Ne însoțesc aproape peste tot - zboară în bucătăria noastră prin fereastră, ne urmăresc în habitaclu al unei mașini, la o trecere de pietoni, în mijloacele de transport în comun... Gazele de eșapament ale mașinilor - sunt cu adevărat la fel de periculoase pentru oameni precum înfățișează media?

De la general la specific - poluarea aerului din gazele de evacuare

Din când în când, în orașele mari, din cauza smog-ului iminent, nici măcar cerul nu se vede. Autoritățile din Paris, de exemplu, în astfel de zile încearcă să limiteze ieșirea mașinilor - astăzi, proprietarii de mașini cu numere pare conduc, iar mâine cu cele impare... Dar de îndată ce bate un vânt proaspăt și răspândește gaze acumulate, toată lumea este eliberată din nou pe drum până când un nou val de smog acoperă orașul, astfel încât turiștii să nu vadă Turnul Eiffel. În multe orașe mari, mașinile sunt principalii poluanți ai aerului, deși la nivel global sunt inferioare conducerii industriei. Doar sfera producției de energie din produse petroliere și organice emite de două ori mai mult dioxid de carbon în atmosferă decât toate mașinile la un loc.

În plus, conform ecologiștilor, omenirea taie anual câtă pădure ar fi suficientă pentru a procesa tot CO 2 care intră în atmosferă din țeava de eșapament.

Adică, orice s-ar spune, dar poluarea atmosferei cu gazele de eșapament ale mașinilor este, la scară globală, doar una dintre verigile din sistemul de consum care dăunează planetei noastre. Totuși, să încercăm să trecem de la general la particular - care este mai aproape de noi, un fel de fabrică la marginea geografiei sau o mașină? „Iron Horse” - în general, generatorul nostru personal de „farmece” de evacuare, care aici și acum continuă să facă acest lucru. Și ne dăunează, în primul rând, nouă înșine. Mulți șoferi se plâng de somnolență și caută o cale, nici măcar nu bănuiesc că lipsa de forță și vigoare se datorează inhalării de evacuare!

Gazele de evacuare - este atât de rău?

În total, gazele de eșapament conțin peste 200 de formule chimice diferite. Acestea sunt azotul, oxigenul, apa și același dioxid de carbon care sunt inofensive pentru organism și agenții cancerigeni toxici care cresc riscul de boli grave până la formarea de tumori maligne. Totuși, aceasta este în viitor, cea mai periculoasă substanță care ne poate afecta sănătatea aici și acum este monoxidul de carbon CO, un produs al arderii incomplete a combustibilului. Nu putem simți acest gaz cu receptorii noștri și creează inaudibil și invizibil un mic Auschwitz pentru corpul nostru - otrava limitează accesul oxigenului la celulele corpului, care la rândul său poate provoca atât o durere de cap obișnuită, cât și simptome mai grave de otrăvire, până la pierderea conștienței și rezultat letal.

Cel mai groaznic lucru este că copiii sunt cei mai otrăviți - tocmai la nivelul inhalării lor se concentrează cea mai mare cantitate de otravă. Experimentele în desfășurare, care au luat în considerare tot felul de factori, au scos la iveală un model - copiii care sunt expuși în mod regulat la monoxid de carbon și la alte produse „de evacuare” devin pur și simplu muți, ca să nu mai vorbim de imunitatea slăbită și bolile „minore” precum răcelile frecvente. Și acesta este doar vârful aisbergului - merită să descriem efectele formaldehidei, benzopirenului și a altor 190 de compuși diferiți asupra corpului nostru?? Britanicii pragmatici au calculat că gazele de eșapament ucid în fiecare an mai mulți oameni decât mor în accidente de mașină!

Gazele de eșapament ale mașinii - cum să le tratăm?

Și din nou, să trecem de la general la particular - poți acuza guvernele lumii de inactivitate cât de mult vrei, poti certa magnații industriali ori de câte ori tu sau membrii familiei tale te îmbolnăvești, dar tu și numai tu poți face ceva, dacă nu complet. abandonați mașina, dar măcar pentru a reduce emisiile. Desigur, toți suntem limitați de capacitățile portofelului nostru, dar dintre acțiunile enumerate în acest articol, cu siguranță, va exista cel puțin una care ți se potrivește. Să fim de acord - vei începe să cânți chiar acum, fără a amâna pentru un mâine fantomatic.

Este foarte posibil să vă permiteți să treceți la motoarele pe gaz - fă-o! Dacă acest lucru nu este posibil, reglați motorul, cheltuiți. Dacă totul este în ordine cu motorul, încercați să alegeți modul cel mai rațional de funcționare a acestuia. Gata? Mergeți mai departe - folosiți neutralizatoare de gaze de eșapament! Portofelul nu permite? Așa că economisiți bani pe benzină - mergeți mai des, mergeți cu bicicleta la magazin.

Costul combustibilului este atât de mare încât în ​​doar câteva săptămâni de astfel de economii, vă puteți permite cel mai bun catalizator! Optimizați călătoriile - încercați să faceți cât mai multe lucruri într-o singură cursă, combinați călătoriile cu vecinii sau colegii. Acționând în acest fel, îndeplinind cel puțin una dintre condițiile de mai sus, poți fi personal mulțumit de tine - poluarea aerului cu gazele de eșapament a scăzut datorită ție! Și să nu credeți că acesta nu este un rezultat - acțiunile voastre sunt ca niște pietricele mici care implică o avalanșă.

Locuitorii orașului vorbesc adesea despre ecologie și, în mare parte, o certă. În principiu, există multe motive pentru aceasta, dar despre gazele de eșapament se vorbește des în mod special. Deci, ce anume respiră orașul și ce ascunde în sine mirosul gazelor de eșapament?

Adesea, gazele de eșapament sunt numite toate emisiile în atmosfera urbană, inclusiv cazane, fabrici și alte întreprinderi industriale. De fapt, este corect să numim acest termen doar emisiile de transport care apar ca urmare a prelucrării combustibilului. Se mai numesc și gaze reziduale. Gazele de eșapament sunt produsul motoarelor cu ardere internă și, având în vedere creșterea rapidă a numărului de vehicule în ultimii 50 de ani și, în special, creșterea numărului de vehicule personale în orașe, gazele de eșapament din aerul orașelor s-au calmat serios și de multă vreme, iar numărul lor este doar în creștere.

Acum, gazele de eșapament sunt principala cauză a poluării aerului în oraș și afectează în mod constant sănătatea umană. Așadar, ne-am dat seama de terminologie, haideți să aflăm ce anume livrează în mod regulat mașinile în atmosfera noastră, de ce este periculos și cum să vă protejați dacă simțiți miros de gaze de eșapament în apartament.

Toate mașinile emit substanțe cancerigene și toxice în aer. Compoziția gazelor de eșapament ale unei mașini variază în funcție de tipul de motor, benzină sau diesel, dar setul de bază rămâne același.
Deci, compoziția gazelor de eșapament auto include:

După cum puteți vedea, compoziția gazelor de eșapament este destul de diversă, iar majoritatea componentelor sunt toxice. Acum să vedem ce efect au gazele de eșapament asupra unei persoane.

Efectul gazelor de eșapament asupra corpului uman

Gazele de eșapament ale vehiculelor pot fi dăunătoare sănătății și destul de grave. În primul rând, monoxidul de carbon sau monoxidul de carbon, despre care am menționat deja, nu are gust și miros, dar la concentrație mare provoacă amețeli, dureri de cap, greață și poate duce la leșin.
Benzina sulfuroasă și oxidul de sulf pe care îl creează este una dintre cauzele mirosurilor puternice de evacuare. Faptul este că moleculele de dioxid de sulf au un efect foarte vizibil asupra receptorilor olfactivi, astfel încât acest miros este simțit chiar și la o concentrație scăzută, iar o „aromă” mai concentrată acoperă toate celelalte mirosuri pentru nasul unei persoane, ceea ce poate fi confirmat de oricine care chibrituri aprinse în casă. Benzina cu plumb îmbogățește aerul cu plumb. Cantitatea de astfel de gaze de eșapament și daunele pe care le provoacă asupra sănătății au făcut din plumb unul dintre cei mai notorii compuși toxici din atmosferă. În prezent, o astfel de benzină nu mai este folosită ca combustibil pentru mașini, dar destul de mult timp vaporii ei au umplut toate orașele mari. Hidrocarburile din emisiile auto se oxidează atunci când sunt expuse la lumina soarelui și formează compuși toxici cu miros înțepător, care afectează în special tractul respirator superior și duc la exacerbarea bolilor cronice ale sistemului respirator.
Daunele din gazele de eșapament ale mașinilor se explică în mare măsură prin agenții cancerigeni - funingine și benzopiren, care contribuie la dezvoltarea tumorilor, în special a celor maligne.

Având în vedere gazele de eșapament și daunele pe care le aduc, trebuie să adăugăm și despre efectul acestui cocktail chimic în întregime: contactul prelungit cu gazele de eșapament duce la moarte, în special din cauza intoxicării cu monoxid de carbon. Cel mai mare pericol al acestor emisii este cantitatea, prevalența și dimensiunea particulelor fine, care permite emisiilor să treacă prin barierele naturale ale corpului și în plămâni. Cu expunerea constantă la gazele de eșapament de pe corp, se poate dezvolta imunodeficiența, bronșita, vasele creierului, sistemul nervos și alte organe suferă. În plus, majoritatea substanțelor toxice care alcătuiesc gazele de eșapament pot interacționa între ele și cu alte componente ale atmosferei, ceea ce contribuie la formarea smogului.

Toți cei care au urmat un curs școlar de botanică știu că și plantele respiră. Și, ca orice organism care respiră, ei simt poluarea de la gazele de eșapament asupra lor. Cele mai mici particule de compuși dăunători intră în corpul plantei și o otrăvește, prin urmare, foarte des în oraș, gazonul și copacii situati în apropierea drumurilor mari sau a parcărilor arată letargic, se îngălbenesc rapid sau mor cu totul.

Poluarea aerului de la gazele de eșapament a afectat semnificativ compoziția precipitațiilor atmosferice. Datorită activității de transport apar ploile acide, cețurile colorate sau zăpada de cincizeci de nuanțe de negru. În mod natural, din cauza precipitațiilor, aerul este oarecum purificat, dar toată murdăria colectată pătrunde în sol, provocând o poluare generală a mediului cu gaze de eșapament. Aceiași compuși și metale grele se răspândesc mai departe prin sol, ajungând în hrana animalelor și în culturile cultivate, ceea ce înseamnă poluarea nu numai a naturii, ci și a oamenilor în mod repetat. Desigur, ar fi de prisos să intrați în panică în legătură cu acest lucru, dar cu o astfel de poluare a atmosferei cu gaze de eșapament, ar trebui să aveți grijă de sănătatea dumneavoastră.

Cum să te protejezi de gazele de eșapament

Cel mai mare rău îl primim de la gazele de eșapament în timpul blocajelor de trafic, unde pur și simplu nu există unde să fugi de emisiile auto. Într-o astfel de situație, dacă nu există respirator sau mască de gaz la îndemână, tot trebuie să inhalați evacuarea, dar vă puteți acoperi nasul și gura cu o batistă sau o eșarfă. Acest lucru nu vă va proteja complet de emisiile de eșapament, dar cel puțin va atenua oarecum situația. Cu expunerea constantă la evacuare, merită să vă diversificați meniul cu antioxidanți găsiți în fructe de pădure, fructe, legume verzi și ceai verde, precum și în semințe, și să beți mai multă apă, deoarece favorizează detoxifierea. Un astfel de „doping” ajută organismul să facă față consecințelor inhalării unui cocktail chimic și menține sănătatea.

Gazele de eșapament din apartament sunt în mod clar oaspeți nedoriți, dar adesea pătrund în casele noastre dacă există drumuri sau parcări sub ele sau în apropierea lor. Dacă nu există nicio posibilitate sau dorință de a vă muta în sânul naturii departe de drumuri, puteți crea zone sigure în casă. Pentru a înțelege cum să vă protejați de gazele de eșapament dintr-un apartament, trebuie să determinați sursa apariției acestora. În marea majoritate a cazurilor, evacuarea pătrund prin ferestre. În acest caz, cea mai bună soluție ar fi să instalați ferestre cu geam dublu etanș și să efectuați ventilația folosind o calitate înaltă.

Principalele surse de emisii ale vehiculelor sunt motorul cu ardere internă, evaporarea combustibilului prin sistemul de ventilație al rezervorului de combustibil și șasiul: ca urmare a frecării anvelopelor pe suprafața drumului, uzura plăcuțelor de frână și coroziunea pieselor metalice, particule fine de praf. se formează indiferent de emisiile motorului. Eroziunea catalizatorului eliberează platină, paladiu și rodiu, în timp ce uzura căptușelii ambreiajului eliberează și substanțe toxice precum plumbul, cuprul și antimoniul. Valorile limită ar trebui stabilite și pentru aceste emisii secundare ale vehiculelor.

Substanțe dăunătoare

Orez. Compoziția gazelor de eșapament

Compoziția gazelor de eșapament (de evacuare) ale unei mașini include multe substanțe sau grupuri de substanțe. Partea predominantă a componentelor gazelor de eșapament sunt gaze netoxice conținute în aerul normal. După cum se arată în figură, doar o mică parte din gazele de eșapament sunt dăunătoare pentru mediu și sănătatea umană. În ciuda acestui fapt, este necesară o reducere suplimentară a concentrației componentelor toxice ale gazului de eșapament. Deși mașinile moderne produc astăzi evacuare foarte curată (mașinile Euro 5 sunt chiar mai curate în unele privințe decât aerul admis), un număr imens de mașini uzate, dintre care există aproximativ 56 de milioane de unități numai în Germania, emit o cantitate semnificativă de substanțe toxice și nocive. substante. Noile tehnologii și introducerea unor cerințe mai stricte pentru respectarea mediului înconjurător a gazelor de eșapament sunt chemate pentru a corecta situația.

monoxid de carbon (CO)

monoxid de carbon(monoxid de carbon) CO este un gaz incolor și inodor. Este o otravă pentru sistemul respirator, perturbând funcția sistemului nervos central și cardiovascular. În corpul uman, leagă celulele roșii din sânge și provoacă înfometarea de oxigen, care în scurt timp duce la moarte prin sufocare. Deja la o concentrație în aer de 0,3% în volum, monoxidul de carbon ucide o persoană într-un timp foarte scurt. Acțiunea depinde de concentrația de CO din aer, de durata și profunzimea inhalării. Numai într-un mediu cu o concentrație zero de CO poate fi excretat din organism prin plămâni.

Monoxidul de carbon apare întotdeauna atunci când există o lipsă de oxigen și ardere incompletă.

Hidrocarburi (CH)

Hidrocarburile sunt emise în atmosferă sub formă de combustibil nears. Au un efect iritant asupra membranelor mucoase și a organelor respiratorii ale unei persoane. O optimizare suplimentară a fluxului de lucru al motorului este posibilă numai prin tehnologii de producție îmbunătățite și cunoaștere îmbunătățită a proceselor de ardere.

Compușii de hidrocarburi apar sub formă de parafine, olefine, arome, aldehide (în special formaldehide) și compuși policiclici. Proprietăți cancerigene și mutagene dovedite experimental ale a peste 20 de hidrocarburi aromatice policiclice, care, datorită dimensiunilor lor mici, sunt capabile să pătrundă în veziculele pulmonare. Cei mai periculoși compuși de hidrocarburi sunt benzenul (C6H6), toluenul (metilbenzenul) și xilenul (dimetilbenzenul, formula generală C6H4 (CH3) 2). De exemplu, benzenul poate provoca modificări ale imaginii sanguine la o persoană și poate duce la apariția cancerului de sânge (leucemie).

Motivul eliberării hidrocarburilor în atmosferă este întotdeauna arderea incompletă a combustibilului, lipsa oxigenului și, în cazul unui amestec foarte slab, arderea prea lentă a combustibilului.

Oxizi de azot (NOx)

La o temperatură ridicată de ardere (peste 1100°C), azotul inert la reacție conținut în aer este activat și reacţionează cu oxigenul liber din camera de ardere, formând oxizi. Sunt foarte dăunătoare mediului: provoacă smog, moartea pădurilor, ploi acide; oxizii de azot sunt și substanțe de tranziție pentru formarea ozonului. Sunt otravă pentru sânge, provoacă cancer. În procesul de ardere se formează diverși oxizi de azot - NO, NO2, N2O, N2O5 - care au denumirea generală NOx. Atunci când este combinat cu apă, se formează acizii nitric (HNO3) și acizii nitroși (HNO2). Dioxidul de azot (NO2) este un gaz otrăvitor roșu-brun cu un miros înțepător care irită sistemul respirator și formează compuși cu hemoglobina din sânge.

Acesta este cel mai problematic dintre toți oxizii de azot, iar în viitor se vor aplica standarde separate pentru concentrațiile permise. Ponderea NO2 în emisiile totale de oxizi de azot în viitor ar trebui să fie mai mică de 20%. Din 2010, directiva 1999/30/CE a stabilit valoarea limită pentru NO2 la 40 µg/m. Respectarea acestei valori limită impune cerințe speciale privind protecția împotriva emisiilor nocive.

Condițiile cele mai favorabile pentru formarea oxizilor de azot sunt temperatura ridicată de ardere a unui amestec sărac aer-combustibil. Sistemele de recirculare a gazelor de eșapament reduc proporția de oxizi de azot din evacuarea vehiculelor.

Oxizi de sulf (SOx)

Oxizii de sulf se formează din sulful conținut în combustibil. În timpul arderii, sulful reacționează cu oxigenul și apa pentru a forma oxizi de sulf, acizi sulfuric (H2SO4) și sulfuros (H2SO3). Oxidul de sulf este principalul constituent al ploii acide și cauza morții pădurilor. Este un gaz caustic solubil în apă, al cărui efect asupra corpului uman se manifestă prin roșeață, umflare și secreție crescută a membranelor mucoase umede ale ochilor și tractului respirator superior. Dioxidul de sulf afectează membranele mucoase ale nazofaringelui, bronhiilor și ochilor. Cel mai frecvent loc de „atac” dioxid de sulf sunt bronhiile. Efectul iritant puternic asupra tractului respirator se datorează formării acidului sulfuros într-un mediu umed. Dioxidul de sulf SO2 suspendat în praf fin și aerosolul de acid sulfuric pătrund adânc în tractul respirator. Astmaticii și copiii mici sunt cei mai sensibili la concentrația tot mai mare de dioxid de sulf din aer. Conținutul ridicat de sulf în combustibil scurtează durata de viață a catalizatorilor din motoarele pe benzină.

Reducerea emisiilor de dioxid de sulf se realizează prin limitarea conținutului de sulf din combustibil. Scopul este un combustibil fără sulf.

Hidrogen sulfurat (H2S)

Consecințele impactului acestui gaz asupra vieții organice nu sunt încă pe deplin clare pentru știință, dar se știe că la oameni poate provoca otrăviri severe. În cazurile severe, există amenințarea de sufocare, pierderea conștienței și paralizia sistemului nervos central. În intoxicațiile cronice, se observă iritarea membranelor mucoase ale ochilor și ale tractului respirator. Mirosul de hidrogen sulfurat se simte deja la concentratia sa in aer in cantitate de 0,025 ml/m3.

Hidrogenul sulfurat din gazele de evacuare apare în anumite condiții și, în ciuda prezenței unui catalizator, depinde de conținutul de sulf din combustibil.

amoniac (NH3)

Inhalarea de amoniac are ca rezultat iritarea căilor respiratorii, tuse, dificultăți de respirație și sufocare. Amoniacul provoacă, de asemenea, roșeață inflamată a pielii. Otrăvirea directă cu amoniac este rară, deoarece chiar și cantități mari din acesta sunt transformate rapid în uree. Când cantități mari de amoniac sunt inhalate direct, funcția pulmonară este adesea afectată de mulți ani. Acest gaz este deosebit de periculos pentru ochi. Cu un efect puternic al amoniacului asupra ochilor, pot apărea tulburări ale corneei și orbire.

În anumite condiții, în catalizator se poate forma chiar și amoniac. În același timp, amoniacul este util ca agent reducător pentru catalizatorii SCR.

Funingine și particule

Funingine este carbon pur și un produs nedorit al arderii incomplete a hidrocarburilor. Motivul formării funinginei este lipsa de oxigen în timpul arderii sau răcirea prematură a gazelor de ardere. Particulele de funingine se leagă adesea de combustibilul nears și uleiul de motor, precum și de apă, uzura motorului, sulfați și cenușă. Particulele variază foarte mult ca formă și dimensiune.

Masa. Clasificarea particulelor

Tabelul prezintă clasificarea și dimensiunile particulelor. Cel mai adesea, când motorul funcționează, se formează particule cu un diametru de aproximativ 100 de nanometri (0,0000001 m sau 0,1 microni); astfel de particule pot pătrunde în mod natural în plămânii unei persoane. În timpul aglutinării (lipirii) particulelor de funingine între ele și alte componente, masa, numărul și distribuția particulelor din aer se pot schimba semnificativ. Principalele componente ale particulelor sunt prezentate în figură.

Orez. Componentele principale ale particulelor

Datorită structurii sale spongioase, particulele de funingine pot capta atât substanțe organice, cât și anorganice formate în timpul arderii combustibilului în cilindrii motorului. Ca rezultat, masa particulelor de funingine poate crește de trei ori. Acestea nu vor mai fi particule individuale de carbon, ci aglomerate de formă regulată, formate ca urmare a atracției moleculare. Dimensiunea unor astfel de aglomerate poate ajunge la 1 µm. Emisiile de funingine și alte particule sunt deosebit de active în timpul arderii motorinei. Aceste emisii sunt considerate cancerigene. Nanoparticulele periculoase reprezintă o proporție mare cantitativ de particule, dar doar un procent mic din greutate. Din acest motiv, se propune limitarea conținutului de particule din gazele de eșapament nu prin masă, ci prin cantitate și distribuție. În viitor, se are în vedere diferențierea între dimensiunea particulelor și distribuția particulelor.

Orez. Compoziția particulelor

Emisiile de particule de la motoarele pe benzină sunt cu două până la trei ordine de mărime mai mici decât cele de la motoarele diesel. Cu toate acestea, aceste particule se găsesc chiar și în evacuarea motoarelor pe benzină cu injecție directă de combustibil. Prin urmare, există propuneri de limitare a conținutului maxim de particule din gazele de eșapament ale vehiculelor. Sublimarea este trecerea directă a unei substanțe de la starea solidă la starea gazoasă și invers. Un sublimat este un precipitat solid al unui gaz atunci când este răcit.

praf fin

În timpul funcționării motoarelor cu ardere internă, se formează, în special, particule fine - praf. Constă în principal din particule de hidrocarburi policiclice, metale grele și compuși ai sulfului. O parte din fracțiile de praf sunt capabile să pătrundă în plămâni, alte fracții nu pătrund în plămâni. Fracțiile mai mari de 7 microni sunt mai puțin periculoase, deoarece sunt filtrate de propriul sistem de filtrare al corpului uman.

Un procent diferit de fracții mai mici (mai puțin de 7 microni) pătrund în bronhii și vezicule pulmonare (alveole), provocând iritații locale. În regiunea veziculelor pulmonare, componentele solubile intră în fluxul sanguin. Sistemul propriu de filtrare al corpului nu face față tuturor fracțiilor de praf fin. Poluarea atmosferică cu praf se mai numește și aerosoli. Ele pot fi în stare solidă sau lichidă și, în funcție de mărime, pot avea o perioadă diferită de existență. Când se mișcă, cele mai mici particule se pot combina în altele mai mari, cu o perioadă relativ stabilă de existență în atmosferă. Aceste proprietăți sunt posedate în principal de particule cu un diametru de 0,1 µm până la 1 µm.

La evaluarea formării de praf fin ca urmare a funcționării unui motor de automobile, este necesar să se distingă acest praf de praful care se formează în mod natural: polen de plante, praf de drum, nisip și multe alte substanțe. Sursele de praf fin din orașe, cum ar fi uzura plăcuțelor de frână și anvelopelor, nu trebuie subestimate. Deci, evacuarea dieselului nu este singura „sursă” de praf din atmosferă.

Fum albastru și alb

fum albastru apare în timpul funcționării unui motor diesel la temperaturi sub 180 ° C din cauza celor mai mici picături de ulei de condensare. La temperaturi peste 180°C, aceste picături se evaporă. Componentele combustibilului cu hidrocarburi nearse sunt implicate în formarea fumului albastru și la temperaturi de la 70°C la 100°C. O cantitate mare de fum albastru indică o uzură mare a grupului cilindru-piston, tijelor și ghidajelor supapelor. Pornirea prea târziu a alimentării cu combustibil poate provoca, de asemenea, fum albastru.

Fumul alb este format din vapori de apă generați în timpul arderii combustibilului și devine vizibil la temperaturi sub 70°C. O caracteristică deosebită este apariția fumului alb în motoarele diesel cu pre-camera și cu cameră vortex după o pornire la rece. Fumul alb este cauzat și de componentele de hidrocarburi nearse și de condens.

dioxid de carbon (CO2)

Dioxid de carbon Este un gaz incolor, neinflamabil, cu gust acru. Este uneori numit în mod eronat acid carbonic. Densitatea CO2 este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât densitatea aerului. Dioxidul de carbon este parte integrantă a aerului expirat de o persoană (3-4%) Când inhalează aer cu 4-6% CO2, o persoană are dureri de cap, tinitus și palpitații cardiace, iar la concentrații mai mari de CO2 (8-10% ) apar atacuri de sufocare, pierderea cunoștinței și stop respirator. La o concentrație de peste 12%, are loc moartea din cauza înfometării de oxigen. De exemplu, o lumânare aprinsă se stinge la o concentrație de CO2 de 8-10% în volum. Deși dioxidul de carbon este un asfixiant, nu este considerat otrăvitor ca componentă a eșapamentului motorului. Problema este că dioxidul de carbon, așa cum se arată în figură, contribuie în mod semnificativ la efectul de seră global.

Orez. Ponderea gazelor în efectul de seră

Împreună cu acesta, metanul, protoxidul de azot (gaz râd, oxid de dinazot), fluorocarburile și hexafluorura de sulf contribuie la dezvoltarea efectului de seră. Dioxidul de carbon, vaporii de apă și microgazele afectează echilibrul de radiații al Pământului. Gazele transmit lumina vizibilă, dar absorb căldura reflectată de suprafața pământului. Fără această capacitate de reținere a căldurii, temperatura medie de pe suprafața Pământului ar fi în jur de -15°C.

Acesta se numește efect de seră natural. Odată cu creșterea concentrației de microgaze în atmosferă, proporția radiațiilor termice absorbite crește și apare un efect de seră suplimentar. Potrivit experților, până în 2050 temperatura medie pe Pământ va crește cu +4°C. Acest lucru poate duce la o creștere a nivelului mării cu mai mult de 30 cm, în urma căreia ghețarii montani și calotele polare vor începe să se topească, direcția curenților marini (inclusiv Curentul Golfului) se va schimba, curenții de aer se vor schimba, iar mările vor inunda vaste întinderi de pământ. La asta pot duce gazele cu efect de seră produse de activitățile umane.

Emisiile totale de CO2 antropice sunt de 27,5 miliarde de tone pe an. În același timp, Germania este una dintre cele mai mari surse de CO2 din lume. Emisiile de CO2 legate de energie sunt în medie de aproximativ un miliard de tone pe an. Acesta este aproximativ 5% din tot CO2 produs în lume. Familia medie de trei persoane din Germania produce 32,1 tone de CO2 pe an. Emisiile de CO2 pot fi reduse doar prin reducerea consumului de energie și combustibil. Atâta timp cât energia este produsă prin arderea combustibililor fosili, problema creării unor cantități excesive de dioxid de carbon va persista. Prin urmare, este nevoie urgentă de căutarea unor surse alternative de energie. Industria auto lucrează intens pentru a rezolva această problemă. Cu toate acestea, efectul de seră poate fi combatet doar la scară globală. Chiar dacă în UE se fac progrese mari în reducerea emisiilor de dioxid de carbon, alte țări pot, dimpotrivă, să înregistreze o creștere semnificativă a emisiilor în următorii ani. SUA conduce cu o marjă largă în producția de gaze cu efect de seră, atât în ​​termeni absoluți, cât și pe cap de locuitor. Cu o pondere de doar 4,6% din populația lumii, produc 24% din emisiile de dioxid de carbon ale lumii. Aceasta este de aproximativ două ori mai mult decât în ​​China, a cărei pondere în populația lumii este de 20,6%. Cele 130 de milioane de mașini din SUA (mai puțin de 20% din numărul total de mașini de pe planetă) produc la fel de mult dioxid de carbon ca întreaga industrie din Japonia, al patrulea cel mai mare emițător de CO2 din lume.

Fără măsuri suplimentare de protecție a climei, emisiile globale de CO2 vor crește cu 39% până în 2020 (față de 2004) și se vor ridica la 32,4 miliarde de tone pe an. Emisiile de dioxid de carbon din Statele Unite în următorii 15 ani vor crește cu 13% și vor depăși 6 miliarde de tone.În China, ar trebui să ne așteptăm la o creștere a emisiilor de CO2 cu 58%, la 5,99 miliarde de tone, iar în India - cu 107% , la 2,29 miliarde de tone m. În UE, dimpotrivă, creșterea va fi de doar aproximativ un procent.

Gazele de eșapament (sau gazele de eșapament) - principala sursă de substanțe toxice a unui motor cu ardere internă - sunt un amestec neomogen de diferite substanțe gazoase cu diverse proprietăți chimice și fizice, constând din produse de ardere completă și incompletă a combustibilului, exces de aer, aerosoli. și diverse microimpurități (atât gazoase, cât și sub formă de particule lichide și solide) care vin din cilindrii motorului în sistemul său de evacuare. În compoziția lor, acestea conțin aproximativ 300 de substanțe, dintre care majoritatea sunt toxice.

Principalele componente toxice reglementate ale gazelor de eșapament ale motorului sunt oxizii de carbon, azot și hidrocarburi. În plus, hidrocarburile saturate și nesaturate, aldehide, agenți cancerigeni, funingine și alte componente intră în atmosferă cu gazele de eșapament. Compoziția probei.

Când motorul funcționează cu benzină cu plumb, plumbul este prezent în gazele de eșapament, iar funinginea este prezentă în motoarele care funcționează cu motorină.

Monoxid de carbon (CO - monoxid de carbon)

Gaz otrăvitor transparent, inodor, puțin mai ușor decât aerul, slab solubil în apă. Monoxidul de carbon este un produs al arderii incomplete a combustibilului care arde în aer cu o flacără albastră pentru a forma dioxid de carbon (dioxid de carbon). În camera de ardere a unui motor, CO se formează din cauza atomizării slabe a combustibilului, ca urmare a reacțiilor la flacără rece, în timpul arderii combustibilului cu lipsă de oxigen și, de asemenea, din cauza disocierii dioxidului de carbon la temperaturi ridicate. . În timpul arderii ulterioare după aprindere (după punctul mort superior, pe cursa de expansiune), arderea monoxidului de carbon este posibilă în prezența oxigenului cu formare de dioxid. În același timp, procesul de ardere a CO continuă în conducta de evacuare. Trebuie remarcat faptul că în timpul funcționării motoarelor diesel, concentrația de CO în gazele de eșapament este scăzută (aproximativ 0,1 - 0,2%), prin urmare, de regulă, concentrația de CO este determinată pentru motoarele pe benzină.

Oxizi de azot (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, denumite în continuare NOx)

Oxizii de azot sunt printre cele mai toxice componente ale gazelor de eșapament. În condiții atmosferice normale, azotul este un gaz foarte inert. La presiuni ridicate și în special la temperaturi, azotul reacționează activ cu oxigenul. În gazele de eșapament ale motoarelor, mai mult de 90% din cantitatea totală de NOx este oxid nitric NO, care este ușor oxidat în dioxid (NO2) chiar și în sistemul de evacuare și apoi în atmosferă. Oxizii de azot irită membranele mucoase ale ochilor și nasului, distrug plămânii unei persoane, deoarece atunci când se deplasează prin tractul respirator, aceștia interacționează cu umiditatea tractului respirator superior, formând acizi nitric și azot. De regulă, otrăvirea corpului uman cu NOx nu apare imediat, ci treptat și nu există agenți de neutralizare.

Protoxidul de azot (hemioxid N2O, gaz râd) este un gaz cu miros plăcut și foarte solubil în apă. Are efect narcotic.

NO2 (dioxidul) este un lichid galben pal implicat în formarea smogului. Dioxidul de azot este folosit ca agent oxidant în combustibilul rachetei. Se crede că pentru organismul uman, oxizii de azot sunt de aproximativ 10 ori mai periculoși decât CO, iar când se iau în considerare transformările secundare, de 40 de ori. Oxizii de azot sunt periculoși pentru frunzele plantelor. S-a stabilit că efectul lor toxic direct asupra plantelor se manifestă atunci când concentrația de NOx în aer este în intervalul 0,5 - 6,0 mg/m3. Acidul azotic este foarte corosiv pentru oțelurile carbon. Temperatura din camera de ardere are un efect semnificativ asupra emisiilor de oxizi de azot. Deci, cu o creștere a temperaturii de la 2500 la 2700 K, viteza de reacție crește de 2,6 ori, iar cu o scădere de la 2500 la 2300 K, scade de 8 ori, adică. cu cât temperatura este mai mare, cu atât concentrația de NOx este mai mare. Injecția timpurie a combustibilului sau presiuni mari de compresie în camera de ardere contribuie, de asemenea, la formarea de NOx. Cu cât concentrația de oxigen este mai mare, cu atât este mai mare concentrația de oxizi de azot.

Hidrocarburi (CnHm etan, metan, etilenă, benzen, propan, acetilenă etc.)

Hidrocarburile sunt compuși organici ale căror molecule sunt construite numai din atomi de carbon și hidrogen, sunt substanțe toxice. Gazele de eșapament conțin mai mult de 200 de CH-uri diferite, care sunt împărțite în alifatice (lanț deschis sau închis) și cele care conțin un inel benzen sau aromatic. Hidrocarburile aromatice conțin în moleculă unul sau mai multe cicluri de 6 atomi de carbon interconectați prin legături simple sau duble (benzen, naftalină, antracen etc.). Au un miros placut. Prezența CH în gazele de eșapament ale motoarelor se explică prin faptul că amestecul din camera de ardere este eterogen, prin urmare, la pereți, în zonele supra-îmbogățite, flacăra se stinge și se sparg reacțiile în lanț. CH ars incomplet, emise cu gazele de eșapament și reprezentând un amestec de câteva sute de compuși chimici au un miros neplăcut. CH sunt cauza multor boli cronice. Vaporii de benzină, care sunt hidrocarburi, sunt de asemenea toxici. Concentrația zilnică medie admisă de vapori de benzină este de 1,5 mg/m3. Conținutul de CH din gazele de eșapament crește odată cu accelerarea, atunci când motorul funcționează în regimuri de ralanti forțat (PHX, de exemplu, în timpul frânării motorului). Când motorul funcționează în aceste moduri, procesul de formare a amestecului (amestecarea încărcăturii aer-combustibil) se înrăutățește, viteza de ardere scade, aprinderea se înrăutățește și, ca urmare, apar rateuri frecvente ale acestuia. Eliberarea de CH este cauzată de arderea incompletă în apropierea pereților reci, dacă până la sfârșitul arderii există locuri cu o lipsă locală puternică de aer, atomizare insuficientă a combustibilului, cu turbionare slabă a încărcăturii de aer și temperaturi scăzute (de exemplu, ralanti) . Hidrocarburile se formează în zonele supraîmbogățite în care accesul la oxigen este limitat, precum și în apropierea pereților relativ reci ai camerei de ardere. Aceștia joacă un rol activ în formarea de substanțe biologic active care provoacă iritații ale ochilor, gâtului, nasului și bolii acestora și dăunează florei și faunei.

Compușii de hidrocarburi au un efect narcotic asupra sistemului nervos central, pot provoca boli cronice, iar unele CH aromatice au proprietăți toxice. Hidrocarburile (olefinele) și oxizii de azot, în anumite condiții meteorologice, contribuie activ la formarea smogului.

Smog de evacuare.

Smogul (Smog, din fum de fum și ceață - ceață) este o ceață otrăvitoare formată în stratul inferior al atmosferei poluată cu substanțe nocive de la întreprinderile industriale, gazele de eșapament de la vehicule și instalațiile producătoare de căldură în condiții meteorologice nefavorabile. Este un aerosol format din fum, ceață, praf, particule de funingine, picături de lichid (în atmosferă umedă). Apare în atmosfera orașelor industriale în anumite condiții meteorologice. Gazele nocive care intră în atmosferă reacționează între ele și formează noi, inclusiv compuși toxici. Totodată, în atmosferă au loc reacţii de fotosinteză, oxidare, reducere, polimerizare, condensare, cataliză etc. Ca urmare a proceselor fotochimice complexe stimulate de radiația ultravioletă a Soarelui, din oxizi de azot, hidrocarburi, aldehide și alte substanțe se formează fotooxidanți (oxidanți).

Concentrațiile scăzute de NO2 pot crea cantități mari de oxigen atomic, care la rândul său formează ozon și reacționează din nou cu poluanții din aer. Prezența formaldehidei, a aldehidelor superioare și a altor compuși de hidrocarburi în atmosferă contribuie, de asemenea, împreună cu ozonul, la formarea de noi compuși peroxidici. Produsele de disociere interacționează cu olefinele, formând compuși hidroperoxidici toxici. Când concentrația lor este mai mare de 0,2 mg/m3, vaporii de apă se condensează sub formă de picături minuscule de ceață cu proprietăți toxice. Numărul lor depinde de sezonul anului, ora din zi și alți factori. Pe vreme caldă, uscată, smogul se observă sub formă de văl galben (culoarea este dată de dioxidul de azot NO2 prezent în aer sub formă de picături de lichid galben). Smogul irită mucoasele, în special ochii, și poate provoca dureri de cap, umflături, hemoragii și complicații ale bolilor respiratorii. Înrăutățește vizibilitatea pe drumuri, crescând astfel numărul de accidente de circulație. Pericolul smogului pentru viața umană este mare. Deci, de exemplu, smog-ul de la Londra din 1952 este numit un dezastru, deoarece aproximativ 4 mii de oameni au murit din cauza smogului în 4 zile. Prezența clorurii, azotului, compușilor de sulf și picăturilor de apă în atmosferă contribuie la formarea de compuși toxici puternici și vapori acizi, ceea ce are un efect dăunător asupra plantelor și structurilor, în special asupra monumentelor istorice din calcar. Natura smog-ului este diferită. De exemplu, la New York, formarea smog-ului este favorizată de reacția compușilor de fluor și clor cu picăturile de apă; la Londra, prezența fumului de acizi sulfuric și sulfuros; în Los Angeles (California sau smog fotochimic) prezența oxizilor de azot, hidrocarburilor în atmosferă; în Japonia, prezența particulelor de funingine și praf în atmosferă.

Emisiile de la motoarele cu ardere internă (ICE) sunt împărțite în emisii de la motoarele cu carburator și diesel. Această separare se datorează faptului că motoarele cu carburator (CD) funcționează cu amestecuri aer-combustibil omogene, în timp ce motoarele diesel (DD) funcționează cu amestecuri eterogene.

Emisiile poluante de la motoarele cu ardere internă de tip carburator includ hidrocarburi, oxizi de carbon, oxizi de azot și emisii intermitente. Poluarea apare ca urmare a reacțiilor și în procesul de ardere în volum și pe suprafețe. Suflarea gazelor prin segmentele pistonului și evacuarea din cilindri sunt o sursă mai puțin intensă de emisii de poluanți.

În 1980, 4% dintre mașinile și camioanele produse în lume erau echipate cu motoare diesel, iar până la sfârșitul anilor 80 această cifră creștea la 25%. Principalele emisii poluante ale motoarelor diesel sunt aceleasi cu cele ale motoarelor cu carburator (hidrocarburi, monoxid de carbon, oxizi de azot, emisii intermitente), dar acestora li se adauga particule de carbon (aerosol de funingine).

O mașină emite monoxid de carbon CO până la 3 m3 / h, un camion - până la 6 m3 / h (3 ... 6 kg / h).

Compoziția gazelor de eșapament ale vehiculelor cu diferite tipuri de motoare poate fi apreciată din datele prezentate în tabel. 8.1.

Emisiile de monoxid de carbon și hidrocarburi de la motoarele cu carburator sunt semnificativ mai mari decât cele de la motoarele diesel.

8.2. Reducerea emisiilor de la motoarele cu ardere internă

O creștere a performanței de mediu a unei mașini este posibilă printr-un set de măsuri pentru a-și îmbunătăți designul și modul de funcționare. Îmbunătățirea performanței de mediu a mașinii conduce la: creșterea eficienței acestuia; înlocuirea motoarelor pe benzină cu ardere internă cu cele diesel; transferul motoarelor cu ardere internă la utilizarea combustibililor alternativi (gaz comprimat sau lichefiat, etanol, metanol, hidrogen etc.); utilizarea neutralizatoarelor de gaze de eșapament pentru motoarele cu ardere internă; îmbunătățirea funcționării motorului cu ardere internă și întreținerea vehiculelor.

Cunoscute și aplicate o serie de metode de reducere a toxicității gazelor de eșapament. Dintre acestea, funcționarea mașinii în condițiile în care motorul emite cea mai mică cantitate de substanțe toxice (scăderea frânării, mișcarea uniformă la o anumită viteză etc.); utilizarea aditivilor speciali pentru combustibil care măresc completitudinea arderii sale și reduc emisiile de CO (alcooli, alți compuși); arderea la flacără a unor componente dăunătoare.

V La motoarele cu carburator, raportul dintre aer și combustibil afectează conținutul de hidrocarburi și monoxid de carbon din evacuare. Deci, de exemplu, emisiile cresc cu creșterea îmbogățirii amestecului. Conținutul de CO crește din cauza arderii incomplete cauzate de lipsa de oxigen din amestec. Creșterea conținutului de hidrocarburi se datorează în primul rând unei creșteri a adsorbției combustibilului și unei creșteri a mecanismului de ardere incompletă a combustibilului. Amestecurile slabe creează concentrații mai mici de Cn Hm și CO în emisie ca urmare a arderii lor mai complete.

V La motoarele diesel, puterea se modifică pe măsură ce se modifică cantitatea de combustibil injectată. Ca urmare, distribuția jetului de combustibil, cantitatea de combustibil care lovește peretele, presiunea în cilindru, temperatura și durata injecției sunt modificate.

Experții consideră că, pentru a reduce semnificativ emisiile nocive, este necesar să se reducă consumul de benzină de la 8 litri (la 100 de kilometri - la 2 ... 3 litri. Acest lucru necesită îmbunătățirea designului motorului și a calității combustibilului; trecerea la benzină fără plumb; utilizarea postcombustie catalitică pentru reducerea emisiilor de CO; introducerea electronică

sistem de control pentru procesele de ardere a combustibilului; și alte măsuri, în special utilizarea amortizoarelor în sistemul de evacuare.

Creșterea eficienței combustibilului unei mașini se realizează în principal prin îmbunătățirea procesului de ardere în motorul cu ardere internă: ardere stratificată a combustibilului; combustie precamera-ardere; utilizarea încălzirii și evaporării combustibilului în tractul de admisie; utilizarea aprinderii electronice. Rezervele suplimentare pentru creșterea eficienței mașinii sunt:

- reducerea masei mașinii prin îmbunătățirea designului său și utilizarea materialelor nemetalice și de înaltă rezistență;

- îmbunătățirea performanței aerodinamice a caroseriei (ultimele modele de autoturisme au de obicei un coeficient de rezistență mai mic cu 30 ... 40%);

- reducerea rezistenței filtrelor de aer și a amortizoarelor, oprirea unităților auxiliare, cum ar fi un ventilator etc.;

- reducerea masei de combustibil transportat (umplerea incompletă a rezervoarelor) și a masei uneltelor.

Modelele moderne de autoturisme diferă semnificativ în ceea ce privește eficiența consumului de combustibil față de modelele anterioare.

Mărcile promițătoare de autoturisme vor avea un consum de benzină de 3,5 l/100 km sau mai puțin. Creșterea eficienței autobuzelor și camioanelor se realizează în primul rând prin utilizarea motoarelor diesel cu ardere internă. Au avantaje de mediu în comparație cu motoarele cu combustie internă pe benzină, deoarece au un consum specific de combustibil cu 25 ... 30% mai mic; în plus, compoziția gazelor de eșapament de la un motor diesel cu ardere internă este mai puțin toxică (vezi Tabelul 8.1).

În comparație cu ICE-urile pe benzină, motoarele care funcționează cu combustibili alternativi au avantaje de mediu. O idee generală a reducerii toxicității motoarelor cu ardere internă în timpul tranziției la combustibil alternativ poate fi obținută din datele prezentate în tabel. 8.2.

Tabelul 8.2 Toxicitatea emisiilor de ICE pe diverși combustibili

Mulți oameni de știință văd o soluție parțială la problema de mediu în transferul mașinilor la combustibili gazoși. Astfel, conținutul de oxid de carbon

lerodul în evacuarea vehiculelor cu gaz este mai mic cu 25 ... 40%; oxizi de azot cu 25…30%; funingine cu 40 ... 50%. Când sunt utilizate în motoarele de automobile cu gaz lichefiat sau comprimat, gazele de eșapament nu conțin aproape deloc monoxid de carbon. Soluția problemei ar fi utilizarea pe scară largă a vehiculelor electrice. Vehiculele electrice produse au o autonomie limitată din cauza capacității limitate și a masei mari de baterii. În prezent se desfășoară cercetări ample în acest domeniu. Unele rezultate pozitive au fost deja obținute. Reducerea toxicității emisiilor se poate realiza prin reducerea conținutului de compuși de plumb din benzină fără a compromite calitățile energetice ale acesteia.

Trecerea la combustibil pe gaz nu prevede modificări semnificative în designul motorului cu ardere internă, dar este îngreunată de lipsa stațiilor de alimentare și de numărul necesar de vehicule convertite pentru a funcționa pe gaz. În plus, o mașină transformată pentru a funcționa cu combustibil pe gaz își pierde capacitatea de transport din cauza prezenței cilindrilor și a rezervei de putere de aproximativ 2 ori (200 km față de 400 ... 500 km pentru o mașină pe benzină). Aceste neajunsuri pot fi eliminate parțial prin transformarea mașinii la gaz natural lichefiat.

Utilizarea metanolului și a etanolului necesită modificări în designul motorului cu ardere internă, deoarece alcoolii sunt mai activi chimic față de cauciucuri, polimeri și aliaje de cupru. Este necesar să se introducă un încălzitor suplimentar în proiectarea motorului cu ardere internă pentru a porni motorul în sezonul rece (la 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.

În ciuda faptului că emisiile de substanțe toxice (Cn Hm și CO) din carterul și sistemul de combustibil al motorului sunt cu cel puțin un ordin de mărime mai mici decât emisiile de gaze de eșapament, în prezent sunt în curs de dezvoltare metode de ardere a gazelor din carter ICE. Neutralizarea în circuit închis cunoscută a gazelor de carter cu alimentarea lor la conducta de admisie a motorului cu ardere ulterioară. Un sistem de ventilație închis a carterului cu întoarcerea gazelor de carter în carburator reduce eliberarea de hidrocarburi în atmosferă cu 10 ... 30%, oxizii de azot cu 5 ... 25%, dar, în același timp, emisia de carbon monoxidul crește cu 10 ... 35%. Când gazele din carter revin după carburator, emisiile de Cn Hm scade cu 10...40%, CO cu 10...25%, dar emisiile de NOx cresc cu 10...40%.

Pentru a preveni emisiile de vapori de benzină din sistemul de combustibil, a căror parte principală intră în atmosferă atunci când motorul nu funcționează, pe mașini este instalat un sistem de neutralizare a vaporilor de combustibil din carburator și rezervor de combustibil, constând din trei componente principale (Fig. 8.1): rezervor etanș de combustibil 1 cu capacitate specială 2 pentru a compensa dilatarea termică a combustibilului; capace 3 pentru gâtul de umplere a rezervorului cu o supapă de siguranță cu două căi pentru a preveni presiunea excesivă sau subpresiunea în rezervor; absorbant 4 pentru absorbția vaporilor de combustibil atunci când motorul este oprit cu un sistem de returnare a vaporilor în tractul de admisie al motorului în timpul funcționării acestuia. Cărbunele activ este folosit ca adsorbant.

Orez. 8.1. Schema de recuperare a vaporilor de combustibil de benzină ICE

Respectarea programului de întreținere și controlul compoziției gazelor de eșapament (EG) ale motoarelor cu ardere internă poate reduce semnificativ emisiile toxice în atmosferă. Se știe că la 160 de mii de kilometri și în absența controlului, emisiile de CO cresc de 3,3 ori, iar Sp Ht - de 2,5 ori.

Îmbunătățirea performanței de mediu a unui sistem de propulsie cu turbină cu gaz (GTPU) pe aeronave se realizează prin îmbunătățirea procesului de ardere a combustibilului, utilizarea combustibililor alternativi (gaz lichefiat, hidrogen etc.) și organizarea rațională a traficului în aeroporturi.

O creștere a timpului de rezidență al produselor de ardere în camera de ardere a GTDU este însoțită de o creștere a completității arderii (o scădere a conținutului de CO și Cn Hm în produsele de ardere) și a conținutului de oxizi de azot în lor. Prin urmare, prin modificarea timpului de rezidență al gazului în camera de ardere, este posibil să se obțină doar o toxicitate minimă a produselor de ardere și să nu o elimine complet.

Un mijloc mai eficient de reducere a toxicității motoarelor cu turbină cu gaz este utilizarea unor metode de alimentare cu combustibil care asigură un amestec mai uniform de combustibil și aer. Acestea includ dispozitive cu pre-evaporare a combustibilului, duze cu aerare a combustibilului etc. Testele pe camerele modelului indică faptul că astfel de metode pot reduce conținutul de Cn Hm din produsele de ardere cu mai mult de un ordin de mărime, CO - de mai multe ori, oferă evacuare fără fum și reduce conținutul de NOx.

O reducere semnificativă a conținutului de NOx din produsele de combustie ale motoarelor cu turbină cu gaz este realizată printr-un proces etapă de ardere a combustibilului în camere de ardere cu două zone. În astfel de camere, partea principală a combustibilului în modurile de tracțiune mare este arsă sub forma unui amestec slab preparat anterior. O parte mai mică a combustibilului (~25%) este arsă sub formă de amestec bogat, unde se formează în principal oxizi de azot. Experimentele arată că, cu o astfel de ardere, conținutul de NOx poate fi redus cu un factor de 2.

Rezolvarea problemelor de mediu asociate cu utilizarea tehnologiei rachetelor se bazează pe utilizarea combustibilului ecologic, în primul rând oxigenul și hidrogenul.

8.3. Neutralizarea gazelor de evacuare a motoarelor cu ardere internă

Îmbunătățirea performanței de mediu a mașinilor este posibilă printr-un set de măsuri pentru îmbunătățirea designului și modurilor de funcționare ale acestora. Printre acestea se numără creșterea eficienței motoarelor, înlocuirea versiunilor lor pe benzină cu cele diesel, utilizarea combustibililor alternativi (gaz comprimat sau lichefiat, etanol, metanol, hidrogen etc.), utilizarea neutralizatoarelor de gaze de eșapament, optimizarea funcționării motorului și întreținerea vehiculelor.

O reducere semnificativă a toxicității motoarelor cu ardere internă se realizează prin utilizarea neutralizatorilor de gaze de eșapament (EG). Sunt cunoscute convertoare lichide, catalitice, termice și combinate. Cele mai eficiente dintre acestea sunt modelele catalitice. Echiparea mașinilor cu acestea a început în 1975 în SUA și în 1986 în Europa. De atunci, poluarea atmosferică prin emisii a scăzut brusc - cu 98,96 și, respectiv, 90% pentru hidrocarburi, CO și NOx.

Convertorul este un dispozitiv suplimentar care este introdus în sistemul de evacuare al motorului pentru a reduce toxicitatea gazelor de eșapament. Sunt cunoscute convertoare lichide, catalitice, termice și combinate.

Principiul de funcționare al neutralizatorilor lichidi se bazează pe dizolvarea sau interacțiunea chimică a componentelor toxice ale gazului de eșapament atunci când acestea sunt trecute printr-un lichid cu o anumită compoziție: apă, o soluție apoasă de sulfit de sodiu, o soluție apoasă de bicarbonat de sodiu. .

Pe fig. 8.2 prezintă o diagramă a unui convertor de lichid utilizat cu un motor diesel în doi timpi. Gazele de eșapament intră în convertor prin conducta 1 și prin colectorul 2 intră în rezervorul 3, unde reacţionează cu fluidul de lucru. Gazele purificate trec prin filtrul 4, separatorul 5 și sunt eliberate în atmosferă. Pe măsură ce lichidul se evaporă, acesta este adăugat în rezervorul de lucru din rezervorul suplimentar 6.

Orez. 8.2. Schema unui neutralizator lichid

Trecerea gazelor de eșapament diesel prin apă duce la scăderea mirosului, aldehidele sunt absorbite cu o eficiență de 0,5, iar eficiența de îndepărtare a funinginei ajunge la 0,60 ... 0,80. În același timp, conținutul de benzo(a)piren din gazele de eșapament ale motoarelor diesel scade oarecum. Temperatura gazelor după curățarea lichidă este de 40 ... 80 ° C, iar fluidul de lucru este încălzit la aproximativ aceeași temperatură. Pe măsură ce temperatura scade, procesul de curățare devine mai intens.

Neutralizatoarele lichide nu necesită timp pentru a intra în modul de funcționare după pornirea unui motor rece. Dezavantajele neutralizatorilor lichidi: greutate mare și dimensiuni; necesitatea unor schimbări frecvente în soluția de lucru; ineficiență în raport cu CO; randament scazut (0,3) in raport cu NOx; evaporarea intensă a lichidului. Folosirea neutralizatorilor lichizi în sistemele combinate de curățare poate fi însă rațională, mai ales pentru instalațiile ale căror gaze de evacuare trebuie să aibă o temperatură scăzută atunci când sunt eliberate în atmosferă.