Die Emissionen von Verbrennungsmotoren (ICEs) werden in Emissionen von Vergaser- und Dieselmotoren unterteilt. Diese Aufteilung ist darauf zurückzuführen, dass Vergasermotoren (CD) mit homogenen Luft-Kraftstoff-Gemischen arbeiten, während Dieselmotoren (DD) mit heterogenen Gemischen arbeiten.

Emissionen von Verbrennungsmotoren vom Vergasertyp umfassen Kohlenwasserstoffe, Kohlenoxide, Stickoxide und flüchtige Emissionen. Kontaminationen treten als Folge von Reaktionen und während der Verbrennung in der Masse und auf Oberflächen auf. Das Durchblasen von Gasen durch die Kolbenringe und Abgase aus den Zylindern sind weniger intensive Verschmutzungsquellen.

1980 waren 4 % der Pkw und Lkw weltweit mit Dieselmotoren ausgestattet, Ende der 80er Jahre waren es 25 %. Die Hauptschadstoffemissionen von Dieselmotoren sind die gleichen wie die von Vergasermotoren (Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Stickoxide, diffuse Emissionen), ihnen werden jedoch Kohlenstoffpartikel (Rußaerosol) beigemischt.

Ein Pkw emittiert Kohlenmonoxid CO bis zu 3 m3/h, ein Lkw - bis zu 6 m3/h (3 ... 6 kg/h).

Die Zusammensetzung der Abgase von Autos mit verschiedenen Motortypen kann anhand der in der Tabelle angegebenen Daten beurteilt werden. 8.1.

Die Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen von Vergasermotoren sind deutlich höher als von Dieselmotoren.

8.2. Reduzierung der Emissionen von Verbrennungsmotoren

Eine Steigerung der Umweltleistung eines Fahrzeugs ist durch eine Reihe von Maßnahmen zur Verbesserung seiner Konstruktion und Betriebsweise möglich. Die Verbesserung der Umweltleistung des Autos führt zu: Steigerung seiner Effizienz; Ersatz von Benzin-Verbrennungsmotoren durch Diesel-Motoren; Umstellung von Verbrennungsmotoren auf die Verwendung alternativer Kraftstoffe (komprimiertes oder verflüssigtes Gas, Ethanol, Methanol, Wasserstoff usw.); die Verwendung von Neutralisationsmitteln für die Abgase des Verbrennungsmotors; Verbesserung der Betriebsweise des Verbrennungsmotors und Fahrzeugwartung.

Eine Reihe von Verfahren zur Verringerung der Toxizität von Abgasen sind bekannt und werden angewendet. Darunter der Betrieb eines Autos unter Bedingungen, bei denen der Motor am wenigsten giftige Substanzen ausstößt (verringertes Bremsen, gleichmäßige Bewegung bei einer bestimmten Geschwindigkeit usw.); die Verwendung spezieller Kraftstoffzusätze, um die Vollständigkeit der Verbrennung zu erhöhen und die CO-Emissionen (Alkohole, andere Verbindungen) zu reduzieren; feuriges Nachbrennen einiger schädlicher Bestandteile.

V Bei Vergasermotoren beeinflusst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis den Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxidgehalt des Abgases. Beispielsweise steigen die Emissionen mit zunehmender Gemischanreicherung. CO-Gehalt steigt durch unvollständige Verbrennung durch Sauerstoffmangel im Gemisch. Der Anstieg des Kohlenwasserstoffgehalts ist hauptsächlich auf eine Zunahme der Kraftstoffadsorption und eine Zunahme des Mechanismus der unvollständigen Kraftstoffverbrennung zurückzuführen. Schlechte Mischungen verursachen aufgrund ihrer vollständigeren Verbrennung geringere Emissionen von Cn Hm und CO.

V Bei Dieselmotoren ändert sich die Leistung, wenn sich die eingespritzte Kraftstoffmenge ändert. Dadurch ändern sich die Verteilung des Kraftstoffstrahls, die auf die Wand auftreffende Kraftstoffmenge, der Druck im Zylinder, die Temperatur und die Einspritzdauer.

Experten glauben, dass es notwendig ist, den Benzinverbrauch von 8 Litern (pro 100 km Lauf - auf 2 ... 3 Liter) zu senken, um die schädlichen Emissionen erheblich zu reduzieren. Dies erfordert eine Verbesserung der Motor- und Kraftstoffqualität; Umstellung auf bleifreies Benzin; Einsatz von katalytischer Nachverbrennung zur Reduzierung der CO-Emissionen; Einführung von Elektron

lautes Kontrollsystem für Kraftstoffverbrennungsprozesse; und andere Maßnahmen, insbesondere die Verwendung von Schalldämpfern in der Abgasanlage.

Eine Steigerung der Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs wird hauptsächlich durch die Verbesserung des Verbrennungsprozesses in einem Verbrennungsmotor erreicht: schichtweise Verbrennung von Kraftstoff; Fackelverbrennung vor der Kammer; die Verwendung von Erwärmung und Verdampfung von Kraftstoff im Ansaugtrakt; Verwendung der elektronischen Zündung. Zusätzliche Reserven zur Verbesserung der Effizienz des Autos sind:

- Reduzierung des Gewichts des Autos durch die Verbesserung des Designs und die Verwendung nichtmetallischer und hochfester Materialien;

- verbesserung der aerodynamischen Leistung der Karosserie (die neuesten Pkw-Modelle haben in der Regel einen um 30 ... 40% niedrigeren Luftwiderstandsbeiwert);

- Reduzierung des Widerstands von Luftfiltern und Schalldämpfern, Abschalten von Nebenaggregaten wie Lüfter usw.;

- Reduzierung des Gewichts des transportierten Kraftstoffs (unvollständige Füllung der Tanks) und des Gewichts der Werkzeuge.

Moderne Pkw-Modelle unterscheiden sich deutlich in der Kraftstoffeffizienz von früheren Modellen.

Vielversprechende Pkw-Marken werden einen Benzinverbrauch von 3,5 l / 100 km oder weniger haben. Die Effizienzsteigerung von Bussen und Lkw wird vor allem durch den Einsatz von Diesel-Verbrennungsmotoren erreicht. Sie haben gegenüber Benzin-Verbrennungsmotoren Umweltvorteile, da sie einen um 25 ... 30 % geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch haben; außerdem ist die Zusammensetzung der Abgase eines Dieselverbrennungsmotors weniger giftig (siehe Tabelle 8.1).

Motoren, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden, weisen gegenüber Benzin-Verbrennungsmotoren Umweltvorteile auf. Eine allgemeine Idee zur Verringerung der Toxizität von Verbrennungsmotoren beim Umstieg auf einen alternativen Kraftstoff kann den in der Tabelle angegebenen Daten entnommen werden. 8.2.

Tabelle 8.2 Toxizität von ICE-Emissionen bei verschiedenen Kraftstoffen

Eine teilweise Lösung des Umweltproblems sehen viele Wissenschaftler in der Umstellung von Autos auf gasförmige Kraftstoffe. Also der Gehalt an Kohlenmonoxid

lerod im Abgas von Gasfahrzeugen ist um 25 ... 40% geringer; Stickoxid um 25 ... 30%; Ruß um 40 ... 50%. Bei der Verwendung von Flüssiggas oder komprimiertem Gas in Automotoren enthalten die Abgase fast kein Kohlenmonoxid. Die Lösung des Problems wäre eine flächendeckende Nutzung des Elektrofahrzeugs. Die produzierten Elektrofahrzeuge haben aufgrund der begrenzten Kapazität und der großen Masse der Batterien eine begrenzte Reichweite. In diesem Bereich wird derzeit intensiv geforscht. Einige positive Ergebnisse wurden bereits erzielt. Eine Verringerung der Toxizität von Emissionen kann erreicht werden, indem der Gehalt an Bleiverbindungen im Benzin verringert wird, ohne seine Energieeigenschaften zu verschlechtern.

Die Umstellung auf Gaskraftstoff bringt keine wesentlichen Änderungen im ICE-Design, wird jedoch durch das Fehlen von Tankstellen und die erforderliche Anzahl von Autos, die auf Gas umgerüstet werden müssen, eingeschränkt. Darüber hinaus verliert ein auf Gas umgebautes Auto aufgrund des Vorhandenseins von Zylindern seine Tragfähigkeit und die Reichweite beträgt ungefähr das 2-fache (200 km gegenüber 400 ... 500 km für ein Benzinfahrzeug). Diese Nachteile können teilweise durch die Umrüstung des Fahrzeugs auf Flüssigerdgas beseitigt werden.

Die Verwendung von Methanol und Ethanol erfordert Änderungen in der Konstruktion des Verbrennungsmotors, da Alkohole chemisch aktiver gegenüber Kautschuken, Polymeren und Kupferlegierungen sind. Um den Motor in der kalten Jahreszeit (bei t< -25 °С); необходима перерегулировка карбюратора, так как изменяется стехиометрическое отношение расхода воздуха к расходу топлива. У бензиновых ДВС оно равно 14,7; у двигателей на метаноле - 6,45, а на этаноле - 9. За рубежом (Бразилия) применяют смеси бензина и этанола в пропорции 12:10, что позволяет использовать бензиновые ДВС с незначительными изменениями их конструкции, несколько повышая при этом экологические показатели двигателя.

Trotz der Tatsache, dass die Schadstoffemissionen (Cn Hm und CO) aus dem Kurbelgehäuse und dem Kraftstoffsystem des Motors mindestens eine Größenordnung niedriger sind als die Abgasemissionen, sind Verfahren zur Verbrennung von Kurbelgehäusegasen aus einer Verbrennung Motor werden derzeit entwickelt. Bekannt ist ein geschlossener Kreislauf zum Neutralisieren von Kurbelgehäusegasen mit ihrer Zufuhr zum Ansaugkrümmer des Motors, gefolgt von einer Nachverbrennung. Ein geschlossenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit Rückführung von Kurbelgehäusegasen zum Vergaser reduziert die Freisetzung von Kohlenwasserstoffen in die Atmosphäre um 10 ... 30 %, Stickoxide um 5 ... 25 %, gleichzeitig aber auch den Ausstoß von Kohlenstoff Monoxid steigt um 10 ... 35%. Wenn die Kurbelgehäusegase nach dem Vergaser zurückkehren, verringert sich die Cn-Hm-Emission um 10 ... 40%, CO um 10 ... 25%, aber die NOx-Emission steigt um 10 ... 40%.

Um die Emissionen von Benzindämpfen aus dem Kraftstoffsystem zu verhindern, von denen der größte Teil bei nicht laufendem Motor in die Atmosphäre gelangt, ist in Autos ein System zur Neutralisierung von Kraftstoffdämpfen aus dem Vergaser und dem Kraftstofftank installiert, das aus drei Haupteinheiten besteht ( Abb. 8.1): ein geschlossener Kraftstofftank 1 mit einem speziellen Tank 2 zum Ausgleich der Wärmeausdehnung des Kraftstoffs; Verschlusskappen 3 des Kraftstoffeinfüllstutzens mit einem Zweiwege-Sicherheitsventil, um übermäßigen Druck oder Unterdruck im Tank zu verhindern; einen Adsorber 4 zum Absorbieren von Kraftstoffdämpfen bei ausgeschaltetem Motor mit einem Dampfrückgewinnungssystem im Ansaugtrakt des Motors während seines Betriebs. Als Adsorptionsmittel wird Aktivkohle verwendet.

Reis. 8.1. Schema zum Auffangen von Kraftstoffdämpfen eines Benzin-Verbrennungsmotors

Die Einhaltung der Wartungsvorschriften und die Kontrolle der Zusammensetzung der Abgase (Abgase) des Verbrennungsmotors können toxische Emissionen in die Atmosphäre deutlich reduzieren. Es ist bekannt, dass bei 160.000 Laufkilometern und ohne Kontrolle die CO-Emissionen um das 3,3-fache und die Cn-NT um das 2,5-fache steigen.

Die Verbesserung der Umweltleistung eines Gasturbinenantriebssystems (GTDU) in Flugzeugen wird durch die Verbesserung des Kraftstoffverbrennungsprozesses, die Verwendung alternativer Kraftstoffe (Flüssiggas, Wasserstoff usw.) und eine rationelle Verkehrsorganisation auf Flughäfen erreicht.

Eine Erhöhung der Verweilzeit der Verbrennungsprodukte in der Brennkammer eines GTEU geht einher mit einer Erhöhung der Vollständigkeit der Verbrennung (eine Verringerung des Gehalts an CO und Cn Hm in den Verbrennungsprodukten) und des Gehalts an Stickoxiden in Sie. Daher ist es durch Ändern der Verweilzeit des Gases in der Brennkammer möglich, nur die minimale Toxizität der Verbrennungsprodukte zu erreichen und diese nicht vollständig zu eliminieren.

Ein wirksameres Mittel zur Verringerung der Toxizität von GTDU ist die Verwendung von Kraftstoffzufuhrmethoden, die eine gleichmäßigere Mischung von Kraftstoff und Luft ermöglichen. Dazu gehören Geräte mit Vorverdampfung von Kraftstoff, Injektoren mit Kraftstoffbelüftung etc. reduzieren den NOx-Gehalt.

Eine deutliche Reduzierung des NOx-Gehalts in den Verbrennungsprodukten von Gasturbinentriebwerken wird durch einen gestuften Prozess der Brennstoffverbrennung in Zweizonen-Brennkammern erreicht. In solchen Kammern wird der Hauptteil des Kraftstoffs bei Betriebsarten mit hohem Schub in Form eines zuvor zubereiteten mageren Gemischs verbrannt. Ein kleinerer Teil des Kraftstoffs (~25 %) wird in Form eines fetten Gemisches verbrannt, wobei hauptsächlich Stickoxide entstehen. Versuche zeigen, dass es mit einer solchen Verbrennung möglich ist, den NOx-Gehalt um das 2-fache zu reduzieren.

Die Lösung der mit dem Einsatz der Raketentechnik verbundenen Umweltprobleme basiert auf der Verwendung von umweltfreundlichen Treibstoffen, vor allem Sauerstoff und Wasserstoff.

8.3. Neutralisation von Abgasen von Verbrennungsmotoren

Die Verbesserung der Umweltleistung von Fahrzeugen ist durch eine Reihe von Maßnahmen zur Verbesserung ihrer Konstruktionen und Betriebsmodi möglich. Dazu gehören die Verbesserung der Effizienz von Motoren, der Ersatz ihrer Benzinversionen durch Dieselversionen, der Einsatz alternativer Kraftstoffe (Druck- oder Flüssiggas, Ethanol, Methanol, Wasserstoff usw.), der Einsatz von Abgasneutralisatoren, die Optimierung des Motorbetriebs und die Fahrzeugwartung.

Durch den Einsatz von Abgaskonvertern (Abgasen) wird eine deutliche Reduzierung der Toxizität des Verbrennungsmotors erreicht. Bekannte flüssige, katalytische, thermische und kombinierte Neutralisatoren. Die effektivsten davon sind katalytische Designs. Die Ausrüstung von Autos damit begann 1975 in den USA und 1986 in Europa. Seitdem ist die Luftverschmutzung durch Abgase stark zurückgegangen – um 98,96 bzw. 90 % für Kohlenwasserstoffe, CO und NOx.

Ein Katalysator ist ein zusätzliches Gerät, das in das Abgassystem des Motors eingebracht wird, um die Abgasemissionen zu reduzieren. Bekannte flüssige, katalytische, thermische und kombinierte Neutralisatoren.

Das Funktionsprinzip flüssiger Neutralisatoren basiert auf der Auflösung oder chemischen Wechselwirkung von toxischen Abgaskomponenten, wenn sie durch eine Flüssigkeit einer bestimmten Zusammensetzung geleitet werden: Wasser, eine wässrige Natriumsulfitlösung, eine wässrige Natriumbicarbonatlösung.

In Abb. 8.2 ist ein Diagramm eines Flüssigkeitskonverters, der bei einem Zweitakt-Dieselmotor verwendet wird. Die Abgase treten durch die Leitung 1 in den Neutralisator und durch den Sammler 2 in den Tank 3 ein, wo sie mit dem Arbeitsmedium reagieren. Die gereinigten Gase passieren den Filter 4, den Abscheider 5 und werden in die Atmosphäre abgegeben. Beim Verdampfen wird die Flüssigkeit aus dem Zusatztank 6 in den Arbeitstank gegeben.

Reis. 8.2. Flüssigkeitskonverter-Schaltung

Das Durchleiten von Dieselabgasen durch Wasser führt zu einer Geruchsminderung, Aldehyde werden mit einer Effizienz von 0,5 absorbiert und die Effizienz der Rußentfernung erreicht 0,60 ... 0,80. Gleichzeitig nimmt der Gehalt an Benzo(a)pyren in den Abgasen von Dieselmotoren leicht ab. Die Temperatur von Gasen nach der Flüssigkeitsreinigung beträgt 40 ... 80 ° C, und das Arbeitsmedium wird auf etwa die gleiche Temperatur erhitzt. Mit sinkender Temperatur wird der Reinigungsprozess intensiver.

Flüssige Neutralisatoren benötigen keine Zeit, um nach dem Starten eines kalten Motors in den Betriebsmodus zu gelangen. Nachteile flüssiger Neutralisatoren: großes Gewicht und Abmessungen; die Notwendigkeit eines häufigen Wechsels der Arbeitslösung; Ineffizienz in Bezug auf CO; geringer Wirkungsgrad (0,3) in Bezug auf NOx; intensive Verdunstung der Flüssigkeit. Der Einsatz von flüssigen Neutralisationsmitteln in kombinierten Reinigungssystemen kann jedoch sinnvoll sein, insbesondere bei Anlagen, deren Abgase beim Eintritt in die Atmosphäre eine niedrige Temperatur aufweisen müssen.

Autoabgase(oder Abgase) - Die Hauptquelle giftiger Stoffe in einem Verbrennungsmotor ist ein heterogenes Gemisch verschiedener gasförmiger Stoffe mit unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften, bestehend aus den Produkten der vollständigen und unvollständigen Verbrennung von Kraftstoff, Luftüberschuss, Aerosolen und verschiedenen Spurenverunreinigungen (beide gasförmig und in Form von flüssigen und festen Partikeln), die von den Motorzylindern in das Abgassystem gelangen. In ihrer Zusammensetzung enthalten sie etwa 300 Stoffe, von denen die meisten giftig sind. Die wichtigsten standardisierten toxischen Bestandteile von Motorabgasen sind Kohlen-, Stickstoff- und Kohlenwasserstoffoxide. Darüber hinaus gelangen mit Abgasen gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, krebserregende Stoffe, Ruß und andere Bestandteile in die Atmosphäre. Die ungefähre Zusammensetzung der Abgase ist in dargestellt.

Wenn der Motor mit verbleitem Benzin betrieben wird, enthält das Abgas Blei, während der Motor mit Dieselkraftstoff Ruß enthält.

Kohlenmonoxid (CO - Kohlenmonoxid)

Transparentes, geruchloses Giftgas, etwas leichter als Luft, schwer wasserlöslich. Kohlenmonoxid entsteht bei der unvollständigen Verbrennung von Kraftstoffen, in Luft verbrennt es mit blauer Flamme unter Bildung von Kohlendioxid (Kohlendioxid).

Im Brennraum eines Motors entsteht CO durch schlechte Zerstäubung des Kraftstoffs, durch Kaltflammenreaktionen, bei der Verbrennung von Kraftstoff unter Sauerstoffmangel sowie durch die Dissoziation von Kohlendioxid bei hohen Temperaturen. Bei der anschließenden Verbrennung nach der Zündung (nach dem oberen Totpunkt, im Arbeitstakt) ist eine Verbrennung von Kohlenmonoxid in Gegenwart von Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxid möglich. In diesem Fall setzt sich der CO-Ausbrennprozess im Abgasrohr fort.

Zu beachten ist, dass beim Betrieb von Dieselmotoren die CO-Konzentration in den Abgasen gering ist (ca. 0,1 - 0,2 %), daher wird in der Regel bei Ottomotoren die CO-Konzentration bestimmt.

Stickoxide (NO, NO 2, N 2 O, N 2 O 3, N 2 O 5, im Folgenden - NO x)

Stickoxide gehören zu den giftigsten Bestandteilen in Abgasen. Stickstoff ist unter normalen atmosphärischen Bedingungen ein sehr inertes Gas. Bei hohen Drücken und insbesondere Temperaturen reagiert Stickstoff aktiv mit Sauerstoff. In den Abgasen von Motoren bestehen mehr als 90 % der Gesamtmenge an NO x aus Stickoxid NO, das bereits im Abgassystem und dann in der Atmosphäre leicht zu Dioxid (NO 2) oxidiert wird.

Stickoxide reizen die Schleimhäute von Augen und Nase und zerstören die Lunge einer Person, da sie bei der Bewegung entlang der Atemwege mit der Feuchtigkeit der oberen Atemwege interagieren und Salpetersäure und salpetrige Säuren bilden. In der Regel manifestiert sich eine NO x -Vergiftung des menschlichen Körpers nicht sofort, sondern allmählich, und es gibt keine Neutralisationsmittel.

Lachgas(N 2 O - Hemioxid, Lachgas) - ein Gas mit einem angenehmen Geruch, wir werden uns gut in Wasser auflösen. Es hat eine narkotische Wirkung.

NO 2 (Dioxid)- eine blassgelbe Flüssigkeit, die an der Bildung von Smog beteiligt ist. Stickstoffdioxid wird als Oxidationsmittel in Raketentreibstoff verwendet.

Es wird angenommen, dass Stickoxide für den menschlichen Körper etwa 10-mal gefährlicher sind als CO, und unter Berücksichtigung sekundärer Umwandlungen 40-mal gefährlicher.

Stickoxide sind gefährlich für Pflanzenblätter. Es wurde festgestellt, dass sich ihre direkte toxische Wirkung auf Pflanzen manifestiert, wenn die Konzentration von NO x in der Luft im Bereich von 0,5 - 6,0 mg / m 3 liegt. Salpetersäure ist gegenüber Kohlenstoffstählen stark korrosiv.

Die Emission von Stickoxiden wird maßgeblich von der Temperatur im Brennraum beeinflusst. Wenn die Temperatur von 2500 auf 2700 K ansteigt, erhöht sich somit die Reaktionsgeschwindigkeit um das 2,6-fache, und wenn die Temperatur von 2500 auf 2300 K sinkt, nimmt sie um das 8-fache ab, d.h. je höher die Temperatur, desto höher die NO x -Konzentration. Auch eine frühe Kraftstoffeinspritzung oder hohe Kompressionsdrücke im Brennraum tragen zur NO x -Bildung bei. Je höher die Sauerstoffkonzentration, desto höher die Konzentration an Stickoxiden.

Kohlenwasserstoffe (C n H m - Ethan, Methan, Ethylen, Benzol, Propan, Acetylen usw.)

Kohlenwasserstoffe- organische Verbindungen, deren Moleküle nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen aufgebaut sind, sind giftige Stoffe. Die Abgase enthalten über 200 verschiedene CHs, die in aliphatische (offene oder geschlossene Kette) und Benzol oder aromatische Ringe unterteilt werden. Aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten im Molekül einen oder mehrere Zyklen von 6 Kohlenstoffatomen, die durch Einfach- oder Doppelbindungen verbunden sind (Benzol, Naphthalin, Anthracen usw.). Sie haben einen angenehmen Geruch.

Das Vorhandensein von CH in den Abgasen von Motoren erklärt sich dadurch, dass das Gemisch in der Brennkammer heterogen ist, daher an den Wänden, in den wieder angereicherten Zonen, die Flamme erlischt und Kettenreaktionen unterbrochen werden (siehe) .

Reis. 1 - Schema der CH-Bildung in Abgasen

1 - Kolben; 2 - Ärmel; 3 - Wandschichten der Mischung

Unvollständig verbranntes CH, das mit den Abgasen emittiert wird und ein Gemisch aus mehreren hundert chemischen Verbindungen ist, hat einen unangenehmen Geruch. CH sind die Ursache vieler chronischer Krankheiten.

Auch Benzindämpfe, bei denen es sich um Kohlenwasserstoffe handelt, sind giftig. Die zulässige durchschnittliche Tageskonzentration an Benzindämpfen beträgt 1,5 mg / m 3. Der CH-Gehalt in den Abgasen steigt mit der Drosselung, wenn der Motor im Zwangsleerlauf betrieben wird (PXH z. B. beim Bremsen durch den Motor). Wenn der Motor in den angegebenen Modi arbeitet, verschlechtert sich der Prozess der Gemischbildung (Vermischung der Kraftstoff-Luft-Ladung), die Verbrennungsrate nimmt ab, die Zündung verschlechtert sich und infolgedessen treten ihre häufigen Lücken auf.

Die Emission von CH wird durch unvollständige Verbrennung in der Nähe von kalten Wänden verursacht, wenn bis zum Ende der Verbrennung Orte mit starkem lokalem Luftmangel, ungenügender Brennstoffzerstäubung, mit unbefriedigender Verwirbelung der Luftladung und niedrigen Temperaturen (z. Leerlauf).

Kohlenwasserstoffe werden in wieder angereicherten Zonen gebildet, in denen der Sauerstoffzugang begrenzt ist, sowie in der Nähe der relativ kalten Wände der Brennkammer. Sie spielen eine aktive Rolle bei der Bildung biologisch aktiver Substanzen, die Augen, Rachen, Nase und deren Erkrankungen reizen und Flora und Fauna schädigen.

Kohlenwasserstoffverbindungen haben eine narkotische Wirkung auf das Zentralnervensystem, können chronische Krankheiten verursachen und einige aromatische CHs haben toxische Eigenschaften.

Kohlenwasserstoffe (Olefine) und Stickoxide tragen unter bestimmten meteorologischen Bedingungen aktiv zur Bildung bei.

Smog

Smog(Smog, aus Rauch - Rauch und Nebel - Nebel) - ein giftiger Nebel, der in der unteren Atmosphäre gebildet wird und bei widrigen Wetterbedingungen durch Schadstoffe aus Industrieunternehmen, Abgasen von Fahrzeugen und wärmeerzeugenden Anlagen verunreinigt wird.

Es ist ein Aerosol bestehend aus Rauch, Nebel, Staub, Rußpartikeln, Flüssigkeitströpfchen (in feuchter Atmosphäre). Tritt in der Atmosphäre von Industriestädten unter bestimmten meteorologischen Bedingungen auf.

Die in die Atmosphäre gelangenden Schadgase reagieren miteinander und bilden neue, auch giftige Verbindungen. In diesem Fall treten in der Atmosphäre Reaktionen der Photosynthese, Oxidation, Reduktion, Polymerisation, Kondensation, Katalyse usw. auf.

Durch komplexe photochemische Prozesse, die durch die ultraviolette Strahlung der Sonne angeregt werden, werden aus Aldehyden und anderen Stoffen Photooxidantien (Oxidantien) gebildet.

Niedrige Konzentrationen von NO 2 können große Mengen an atomarem Sauerstoff erzeugen, der wiederum Ozon bildet und mit Luftschadstoffen reagiert. Auch das Vorhandensein von Formaldehyd, höheren Aldehyden und anderen Kohlenwasserstoffverbindungen in der Atmosphäre trägt zusammen mit Ozon zur Bildung neuer Peroxidverbindungen bei.

Dissoziationsprodukte interagieren mit Olefinen und bilden giftige Nitroperoxidverbindungen. Bei einer Konzentration von mehr als 0,2 mg / m 3 kommt es zur Kondensation von Wasserdampf in Form von winzigen Nebeltröpfchen mit toxischen Eigenschaften. Ihre Anzahl hängt von der Jahreszeit, der Tageszeit und anderen Faktoren ab. Bei heißem, trockenem Wetter wird Smog in Form eines gelben Schleiers beobachtet (die Farbe wird durch das in der Luft vorhandene NO 2 - Tröpfchen einer gelben Flüssigkeit) beobachtet.

Smog reizt die Schleimhäute, insbesondere die Augen, und kann Kopfschmerzen, Schwellungen, Blutungen und Komplikationen bei Atemwegserkrankungen verursachen. Verringert die Sichtbarkeit auf den Straßen und erhöht dadurch die Zahl der Verkehrsunfälle.

Die Gefahr von Smog für Menschenleben ist groß. Zum Beispiel wird der Londoner Smog von 1952 als Katastrophe bezeichnet, da in 4 Tagen etwa 4000 Menschen an Smog starben. Das Vorhandensein von Chlorid, Stickstoff, Schwefelverbindungen und Wassertröpfchen in der Atmosphäre trägt zur Bildung stark giftiger Verbindungen und Säuredämpfe bei, die sich nachteilig auf Pflanzen und Bauwerke, insbesondere auf historische Denkmäler aus Kalkstein, auswirken.

Die Natur des Smogs ist anders. In New York wird beispielsweise die Bildung von Smog durch die Reaktion von Fluorid- und Chloridverbindungen mit Wassertröpfchen erleichtert; in London - das Vorhandensein von Dämpfen von Schwefelsäure und schweflige Säure; in Los Angeles (Kalifornien oder photochemischer Smog) - das Vorhandensein von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen in der Atmosphäre; in Japan das Vorhandensein von Ruß- und Staubpartikeln in der Atmosphäre.

Jetzt steht der Planet dank der Medien unter der genauen Beobachtung der Öffentlichkeit, nämlich seiner Sättigung und Verschmutzung mit Abgasen von Autos. Besonders aufmerksam verfolgt und diskutiert man den in der Presse verbreiteten „Treibhauseffekt“ und die schädlichen Auswirkungen der Abgase von Dieselautos.

Aber wie Sie wissen, Abgase, Abgase - Streit, obwohl sie alle gefährlich für den menschlichen Körper und andere Lebensformen auf der Erde sind. Was macht sie also gefährlich? Und was unterscheidet sie voneinander? Sehen wir uns unter dem Mikroskop an, woraus der graue Smog besteht, der aus dem Auspuff fliegt. Kohlendioxid, Ruß, Stickoxide und einige andere ebenso gefährliche Elemente.

Wissenschaftler stellen fest, dass sich die Umweltsituation in vielen Industrie- und Entwicklungsländern in den letzten 25 Jahren deutlich verbessert hat. Dies ist vor allem auf die allmähliche, aber unvermeidliche Verschärfung der Umweltstandards sowie die Verlagerung der Produktion auf andere Kontinente und andere Länder, einschließlich Ostasiens, zurückzuführen. In Russland, der Ukraine und anderen GUS-Staaten wurden viele Unternehmen aufgrund politischer und wirtschaftlicher Schocks geschlossen, was einerseits eine äußerst schwierige sozioökonomische Situation schuf, aber die Umweltleistung dieser Länder erheblich verbesserte.

Dennoch sind es laut Forschern die Autos, die die größte Gefahr für unseren grünen Planeten darstellen. Auch bei einer schrittweisen Verschärfung der Standards für Schadstoffemissionen in die Atmosphäre aufgrund der Zunahme der Anzahl von Autos werden die Ergebnisse dieser Arbeit leider eingeebnet.

Wenn wir die Gesamtmasse verschiedener Fahrzeuge auf dem Planeten jetzt segmentieren, bleiben die schmutzigsten, insbesondere gefährliche Fahrzeuge mit dieser Art von Kraftstoff mit einem Überschuss an Stickoxiden. Trotz jahrzehntelanger Entwicklung und Zusicherungen von Autoherstellern, Diesel sauberer zu machen, bleiben Stickoxid und Ruß die Hauptfeinde des Diesels.

Im Zusammenhang mit dieser Problematik des Einsatzes von Dieselmotoren diskutieren deutsche Großstädte wie Stuttgart und München derzeit ein Fahrverbot für Schwerkraftfahrzeuge.

Hier finden Sie eine erschöpfende Liste der Schadstoffe in Abgasen und der Gesundheitsschäden beim Einatmen.

Autoabgase

Abgase sind gasförmige Abfallprodukte, die bei der Umwandlung von flüssigem Kohlenwasserstoff-Brennstoff in Energie entstehen, mit der der Verbrennungsmotor durch Verbrennung betrieben wird.

Benzol

Benzol kommt in geringen Mengen in Benzin vor. Farblose, transparente, leicht bewegliche Flüssigkeit.

Sobald Sie den Tank Ihres Autos mit Benzin befüllen, kommen Sie mit dem ersten gesundheitsgefährdenden Stoff in Berührung, Benzol, das aus dem Tank verdunstet. Aber Benzol ist beim Verbrennen von Kraftstoff am gefährlichsten.

Benzol gehört zu den Substanzen, die beim Menschen Krebs auslösen können. Mit Hilfe eines Drei-Wege-Katalysators wurde jedoch schon vor vielen Jahren eine entscheidende Reduzierung des gefährlichen Benzols in der Luft erreicht.

Feinstaub (Feststoffpartikel)

Dieser Luftschadstoff ist ein nicht näher bezeichneter Stoff. Es ist besser zu sagen, dass es sich um ein komplexes Stoffgemisch handelt, das sich in Herkunft, Form und chemischer Zusammensetzung unterscheiden kann.

Im Auto sind feinste Schleifmittel in allen Betriebsformen vorhanden, zum Beispiel beim Verschleiß von Reifen und Bremsscheiben. Aber die größte Gefahr ist Ruß. Bisher litten nur Dieselmotoren unter diesem unangenehmen Moment im Betrieb. Mit dem Einbau von Partikelfiltern hat sich die Situation deutlich verbessert.

Ein ähnliches Problem ist nun bei Benzinmodellen aufgetreten, da sie zunehmend Direkteinspritzsysteme verwenden, was als Nebenprodukt zu noch feineren Partikeln als Dieselmotoren führt.

Laut Wissenschaftlern, die die Natur des Problems untersuchen, werden jedoch nur 15 % des in der Lunge abgelagerten Feinstaubs von Autos produziert; jede menschliche Aktivität, von der Landwirtschaft bis hin zu Laserdruckern, Kaminen und natürlich Zigaretten, kann eine Quelle für ein gefährliches Phänomen.

Die Gesundheit der Bewohner von Megastädten

Die tatsächliche Belastung des menschlichen Körpers durch Abgase hängt vom Verkehrsaufkommen und den Wetterbedingungen ab. Wer an einer stark befahrenen Straße wohnt, ist Stickoxiden oder Feinstaub viel stärker ausgesetzt.

Abgase sind nicht für alle Anwohner gleichermaßen gefährlich. Gesunde Menschen spüren den "Gasangriff" praktisch nicht, obwohl die Intensität der Belastung dadurch nicht abnimmt, aber die Gesundheit eines Asthmatikers oder einer Person mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen kann sich durch das Vorhandensein von Abgasen erheblich verschlechtern.

Kohlendioxid (CO2)

Gas, das für das gesamte Klima des Planeten schädlich ist, entsteht zwangsläufig bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Diesel oder Benzin. In Bezug auf CO2 sind Dieselmotoren etwas sauberer als Benziner, da sie in der Regel weniger Kraftstoff verbrauchen.

CO2 ist für den Menschen ungefährlich, aber nicht für die Natur. Das Treibhausgas CO2 ist für den größten Teil der globalen Erwärmung verantwortlich. Nach Angaben des Bundesumweltministeriums lag der Anteil von Kohlendioxid an den gesamten Treibhausgasemissionen 2015 bei 87,8 Prozent.

Seit 1990 sinken die Kohlendioxidemissionen fast kontinuierlich, insgesamt um 24,3 Prozent. Trotz der Produktion sparsamerer Motoren neutralisieren die zunehmende Motorisierung und die Zunahme des Güterverkehrs jedoch die Versuche von Wissenschaftlern und Ingenieuren, den Schaden zu verringern. Infolgedessen bleiben die Kohlendioxidemissionen hoch.

Übrigens: Alle Fahrzeuge beispielsweise in Deutschland sind für „nur“ 18 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich. Mehr als doppelt so viel, 37 Prozent, wird für Energieemissionen ausgegeben. In den USA ist das Bild umgekehrt, wo die schwersten Naturschäden durch Autos verursacht werden.

Kohlenmonoxid (Co, Kohlenmonoxid)

Extrem gefährliches Verbrennungsnebenprodukt. Kohlenmonoxid ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Die Verbindung von Kohlenstoff und Sauerstoff tritt bei unvollständiger Verbrennung kohlenstoffhaltiger Stoffe auf und ist ein äußerst gefährliches Gift. Daher ist eine hochwertige Belüftung in Garagen und Tiefgaragen lebenswichtig für ihre Nutzer.

Schon eine kleine Menge Kohlenmonoxid schädigt den Körper, ein paar Minuten in einer schlecht belüfteten Garage bei laufendem Auto können eine Person töten. Seien Sie äußerst vorsichtig! Nicht in geschlossenen Boxen und Räumen ohne Belüftung aufwärmen!

Doch wie gefährlich ist Kohlenmonoxid im Freien? Ein in Bayern durchgeführter Versuch ergab, dass 2016 die von den Messstationen angezeigten Durchschnittswerte zwischen 0,9-2,4 mg/m 3 deutlich unter den Grenzwerten lagen.

Ozon

Für den Laien ist Ozon kein gefährliches oder giftiges Gas. In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht der Fall.

Bei Sonneneinstrahlung werden Kohlenwasserstoffe und Stickoxid in Ozon umgewandelt. Über die Atemwege gelangt Ozon in den Körper und führt zu Zellschäden. Folgen, Wirkungen von Ozon: lokale Entzündung der Atemwege, Husten und Atemnot. Bei geringen Ozonmengen gibt es keine Probleme mit der anschließenden Wiederherstellung von Körperzellen, aber bei hohen Konzentrationen kann dieses scheinbar harmlose Gas einen gesunden Menschen sicher töten. Nicht umsonst wird dieses Gas in Russland der höchsten Gefahrenklasse zugeordnet.

Mit dem Klimawandel steigt das Risiko hoher Ozonkonzentrationen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Ozonbelastung bis 2050 stark ansteigen wird. Um das Problem zu lösen, müssen die verkehrsbedingten Stickoxide deutlich reduziert werden. Darüber hinaus gibt es viele Faktoren, die die Ausbreitung von Ozon beeinflussen, beispielsweise tragen auch Lösungsmittel in Farben und Lacken aktiv zum Problem bei.

Schwefeldioxid (SO2)

Dieser Schadstoff entsteht bei der Verbrennung von Schwefel in Kraftstoffen. Es gehört zu den klassischen Luftschadstoffen, die bei Verbrennungsprozessen, in Kraftwerken und in der Industrie entstehen. SO2 ist einer der wichtigsten „Inhaltsstoffe“ in Smog-Schadstoffen, auch „London-Smog“ genannt.

In der Atmosphäre durchläuft Schwefeldioxid eine Reihe von Umwandlungsprozessen, bei denen Schwefelsäure, Sulfite und Sulfate entstehen können. SO2 wirkt hauptsächlich auf die Schleimhäute der Augen und der oberen Atemwege. In Bezug auf die Umwelt kann Schwefeldioxid Pflanzen schädigen und eine Versauerung des Bodens verursachen.

Stickoxide (NOx)

Stickoxide entstehen hauptsächlich bei der Verbrennung in Verbrennungsmotoren. Als Hauptquelle gelten Dieselfahrzeuge. Die Einführung von Katalysatoren und Partikelfiltern nimmt weiter zu, sodass die Emissionen deutlich reduziert werden, dies aber erst in Zukunft geschehen wird.

In der modernen Welt ist allgemein anerkannt, dass Abgase von Verbrennungsmotoren die größten Umweltschäden verursachen. In letzter Zeit sind jedoch zunehmend widersprüchliche Meinungen von Experten über den Einfluss dieser Gase zu hören. Nach unserem üblichen Verständnis schaden nur Maschinen der Natur und lassen Generatoren und Anlagen für Heizung, Wasserversorgung und andere Bedürfnisse im Hintergrund. Laut einer Studie des European Medical Journal sterben jedes Jahr etwa 40.000 Menschen an Autoabgasen.

Neueste Erkenntnisse von Wissenschaftlern haben bestätigt, dass etwa 6% aller Todesfälle mit einer besonderen Risikogruppe in Verbindung gebracht werden, Kinder und ältere Menschen, deren Körper sich nicht schnell von mikroskopisch kleinen Treibstoffmolekülen reinigen kann. Aufgrund all dessen wird die Tatsache, dass Abgase harmlos sein können, stark in Frage gestellt. Schließlich weiß selbst ein Fahranfänger, dass es tödlich ist, bei laufendem Motor drinnen zu bleiben.

Erstes Kohlenmonoxid:

1) Bei kurzzeitiger Vergiftung beginnen Reizungen der Schleimhäute von Augen, Nase und Rachen. Eine weitere Exposition führt zu Erbrechen und höchstwahrscheinlich zu Bewusstlosigkeit. Bei Patienten mit Asthma und Emphysem kann eine solche Vergiftung die letzte sein.

2) Schläfrigkeit, daraus resultierende Müdigkeit und Bewusstlosigkeit sind auch kleine Dosen über lange Zeit.

3) Verschwommenes Sehen, sich verschlimmernder Schwindel weisen eindeutig auf eine Schädigung des Zentralnervensystems hin.

Die Abgastemperatur ist die Ursache aller Schäden. Tatsache ist, dass je höher die Temperatur, desto schneller die Verbrennungsprodukte gebildet werden, was zu einer Erhöhung der Schadstoffkonzentration beim Auspuff führt. Sehr oft diagnostizieren Ärzte Hypoxie bei Fahrern, die die meiste Zeit unterwegs sind. Darunter sind Trucker, Taxifahrer, Spediteure und viele andere.

Aber alles ist nicht so beängstigend, wie es scheinen mag. Es genügt, diese Tipps zu befolgen und schont die Gesundheit für Sie und Ihre Lieben:

1) Versuchen Sie in der Garage oder in der Nähe des Heimatgebietes, das Auto so wenig wie möglich betriebsbereit zu lassen;

2) Qualitätskraftstoff kaufen;

und Sie im privaten Bereich leben, empfehlen wir Ihnen, bei der Installation des Zauns einen kleinen Spalt zwischen dem Boden und dem Beginn der Leinwand zu machen. Da die Abgase schwerer als Luft sind, entweichen sie in diese Spalte. Experten empfehlen, wenn möglich, eine Seite des Zauns „transparent“ zu machen, um die Belüftung schwerer Gase zu beschleunigen.

4) Installieren Sie verschiedene Dieselgeneratoren so weit wie möglich von Wohnräumen entfernt. Entwickeln Sie ein System, um auch bei starkem Wind Gase aus Ihrer Umgebung abzuleiten. Es ist besser, ein paar Tausend mehr auszugeben, als in 4-5 Jahren Asthmatiker zu werden.

Denken Sie daran, dass Kraftstoff und seine Dämpfe gesundheitsschädlich sind, auch außerhalb von Automotoren oder Generatoren.

Nach Untersuchungen von Umweltschützern werden in Großstädten fast 90 % der Luftverschmutzung durch Fahrzeugabgase verursacht. Dieselfahrzeuge sind die schlimmsten Schadstoffe. Auch die Art des verbrannten Benzins spielt eine wichtige Rolle. Zum Beispiel setzt schwefelhaltiges Benzin Schwefeloxide in die Atmosphäre frei, während Chlor, Brom und Blei. Die häufigste Zusammensetzung von Abgasen ist jedoch wie folgt:

Stickstoff - 75%;
– Sauerstoff – 0,3–8,0%;
- Wasser - 3-5%;
- Kohlendioxid - 0-16 %;
- Kohlenmonoxid - 0,1-5,0%;
- Stickoxide - 0,8%;
- Kohlenwasserstoffe - 0,1-2,5%;
- Aldehyde - bis zu 0,2%;
- Ruß - bis zu 0,04 %;
– Benzpyren – 0,0005%.

Kohlenmonoxid

Produkt der unvollständigen Verbrennung von Benzin oder Dieselkraftstoff. Dieses Gas hat keine Farbe, daher kann eine Person seine Anwesenheit in der Atmosphäre nicht spüren. Dies ist seine Hauptgefahr. Kohlenmonoxid bindet Hämoglobin und verursacht Gewebe und Organe im Körper. Dies führt zu Kopfschmerzen, Schwindel, Bewusstlosigkeit und sogar zum Tod.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Auto in einer geschlossenen oder sogar offenen Garage warm wird und zum Tod des Autobesitzers führt. Geruchlos und farblos führt Kohlenmonoxid zu Bewusstlosigkeit und Tod.

Stickstoffdioxid

Gelblich-braunes Gas mit stechendem Geruch. Reduziert die Sichtbarkeit, verleiht der Luft einen bräunlichen Farbton. Es ist sehr giftig, kann Bronchitis verursachen, verringert die Widerstandsfähigkeit des Körpers gegen Erkältungen erheblich. Besonders negativ wirkt sich Stickstoffdioxid auf Menschen aus, die an chronischen Atemwegserkrankungen leiden.

Kohlenwasserstoffe

In Gegenwart von Stickoxiden und unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung der Sonne werden Kohlenwasserstoffe oxidiert, woraufhin sie sauerstoffhaltige Giftstoffe mit stechendem Geruch bilden, den sogenannten photochemischen Smog. Cyclische aromatische Kohlenwasserstoffe kommen auch in Harzen und Ruß vor, sie sind die stärksten Karzinogene. Einige von ihnen können Mutationen verursachen.

Formaldehyd

Ein farbloses Gas mit einem unangenehmen und stechenden Geruch. Reizt in großen Mengen die Atemwege und die Augen. Es ist giftig, schädigt das Nervensystem, wirkt mutagen, allergen und krebserregend.

Staub und Ruß

Schwebeteilchen, nicht größer als 10 Mikrometer. Kann Erkrankungen der Atemwege und der Schleimhäute verursachen. Ruß ist krebserregend und kann Krebs verursachen.

Bei laufendem Motor sammeln sich unverbrannte Partikel an den Wänden der Abgasanlage. Unter dem Einfluss des Gasdrucks gelangen sie in die Atmosphäre und verschmutzen diese.

Benzpyren 3.4

Einer der gefährlichsten Stoffe, der Abgase enthält. Es ist ein starkes Karzinogen, erhöht die Wahrscheinlichkeit von Krebs.