Способы уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов автомобилей

Обновлено: 02.07.2024

В последнее время очень много говорят об экологическом кризисе. Одной из причин экологического кризиса являются выхлопные газы от неумолимо растущего количества автомобилей. В настоящее время владельцы автомобилей совсем забыли об окружающей среде. И даже не задумываются, что выхлопные трубы их машин выпускают в воздух много вредных веществ. . Выхлопны́ега́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов , являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Цель моей исследовательской работы: Выяснить влияние автотранспорта на организм человека. Экспериментально доказать, что выхлопные газы загрязняют атмосферу. Изучить способы снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.

Исследовать выхлопные газы.

Изучить информацию о составе автомобильного топлива и продуктах сгорания, влияние содержащихся веществ на организм человека.

Доказать влияние выхлопных газов автомобилей на окружающую среду;

Найти способы снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.

Сформулировать выводы по выполненной работе.

Гипотеза: автомобиль при работе выделяет большое количество вредных веществ.

Оборудование: лабораторные весы с набором гирь, хлопчатобумажные мешочки, автомобиль оснащённый двигателям внутреннего сгорания

Методы исследования: Эксперимент. Изучение литературы и материалов Интернета по заданной теме.

Проведение эксперимента, доказывающего загрязнение атмосферы автомобилями.

Мне понадобились: два белых хлопчатобумажных мешочка. Мы натянули на выхлопную трубу легковой машины один мешочек, шофёр запустил мотор на холостых оборотах ровно на минуту. После мы выключили двигатель, дождались, когда выхлопная труба остынет, сняли мешок, вывернули его наизнанку и увидели грязь от выхлопной трубы. Это говорит о том, что автомобили загрязняют окружающую среду. Я взвесил чистый мешок и мешок, одетый на выхлопную трубу.Грязный мешочек был тяжелее на 27 мг. В ниже представленной таблице я предлагаю свои расчеты по количеству выброшенной сажи в атмосферу планеты 15тысячами автомобилей за час.

Простые расчеты показывают:

1,62 г сажи выбрасывает за час один автомобиль.

24,3 кг сажи выбрасывают 15 тыс. автомобилей за 1 час.

1.2. Содержание выхлопных газов.

В ходе исследования я узнал, что в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания содержится 280 компонентов, большинство из которых вредны. Одни воздействует на нервную и сердечно сосудистую системы, другиевызывает удушье. Углеводороды обладают наркотическим действием. Вдыхание оксида углерода может привезти к обморочному состоянию.Сажа ухудшает условия дыхания.

(Приложение ) Содержание выхлопных газов.

В выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания содержится до 280 компонентов, большинство из которых относится к категории вредных. Основные из них- углекислый газ, углерод, углеводород, оксид углерода, оксид азота, сажа, тяжёлые металлы (свинец, кадмий) и др.

Действие на организм

это бесцветный, не имеющий запаха газ. Оксид углерода воздействует на нервную и сердечно сосудистую системы, вызывает удушье.

ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Окислы азота в дыхательных путях, соединяясь с водой, превращаются в азотную и азотистую кислоты, известные своим свойством вызывать раздражение слизистых оболочек и весьма тяжелые заболевания. По этой причине окислы азота в несколько раз более опасны для человека, чем окись углерода

обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение, слабость, потеря аппетита, бессонница.

ухудшает условия дыхания, может вызывать приступы удушья, аллергии и бронхиальной астмы. Сажа раздражает кожные покровы, засоряет кожные железы и может быть причиной гнойничковых заболеваний.

В этом наборе весьма коварна окись углерода. Оксид углерода, соединяясь с красными кровяными тельцами (гемоглобином), мешает ему нести кислород в ткани организма. В последние годы загрязнение атмосферы привело к тому, что ухудшилось снабжение кислородом клеток человеческого организма. Исследования в крупных городах показали, что в тканях 40-летнего человека столько кислорода, сколько должно быть у 80-летнего.

При вдыхании оксида углерода в течении нескольких часов возможно отравление, что может привезти к обморочному состоянию.

Автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но, перевозя небольшое число пассажиров и работая на наиболее ценных видах топлива, использует его недостаточно эффективно.

В связи с этим возникла необходимость разработки ряда мероприятий, позволяющих предотвратить загрязнение окружающей среды от автотранспорта.

С целью снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух ученые, инженеры и экологи предлагают организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-экологические мероприятия.

Организационные мероприятия включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размешаются здания пониженной этажности, затем – дома повышенной этажности и в глубине застройки – детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками). Важное значение имеют сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения гаражей и автостоянок.

Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с не выключенным двигателем в ожидании зеленого света, при начале движения с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.

Для снижения загазованности воздушной среды необходимо ограничить количество вредных веществ, выделяемых каждым автомобилем, т.е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами. Соответствие автомобилей указанным стандартам (в частности, по содержанию оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах) проверяют инспектора ГИБДД.

В качестве технологических мероприятий, которые могут резко снизить токсичность выхлопных газов, можно выделить следующие:

- изменение состава топлива;

- использование энергии торможения;

- перевод автомобилей на сжиженный газ;

- совершенствование двигателей внутреннего сгорания;

- применение альтернативных видов топлива;

- внедрение гибридных двигателей;

- внедрение в эксплуатацию электромобилей, солнечных автомобилей, а также применение электрического транспорта и др.

Изменение состава топлива.

При введении в топливо т.н. присадок можно существенно уменьшить количество некоторых токсичных веществ: сажи, альдегидов , оксида углерода и других. Так, для карбюраторных, двигателей самым эффективным оказались смеси различных спиртов.

Использование энергии торможения. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне были построены и успешно использованы на автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27-40%. объем выхлопных газов снизился на 39-49%.

Перевод автомобилей на сжиженный газ приводит к тому, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3-4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа автобус способен пройти без заправки до 500 км. Если добавить к этому, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Например, в США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит полное сгорание рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет свести до минимума содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах. Создан карбюратор, благодаря которому возможно использовать низко октановые сорта бензина без антидетонационных добавок. В этом устройстве, состоящем из теплообменника, смесителя и реактора, бензин не только распыляется, но и расщепляется с помощью катализатора на более простые газы, например метан .

Во многих странах мира разрабатываются новые, более совершенные двигатели, которые можно устанавливать на серийных автомобилях. В частности, указывают на перспективность роторно-поршневого двигателя Ванкеля, который компактнее поршневых двигателей: объем в среднем на 30%, а масса на 11 % меньше.

Признаётся перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.

Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.

Дальнейшие успехи в разработке электромобилей в основном, будут зависеть от решения ряда технических проблем (создания компактных, недорогих и легких аккумуляторов, разработка быстродействующих зарядных устройств). Укажем также на необходимость резкого увеличения резервных мощностей электростанций, поскольку они недостаточны, если потребуется в перспективе ежедневная подзарядка многих миллионов электромобилей.

Практическая значимость.

Я считаю, что моя работа актуальна потому, что:

Во-первых, проблема огромного количества наземного транспорта. В городах создаются заторы на дорогах, придомовые территории заполнены легковыми машинами, этим создают помехи, неудобства для пешеходов.

Во-вторых, п ри сгорании топлива в тепловых двигателях в атмосферу поступают вредные элементы.

В-третьих, стоки с автомоек, гаражей, стоянок загрязняют воду ;

Химические реагенты , используемые для борьбы с гололёдом на дорогах , загрязняют землю ;

частицы резины и асфальта , образующие ся при стирании шин об асфальт, оседают на дома и деревья ;

отходы нефтепроизводства при изготовлении бензина загрязняют окружающую среду.

Автомоб иль - истребитель природных ресурсов - нефти, загрязнитель земли, воды и воздуха, источник болезни, шума и опасности – в автомобильных авариях ежегодно погибает людей больше, чем в иных войнах.

Считаю, что надо заменить автомобили с двигателями внутреннего сгорания на экологически чистые автомобили, которые не наносили бы вред окружающей среде, были безопасные, удобные и качественные.

3.Большая детская энциклопедия. Том 2. Физика: МастерМедиа, 2006.

Одним из мощных источников загрязнения городской воздушной среды является автомобильный транспорт, увеличение численности которого привело к насыщению городов легковыми автомобилями и переключению на них большей части пассажирских перевозок. Это резко ухудшает санитарные условия проживания в крупных городах: автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но, перевозя небольшое число пассажиров и работая на наиболее ценных видах топлива, использует его недостаточно эффективно. В связи с этим возникла необходимость разработки ряда мероприятий, позволяющих предотвратить загрязнение окружающей среды от автотранспорта.

С целью снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух в рамках представленной классификационной схемы (рис. 3) предусмотрены организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-экологические мероприятия.

Организационные мероприятия включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размешаются здания пониженной этажности, затем – дома повышенной этажности и в глубине застройки – детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками). Важное значение имеют сооружение транс­портных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения гаражей и автостоянок.

Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с не выключенным двигателем в ожидании зеленого света, при трогании с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.

Для снижения загазованности воздушной среды необходимо ограничить количество вредных веществ, выделяемых каждым автомобилем, т.е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами. Соответствие автомобилей указанным стандартам (в частности, по содержанию оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах) проверяют инспектора ГИБДД.

В качестве технологических мероприятий, которые могут резко снизить токсичность выхлопных газов, можно выделить следующие:

- изменение состава топлива;

- использование энергии торможения;

- перевод автомобилей на сжиженный газ;

- совершенствование двигателей внутреннего сгорания;

- применение альтернативных видов топлива;

- внедрение гибридных двигателей;

- внедрение в эксплуатацию электромобилей, солнечных автомобилей, а также применение электрического транспорта и др.

Изменение состава топлива. Известно, что в целях предотвращения детонации горючего в двигателях автомашин в него добавляют тетраэтилсвинец, который делает выхлопные газы особо токсичными. Поэтому большие усилия были затрачены на замену указанного вещества на менее опасные, а также на получение стойкого к детонации бензина. При введении в топливо т.н. присадок можно существенно уменьшить количество некоторых токсичных веществ: сажи, альдегидов, оксида углерода и других. Так, для карбюраторных, двигателей самым эффективным оказались смеси различных спиртов.

Использование энергии торможения. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне были построены и успешно использованы на автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27-40%. объем выхлопных газов снизился на 39-49%.




Перевод автомобилей на сжиженный газ приводит к тому, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3-4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа автобус способен пройти без заправки до 500 км. Если добавить к этому, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Например, в США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит полное сгорание рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет свести до минимума содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах. Создан карбюратор, благодаря которому возможно использовать низкооктановые сорта бензина без антидетонационных добавок. В этом устройстве, со­стоящем из теплообменника, смесителя и реактора, бензин не только распыляется, но и расщепляется с помощью катализатора на более простые газы, например метан.

Во многих странах мира разрабатываются новые, более совершенные двигатели, которые можно устанавливать на серийных автомобилях. В частности, указывают на перспективность роторно-поршневого двигателя Ванкеля, который компактнее поршневых двигателей: объем в среднем на 30%, а масса на 11 % меньше.

Признаётся перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.

Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.

Перспективно широкое внедрение так называемых гибридных двигателей: в городе при относительно небольших скоростях должен использоваться только электромотор, питающийся от небольших батарей и обеспечивающий запас хода на 40-50 км, а при выезде за город должен включаться обычный двигатель. Одновременно электромотор может быть использован как генератор для подзарядки аккумулятора.

Электромобили. Весьма перспективным является проект массового перехода от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями на электромобили, которые действуют от батарей – аккумуляторов, подзаряжаемых на станциях.

Электромобили бездымны, бесшумны, их выделения нетоксичны, они просты в управлений, а эксплуатация значительно экономичнее, особенно в городах. Этому способствует относительно небольшой среднесуточный пробег автомобилей в городе, ограничение скорости и возможность организации сети зарядных станций для батарей – аккумуляторов. Сейчас в мире эксплуатируется сотни тысяч электромобилей различного назначения, и парк их непрерывно растет.

Дальнейшие успехи в разработке электромобилей в основном, будут зависеть от решения ряда технических проблем (создания компактных, недорогих и легких аккумуляторов, разработка быстродействующих зарядных устройств). Укажем также на необходимость резкого уве­личения резервных мощностей электростанций, поскольку они недостаточны, если потребуется в перспективе ежедневная подза­рядка многих миллионов электромобилей.

Солнечный автомобиль использует солнечную (или световую) энергию, которая улавливается при помощи специальных солнечных батарей. Электромобиль на спиральных гидридно-никелевых батареях прошел несколько лет назад без подзарядки 601 км.

Улучшению качества атмосферного воздуха в сочетании со снижением шума способствует применение электрического транспорта (трамвая, троллейбуса).

Специальными инженерно-техническими мероприятиями, снижающими выбросы токсичных веществ от автотранспорта как основного передвижного источника, дающего наибольший вклад в загрязнение атмосферы, является применение нейтрализаторов, катализаторов.

Нейтрализаторы выхлопных газов. К настоящему времени выпускаются нейтрализаторы следующих видов: каталитические (используются твердые катализаторы), пламенные (дожигание примесей в открытом пламени), термические (метод беспламенного окисления) и жидкостные (с помощью химического связывания примесей жидкими реагентами). При этом широкое распространение получили каталитические нейтрализаторы, которые превращают токсичный оксид углерода в малоопасный диоксид.

Экологическая безопасность – это свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации. Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:

– нефтепродукты при их испарении;

– продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий.

Шумовое загрязнение является также серьезной проблемой. Фактически шум создают транспортные потоки, и уровень его может меняться от очень многих причин, основными из которых являются; техническое состояние, скорость движения и режимы движения автомобиля; тип и состояние дорожного покрытия; состав и характеристики транспортного потока, в котором движется автомобиль; градостроительные особенности магистрали. При исследовании влияния срока службы автомобиля на уровень создаваемого шума установлено, что он возрастает в среднем на 1,5– 2,5 дБ по шкале А в год. В отдельных городах под воздействием автомобильного транспорта и других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния, что препятствует устойчивому их развитию и требует кардинальных решений по улучшению их коммуникационной инфраструктуры. Наибольшему загрязнению подвержены территории, непосредственно прилегающие к трассам. Полоса загрязнения достигает 300 м и более.

Основными мероприятиями по предотвращению и уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать:

1) Разработку таких конструкций автомобилей, которые меньше загрязняли бы атмосферный воздух токсичными компонентами отработавших газов и создавали бы шум более низкого уровня.

2) Совершенствование методов ремонта, обслуживания и эксплуатации автомобилей с целью снижения концентрации токсичных компонентов в отработавших газах, уровня шума, производимого автомобилями, и загрязнения окружающей среды эксплуатационными материалами.

3) Использование средств и методов организации и регулирования движения, обеспечивающих оптимальные режимы движения и характеристики транспортных потоков, сокращение остановок у светофоров, числа переключения передач и времени работы двигателей на неустановившихся режимах.

Вдоль автомобильной дороги посажены елки, летом там появляется много маслят. Можно ли собирать грибы в лесопосадке у дороги?

На дороге пробка. Не вредно ли ехать на велосипеде по автомагистрали? Почему?

После реконструкции проспекта, окна дома стали выходить на автомагистраль, уровень шума в квартире резко возрос. Что делать?

При широком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещает ранее недоступные для них природные комплексы. К каким последствиям это может что привести?

В последнее время масса усилий направлена на то, чтобы снизить негативное влияние вредных выбросов на экологию. Масштабным источниками токсичных веществ являются многочисленные, активно эксплуатируемые во всех уголках земного шара транспортные средства.

  1. Компоненты отработавших газов
  2. Эксплуатационные решения снижения токсичности
    • Контроль и регулировка угла опережения зажигания
    • Правильная регулировка системы подачи топлива
    • Промывка фильтров
  3. Технические решения
    • Каталитическая нейтрализация
    • Сажевые фильтры
    • Каталитическое восстановление (система нейтрализации SCR)
  4. Видео "Как это устроено? Автомобильный катализатор"

В частности, грузовики, которые, как известно, всегда характеризовались огромным количеством вредных выбросов в атмосферу. Сегодня поговорим о методах снижения токсичности отработанных газов в грузовиках.

Компоненты отработавших газов

Итак, выхлопные газы являются главным источником токсичных веществ в 2- и 4-тактных двигателях внутреннего сгорания, наносящих непоправимый вред окружающей среде. Отработавшие газы представляют собой смесь множества газообразных веществ, у каждого из которых – свои физические и химические свойства.

В составе присутствуют продукты сгорания топлива, аэрозоли, избыточный воздух и масса примесей, включая газообразные, жидкие и даже твердые. В общем и целом выхлопные газы состоят из более чем трехсот веществ, подавляющее большинство которых – токсично.

Вещество Бензиновые двигатели, % объема Дизельные двигатели, % объема
N2 74 - 77 76 - 78
O2 0,3 - 8,0 2,0 - 18,0
H2О (пары) 3,0 - 5,5 0,5 - 4,0
CO2 0,0 - 16,0 1,0 - 10,0
CO 0,1 - 5,0 0,01 - 0,5
Оксиды азота 0,0 - 0,8 0,0002 - 0,5
Углеводороды 0,2 - 3,0 0,09 - 0,5
Альдегиды 0,0 - 0,2 0,001 - 0,009
Сажа, г / куб. м 0,0 - 0,04 0,01 - 1,1
Бензипрен -3,4, г / куб. м 10 - 20 * 10-6 10*10-6

Ключевыми токсичными составными элементами выхлопных газов в двигателях транспортных средств и, в частности, грузовиков, являются окись углерода, азота и углеводорода. Также в них содержатся альдегиды, канцерогены, сажа и прочие элементы. В составе автомобильных выхлопов присутствуют дисперсные твердые частицы, в том числе сажа, оксид серы, конденсат, полимерные вещества и альдегиды.

Помимо продуктов сгорания в выхлопных газах от дизельных силовых установок содержатся вещества, образовываемые в результате горения масла, и компоненты, испаряющиеся из активно используемых сегодня присадок к маслу и топливу. 1-2% состава занимают водород, аргон и прочие инертные газы.

Эксплуатационные решения снижения токсичности

Снижение токсичности отработанных газов

Чтобы снизить токсичность отработавших газов, по состоянию на сегодняшний день предпринимается несколько конструктивных решений, активно внедряются новейшие технологии, цель которых – минимизировать негативное влияние автомобильных выхлопов на экологию.

В частности, повсеместно используются инновационные системы впрыска топлива под высоким давлением, а в грузовых транспортных средствах осуществляется чистка отработавших газов уже на выходе из цилиндров.

Речь идет о каталитической нейтрализации, добавлении в отработавшие газы мочевины и дизеля, подаче в цилиндры вторичного воздуха и так далее. Поговорим о наиболее эффективных решениях для снижения токсичности газов более подробно.

Контроль и регулировка угла опережения зажигания

Ключевым элементом любого современного ДВС является система зажигания. Свеча, которая предназначена для образования искры, связана с поршневой системой, благодаря чему в момент, когда ключ поворачивается в замке зажигания, происходит расширение газов, а топливная смесь воспламеняется.

Благодаря правильной регулировке зажигания, во-первых, удается избежать возникновения проблем в момент запуска мотора, а во-вторых, заметно снизить количество вредных выбросов. Выполнить эту процедуру можно своими силами, если знать главные этапы работы.

регулировка угла опережения зажигания

Итак, одним из наиболее популярных способов уменьшения токсичности отработавших газов является регулировка опережения угла зажигания. Под понятием опережения зажигания подразумевают воспламенение искрой топливной смеси в цилиндре до того, как поршень в нем достигнет верхней мертвой точки.

Дело в том, что для максимального крутящего момента двигателя и его мощности важно, чтобы давление газов в результате сгорания ТВС наибольшей величины достигало на отметке 10-12 градусов выше верхней мертвой точки. Это гарантирует эффективное преобразование силы давления газов в механическую энергию.

Для получения такой эффективности важно выполнить регулировку подачи топлива, согласовать скорость движения поршней и сгорания топливной смеси. Раньше регулировка УОЗ выполнялась на слух: во время езды на четвертой передаче и при скорости около 50 км/час водитель резко надавливал на педаль акселератора.

Если в этот момент была отчетливо слышна незначительная детонация, все в порядке, если ее не было, приходилось на опережение крутить трамблер до тех пор, пока не возникнет характерный звук. Детонации нет дольше, чем одна-две секунды? Трамблер необходимо покрутить на более поздний угол.

Правильная регулировка системы подачи топлива

Непосредственное влияние на состав выхлопных газов оказывает качество рабочей смеси, определяемое т.н. коэффициентом избытка воздуха. Максимальный крутящий момент двигателя достигается, когда коэффициент избытка воздуха находится на уровне 0,9. Обычно это происходит, когда мотор транспортного средства полностью нагружен. Об оптимальной топливной экономичности можно говорить, если коэффициент избытка воздуха находится на отметке в 1,1.

Это позволяет получить также минимальный уровень выбросов углеводорода и монооксида углерода, но вот количество выбросов оксидов азота достигает наивысшей отметки. Регулировка подачи топливной смеси выполняется для холостого хода. Если ТВС слишком бедная, появляются так называемые пропуски воспламенения, а это еще сильнее повышает выбросы оксидов азота.

Чтобы достичь точного контроля над составом смеси и уменьшить токсичность отработавших газов, активно внедряются системы впрыска топлива, которыми оснащаются все современные грузовики непосредственно с заводов-производителей.

Промывка фильтров

Промывка фильтров

Еще одним решением, к которому прибегают для уменьшения количества вредных выбросов, является промывка фильтра. Выполняется она в следующей последовательности:

  • Вывернуть сливную пробку и слить масло, после чего пробку вернуть на место.
  • Снять колпак фильтра, а также обе секции фильтрующих элементов (наружную и внутреннюю).
  • Удалить с колпака присутствующие на нем отложения.
  • Поместить фильтрующие элементы в емкость с растворителем на несколько часов, после чего аккуратно промыть их щеткой, соблюдая правила техники безопасности при работе с ядовитыми веществами.
  • Поместить очищенные элементы в емкость с чистым бензином, прополоскать каждый из них и хорошо продуть.
  • Промыть колпак фильтра, для этого можно использовать дизтопливо.
  • Собрать тщательно промытый фильтр и установить его на место.
  • Запустить мотор, дать ему поработать около 5 минут, проверить фильтр на предмет наличия подтеканий в особенности на средних оборотах.

Технические решения

Помимо описанных выше методов снижения вредных выбросов существует и ряд технических решений, внедряемых в конструкцию транспортного средства как непосредственно во время сборки, так и кустарным образом. Поговорим о самых распространенных из них более детально.

Каталитическая нейтрализация

В основе каталитического действия нейтрализаторов лежит поверхностное окисление токсичных веществ без образования пламени. Для ускорения реакции используются катализаторы, а окисление происходит в момент, когда отработавшие газы преодолевают слой носителя. Именно на этот носитель катализатор и наносится.

Каталитическая нейтрализация

Оперативность реакции в таком случае зависит от того, какой температуры достиг носитель. Благодаря использованию такого решения становится возможным дожиг монооксида углерода и углеводорода, а также полное разложение оксидов азота, как следствие – вредные вещества полностью нейтрализуются и не попадают в окружающую среду.

Функцию катализаторов, активных компонентов выполняют благородные металлы, в частности, платина и палладий, а также оксиды меди, ванадия, кобальта, марганца, хромат железа и пр.

Кроме перечисленных выше элементов эффективная нейтрализация может осуществляться с использованием сплава меди, оксида хрома и ванадиевого ангидрида, хорошими катализаторами являются также металлические сплавы.

Сажевые фильтры

Для эффективной очистки выхлопных газов грузовые транспортные средства оснащаются сажевым фильтром. В нормальных условиях эксплуатации он задерживает отработавшие частицы, но имеет свойство забиваться. Для возвращения детали требуемых характеристик рекомендуется выполнить промывку сажевого фильтра. Для нее нужно сделать следующее:

  • Прогреть двигатель ТС до рабочей температуры и заглушить его.
  • Подготовить пневмопистолет со специальной жидкостью (профессиональной промывкой).
  • Подставить под выхлопную трубу старую грязную емкость, которую потом не жалко будет выбросить.
  • Снять датчик давления и/или температуры, который находится перед фильтром.
  • Вставить в отверстие наконечник пистолета.
  • Вводить жидкость для промывки на протяжении 1 минуты, затем подождать, пока она осядет (3-4 мин.) и повторить манипуляцию несколько раз, пока не будет использовано все средство.
  • Подождать, пока жидкость разъест все отложения (около получаса).
  • Завести мотор, дать ему поработать 5-6 мин. при высоких оборотах, затем заглушить.
  • Залить в пневмопистолет средство для второго этапа очистки (как правило, она так и называется, например, DPF Flush Step 2).
  • Распилить его точно так же, как это делалось на предыдущем этапе – пошагово.
  • Запустить двигатель, дать ему поработать минут 10-15 при высоких оборотах. При этом из выхлопной трубы должна пойти пена. Важно, чтобы мотор работал до тех пор, пока активное пенообразование не прекратится.
  • Заглушить двигатель, продуть сильным потоком воздуха отверстие, через которое подавалась промывочная жидкость.
  • Завести мотор очередной раз, дать ему поработать не менее 5 минут.

Описанная выше процедура весьма эффективна, но для достижения максимального эффекта специалисты советуют запустить процедуру регенерации сажевого фильтра. Она проходит автоматически, занимает не более 20 минут и позволяет полностью очистить деталь, сжигая все накопившиеся в ней частицы.

Каталитическое восстановление (система нейтрализации SCR)

система нейтрализации SCR

Хорошо зарекомендовало себя так называемое избирательное каталитическое восстановление SCR, когда реакция нейтрализации проходит в избирательном порядке – сжигаются лишь определенные вещества, как правило, это оксиды азота.

В процессе химической реакции вредные компоненты распадаются, образуя азот и воду, которые не несут никакого вреда окружающей среде. Чтобы процесс пошел, в поток отработавших газов вводится восстановитель, роль которого обычно играет мочевина.

Заключение

Из описанного выше можно сделать вывод о том, что в настоящее время существует немало готовых конструктивных решений, а также доступных и распространенных методов снижения количества вредных компонентов в отработавших выхлопных газах. Повсеместное их применение позволяет уменьшить вред экологии и приблизить двигатели современных грузовиков к требуемым стандартам.

Читайте также: