Выхлопные газы

Выхлопные газы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, частой причиной отравления в замкнутых пространствах.

Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Содержание

Количество отходящих газов автомобилей

Полностью определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителем (одна из потребительских характеристик).

ВАЗ 2110 к 1,5 литра ВАЗ 2110 и 1,5 литра Mitsubishi Colt 5-D и 1.1 литра ВАЗ 11113 к 0,75 литра ВАЗ 21055 д 1,5 литра
Расход в «городском» режиме, л/100км 9,1 8,6 7,0 6,4 5,7
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км 4,5 3,5 3,7 3,2 3,8
  • к — карбюраторный двигатель
  • и — инжекторный двигатель
  • д — дизельный двигатель
  • плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см3
  • плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см3

Состав автомобильных выхлопных газов

Карбюраторные двигатели Дизельные двигатели
N2, об.% 74—77 76—78
O2, об.% 0,3—8,0 2,0—18,0
H2O (пары), об.% 3,0—5,5 0,5—4,0
CO2, об.% 5,0—12,0 1,0—10,0
CO*, об.% 5,0—10,0 0,01—0,5
Окислы азота*, об.% 0,0—0,8 0,0002—0,5000
Углеводороды*, об.% 0,2—3,0 0,09—0,500
Альдегиды*, об.% 0,0—0,2 0,001—0,009
Сажа*, г/м3 0,0—0,04 0,01—1,10
Бензпирен—3,4**, г/м3 10—20×10-6 10×10-6

* Токсичные компоненты

** Канцерогены

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается, однако особенно, что непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

  • 1,2—бензантрацен
  • 1,2,6,7—дибензантрацен
  • 5,10—диметил—1,2—бензантрацен

Кроме того при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входит оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Пути снижения выбросов и токсичности

Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).

  • Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в пробках и на светофорах). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
  • Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
  • Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы окислов азота).
  • Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной обеднённой смесью неэтелированного бензина с установкой катализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
  • Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90%) и в целом газов — впрыск в камеру сгорания воды.

Законодательное регулирование

  • Контроллируется качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в европе нормативы ЕВРО).
  • Предусмотрен контроль за состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностю органов технического осмотра ГАИ, периодически контроллировать доли окидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ГОСТ Р 52033-2003) и дымность на дизельных двигателях (по ГОСТ Р 52160-2003).
  • В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
  • Топливо облагается специальными акцизами.
  • Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие, как токсичность, так и количесвенные показатели, например:
    • По Евро-3 выбросы: СH до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км и NOy до 0,15 г/км
    • По Евро-4 выбросы: СH до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км и NOy до 0,08 г/км
  • В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москва)

Считается, что распространение подобных норм на районы с нормальной экологической обстановкой может создавать лишние затраты.

Отравления в замкнутом пространстве

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами в том числе со смертельными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (утечки в салон) при отсутствии или плохой вентиляции. Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы на вентиляцию сооружений связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей, а также рекомендации автомобилистам.

См. также

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home