bardhë përbëhet nga avujt e ujit të prodhuar gjatë djegies së karburantit dhe bëhet i dukshëm në temperatura nën 70°C. Veçanërisht karakteristike është pamja tymi i bardhë për motorët me naftë para-dhomë dhe me vorbull pas një fillimi të ftohtë. Tymi i bardhë shkaktohet gjithashtu nga përbërësit dhe kondensatat e padjegura të hidrokarbureve.
Dioksidi i karbonit (CO2)
Dioksid karboniështë një gaz pa ngjyrë, jo i ndezshëm, me shije të thartë. Nganjëherë quhet gabimisht acid karbonik. Dendësia e CO2 është afërsisht 1.5 herë më e lartë se dendësia e ajrit. Dioksidi i karbonit është pjesë integrale ajri i nxjerrë nga një person (3-4%) Kur thith ajrin që përmban 4-6% CO2, një person përjeton dhimbje koke, tringëllimë në veshët dhe rritje të rrahjeve të zemrës, dhe në përqendrime më të larta të CO2 (8-10%) sulme të mbytjes dhe humbjes së vetëdija dhe ndalimi i frymëmarrjes. Në një përqendrim prej më shumë se 12%, vdekja ndodh nga uria e oksigjenit. Për shembull, një qiri i ndezur fiket në një përqendrim të CO2 prej 8-10% në vëllim. Edhe pse dioksidi i karbonit klasifikohet si një asfiksues, ai nuk konsiderohet toksik si një komponent i shkarkimit të motorit. Problemi është se dioksidi i karbonit, siç tregohet në figurë, kontribuon ndjeshëm në efektin global të serrës.
Oriz. Pjesa e gazeve në efektin serë
Së bashku me të, metani, oksidi i azotit (gazi i të qeshurit, oksidi i nitrogjenit), hidrofluorokarburet dhe heksafluoridi i squfurit kontribuojnë në zhvillimin e efektit të serrës. Dioksidi i karbonit, avujt e ujit dhe mikrogazet ndikojnë në ekuilibrin e rrezatimit të Tokës. Gazrat transmetojnë dritën e dukshme, por thithin nxehtësinë e reflektuar nga sipërfaqja e tokës. Pa këtë aftësi për të mbajtur nxehtësinë, temperatura mesatare në sipërfaqen e Tokës do të ishte rreth -15°C.
Ky quhet efekti natyror serrë. Me një rritje të përqendrimit të mikrogazeve në atmosferë, përqindja e rrezatimit termik të absorbuar rritet dhe shfaqet një efekt serë shtesë. Sipas ekspertëve, deri në vitin 2050 temperatura mesatare në Tokë do të rritet me +4°C. Kjo mund të çojë në një rritje të nivelit të detit prej më shumë se 30 cm, si rezultat i së cilës akullnajat malore dhe mbulesat polare të akullit do të fillojnë të shkrihen, drejtimi i rrymave detare (përfshirë rrjedhën e Gjirit) do të ndryshojë, rrjedhat e ajrit do të ndryshojnë, dhe detet do të përmbytin sipërfaqe të gjera toke. Kjo është ajo në çfarë mund të çojnë gazrat serrë të prodhuara nga aktivitetet njerëzore.
Emetimet totale antropogjene të CO2 arrijnë në 27.5 miliardë tonë në vit. Në të njëjtën kohë, Gjermania është një nga burimet më të mëdha të CO2 në botë. Emetimet e CO2 të lidhura me energjinë mesatarisht rreth një miliard ton në vit. Kjo është rreth 5% e të gjithë CO2 të prodhuar në botë. Një familje mesatare prej 3 personash në Gjermani prodhon 32.1 ton CO2 në vit. Emetimet e CO2 mund të reduktohen vetëm duke reduktuar konsumin e energjisë dhe karburantit. Për sa kohë që energjia prodhohet nga djegia e lëndëve djegëse fosile, problemi i formimit të sasive të tepërta të dioksidit të karbonit do të vazhdojë. Prandaj, kërkimi i burimeve alternative të energjisë është urgjentisht i nevojshëm. Industria e automjeteve po punon intensivisht për zgjidhjen e këtij problemi. Megjithatë, efekti serë mund të luftohet vetëm në shkallë globale. Edhe nëse bëhet përparim i madh brenda BE-së në reduktimin e emetimeve të dioksidit të karbonit, vendet e tjera, përkundrazi, mund të shohin rritje të konsiderueshme të emetimeve në vitet e ardhshme. Shtetet e Bashkuara kryesojnë botën në prodhimin e gazit serrë me një diferencë të gjerë, si në terma absolutë ashtu edhe për frymë. Me vetëm 4.6% të popullsisë së botës, ato prodhojnë 24% të emetimeve të dioksidit të karbonit në botë. Kjo është afërsisht dy herë më shumë se në Kinë, pjesa e së cilës në popullsinë e botës është 20.6%. 130 milionë makinat në SHBA (më pak se 20% e numrit total të makinave në planet) prodhojnë po aq dioksid karboni sa e gjithë industria e Japonisë, emetuesi i katërt më i madh i CO2 në botë.
Pa masa shtesë për mbrojtjen e klimës, emetimet globale të CO2 do të rriten me 39% deri në vitin 2020 (në raport me 2004) dhe do të arrijnë në 32.4 miliardë ton në vit. Emetimet e dioksidit të karbonit në Shtetet e Bashkuara në 15 vitet e ardhshme do të rriten me 13% dhe do të kalojnë 6 miliardë tonë. në 2.29 miliardë t në vendet e BE-së, përkundrazi, rritja do të jetë vetëm rreth një për qind.
Benzina në thelb përbëhet nga molekula karboni dhe oksigjeni. Kur benzina digjet në cilindrat e motorit, karboni bashkohet me oksigjenin në ajër, duke rezultuar në formimin e dioksidit të karbonit (dioksid karboni CO2), hidrogjeni kombinohet me oksigjenin, duke formuar ujë (H2O).
Nga 1 litër benzinë fitohen afërsisht 0,9 litra ujë, i cili zakonisht nuk është i dukshëm, pasi del nga sistemi i shkarkimit në formë avulli, i cili shndërrohet në nën ndikimin e temperaturës së lartë. Vetëm kur motori është i ftohtë, veçanërisht në sezonin e ftohtë, janë të dukshme retë e bardha të gazrave të shkarkimit të formuara nga uji i kondensuar.
Këto produkte të djegies formohen kur ajri dhe karburanti përzihen në proporcionin optimal (14.7:1). Por, për fat të keq, ky raport nuk ruhet gjithmonë, prandaj ka substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit.
Fiesta është e pajisur me një konvertues katalitik të kontrolluar me tre drejtime dhe një motor nafte me një konvertues katalitik oksidimi.
Pa përjashtim, të gjitha automjetet janë të pajisura me një konvertues katalitik të kontrolluar me tre drejtime, automjetet me motorë dizel Endura-DE janë të pajisura me një konvertues katalitik oksidimi. Menaxhuar konvertues katalitik zvogëlon përmbajtjen e oksideve të karbonit me afërsisht 85%, hidrokarburet me 80%, oksidet e azotit me 70%.
Konvertuesit katalitikë të oksidimit nuk kanë asnjë efekt në përqendrimin e oksideve të azotit. Me rritjen e kilometrazhit, efikasiteti i konvertuesit katalitik zvogëlohet. Emërtimi "i kontrolluar" tregon që kur motori është në punë, përbërja e gazrave të shkarkimit monitorohet vazhdimisht duke përdorur një sensor të përqendrimit të oksigjenit dhe përmbajtja e substancave të dëmshme në gazra reduktohet në standardet e përcaktuara me ligj.
Funksioni i sensorit të përqendrimit të oksigjenit (sonda lambda)
Sensori i përqendrimit të oksigjenit (HO2S) në Fiesta ndodhet përballë konvertuesit katalitik në pjesën e përparme tub i shkarkimit (oriz. 11.4) dhe funksionon në parimin e një qelize galvanike me një elektrolit të ngurtë në formën e një materiali qeramik të bërë nga dioksidi i zirkonit dhe itria. Materiali qeramik i sensorit është i ekspozuar ndaj gazrave të shkarkimit nga jashtë, ai sipërfaqe e brendshme lidhur me ajrin përreth.
Për të zvogëluar kohën që duhet për të sjellë sensorin në modalitetin normal të funksionimit, ai është i pajisur me ngrohje elektrike. Për shkak të ndryshimit në përmbajtjen e oksigjenit në gazrat e shkarkimit dhe ajrin e ambientit, lind një ndryshim potencial në sensor, i cili rritet ndjeshëm në një përmbajtje të caktuar të oksigjenit të mbetur në gazrat e shkarkimit.
Kjo rritje e tensionit ndodh pikërisht në raportin karburant/ajër l=1. Me mungesë oksigjeni (l<1), т.е. при богатой топливовоздушной смеси, напряжение составляет 0,9–1,1 В. При бедной смеси (l>1) voltazhi ulet në 0,1 V.
Sinjali nga sensori i përqendrimit të oksigjenit transmetohet në njësinë e kontrollit të sistemit të injektimit të karburantit. Njësia pasuron ose anon përzierjen ajër-karburant për të ruajtur raportin karburant-ajër sa më afër l=1 optimale.
Zona e punës e konvertuesit katalitik
Shkalla e efikasitetit të konvertuesit katalitik është një funksion i temperaturës së funksionimit. Neutralizuesi fillon të punojë në një temperaturë prej afërsisht 300 °C, e cila arrihet pas 25-30 sekondash lëvizje. Temperatura e punës në intervalin 400–800 °C siguron kushte optimale për të marrë efikasitet maksimal dhe jetë të gjatë shërbimi të neutralizuesit.
Konvertuesi katalitik qeramik është i ndjeshëm ndaj nxehtësisë ekstreme. Nëse temperatura e tij tejkalon 900 °C, fillon procesi i plakjes intensive dhe në temperatura mbi 1200 °C performanca e tij prishet plotësisht.
Shtresa aktive përbëhet nga metale që janë të ndjeshme ndaj përmbajtjes së plumbit në lëndë djegëse, me depozitimin e të cilave aktiviteti i shtresës katalitike zvogëlohet shpejt. Prandaj, motorët me konvertues katalitikë duhet të funksionojnë vetëm me benzinë pa plumb.
Konvertuesi katalitik ka një bazë qeramike poroze të veshur me metale të çmuara platin dhe rodium dhe të mbyllur në një guaskë çelik inox. Baza qeramike, e vendosur në një rrjetë teli, përshkohet me një numër të madh kanalesh paralele. Një shtresë e ndërmjetme aplikohet në muret e kanalit për të rritur sipërfaqen aktive të konvertuesit katalitik ( oriz. 11.5).
Konvertuesi katalitik përmban 2–3 g Metale te cmuar, dhe platini nxit oksidimin, dhe rodiumi - reduktimin e oksideve të azotit.
Konvertuesi katalitik neutralizon substanca të dëmshme si monoksidi i karbonit, hidrokarburet dhe oksidet e azotit (kjo është arsyeja pse quhet një konvertues katalitik me tre drejtime).
KËSHILLA PRAKTIKE
Funksionimi i automjeteve me konvertues katalitik
Nëse motori Makinë Fiesta nuk fillon për shkak të shkarkimit bateri, mos u përpiqni të ndizni motorin duke e shtyrë ose tërhequr automjetin. Një shumë e karburantit të padjegur do të futet në konvertuesin katalitik, i cili përfundimisht do ta bëjë atë të papërdorshëm.
Nëse ka ndërprerje në ndezjen ose ndezje të gabuar, duhet të kontrolloni menjëherë sistemin e ndezjes dhe, kur vozitni më tej, të shmangni shpejtësitë e larta të motorit.
Para se të aplikoni mastikë mbrojtëse në pjesën e poshtme të trupit, mbyllni me kujdes konvertuesin katalitik, përndryshe mund të ndodhë një zjarr.
Kontrolloni gjithmonë mburojat e nxehtësisë sa herë që ngrini automjetin tuaj.
Një rrjedhje në sistemin e shkarkimit (guarnicioni i djegur, çarje për shkak të temperaturës së lartë, etj.) përpara sensorit të përqendrimit të oksigjenit çon në rezultate të pasakta të matjes (përmbajtje e lartë e oksigjenit). Prandaj, njësia elektronike e kontrollit të motorit do të pasurojë përzierjen, e cila do të çojë në rritjen e konsumit të karburantit dhe veshja e parakohshme konvertues katalitik.
FJALOR TEKNIK
Përbërja e gazit të shkarkimit
Monoksidi i karbonit (monoksidi i karbonit - CO).
Sa më e pasur të jetë përzierja ajër-karburant, aq më shumë monoksid karboni prodhohet. Kontrolli i saktë i sasisë së karburantit të injektuar, koha e caktuar e saktë e ndezjes dhe shpërndarja uniforme e përzierjes në dhomën e djegies reduktojnë përmbajtjen e monoksidit të karbonit në gazrat e shkarkimit.
Asnjëherë mos e matni monoksidin e karbonit në ambiente të mbyllura sepse monoksidi i karbonit është helmues dhe madje edhe përqendrimet e vogla në ambiente të mbyllura mund të jenë fatale. Në ajër, monoksidi i karbonit kombinohet relativisht shpejt me oksigjenin për të formuar dioksid karboni. Përkundër faktit se dioksidi i karbonit nuk është helmues, ai është i përfshirë në formimin e efektit "serë".
Hidrokarburet (CH).
Komponimet hidrokarbure kombinohen në një grup. Përmbajtja e CH varet nga dizajni i motorit (vlera fikse). Një përzierje shumë e pasur ose shumë e dobët e ajrit/karburantit rrit gjithashtu përmbajtjen e CH në gazrat e shkarkimit. Disa prej tyre janë të sigurta, të tjera mund të shkaktojnë kancer. Të gjitha përbërjet hidrokarbure së bashku me oksidet e azotit (NOx) formojnë smogun (retë e mjegullta shumë të tretshme të gazrave të shkarkimit).
Oksidet e azotit (NOx ose NO) -
formohen kryesisht për shkak të pranisë së azotit në ajrin që hyn në dhomën e djegies (mbi 3/4). Përqendrimi i tyre është veçanërisht i lartë në modelet e motorëve me konsumi i ulët karburant dhe përmbajtje të ulët të CO dhe CH në gazrat e shkarkimit. Këta motorë karakterizohen nga temperatura të larta të djegies dhe një përzierje e dobët ajër-karburant. Në përqendrime të larta, oksidet e azotit mund të dëmtojnë sistemin e frymëmarrjes. Kur kombinohet me ujin, formohet shiu acid.
Dioksidi i karbonit (CO2).
Formohet gjatë djegies së karburantit që përmban karbon kur kombinohet me oksigjenin në ajër. Dioksidi i karbonit zvogëlon efektet e dobishme të shtresës së ozonit të Tokës, e cila mbron nga rrezatimi i dëmshëm ultravjollcë nga Dielli.
Substancat toksike që përmbahen në gazrat e shkarkimit të motorëve me naftë.
Kur një motor dizel funksionon, gjenerohen sasi të vogla të CO dhe CH. Për shkak të kompresimit më të lartë, një motor nafte lëshon më pak okside të azotit. Por një motor nafte karakterizohet nga substanca të tjera të dëmshme në produktet e djegies. Për shembull, bloza është tipike komponent gazrat e shkarkimit të naftës. Bloza përbëhet nga karbone të padjegur dhe hiri.
Kur thithen nga sistemi i frymëmarrjes, grimcat e blozës bëhen patogjene të kancerit. Dioksidi i squfurit (SO2) formohet gjithashtu kur squfuri është i pranishëm, kryesisht në karburantin dizel. Nxit formimin e acidit sulfurik ose sulfurik në shi (shiu acid). Makinat me motorë nafte shkaktojnë 3% të reshjeve acide.
Dioksidi i karbonit prodhohet kur karburanti dizel digjet vetëm në përqendrime më të larta.
