Экологические характеристики дизельных двигателей

Экология дизельных двигателей

Поскольку дизельные двигатели работают на более бедных топливно-воздушных смесях (a = 1.2-1.5, а на режимах холостого хода достигает и 10), образовывается значительно меньше продуктов неполного сгорания топлива — СО и углеводородов. Но при высоких температурах образовываются оксиды азота (NOx ), а также альдегиды и полициклические ароматические углеводороды. В дизельных двигателях также намного больше, чем в бензиновых, образовывается оксидов серы. Одними из нежелательных веществ дизеля являются твердые частицы, в том числе и сажа, в качестве которой выступает углерод. Сам по себе он не является токсичным. Однако выступает хорошим абсорбентом, поэтому способен накапливать на своей поверхности вредные вещества, выступая их переносчиком. К тому же сажа и твердые частицы раздражают органы дыхания, а маленькие их частички способны накапливаться в органах дыхания. Снижение количества вредных веществ возможно путем улучшения качества топлив, в частности — меньшения количества токсичных антидетонаторов в бензинах, снижения количества серы, использования специальных присадок, улучшающих процессы горения, моющих добавок и т.д. Сегодня ряд стран уже ввели ограничения на содержание в нефтяных топливах определенных составляющих. В качестве примера могут послужить европейские нормы, одним из регламентируемых компонентов которых является сера: Euro 1 — 0.2%, Euro 2 — 0.05%, Euro 3 — 0.035%, Euro 4 — 0.005%.

Сегодня многие видят частичное решение экологической напряженности, особенно в городских условиях, в переходе на газообразное топливо, на котором могут работать как дизельные двигатели — газодизельный цикл (газ подается вместе с воздухом, а воспламенение осуществляется зажигательной дозой дизтоплива, подаваемой через штатную форсунку), так и двигатели с искровым зажиганием. При использовании газообразного топлива (сжатого природного газа — СПГ) в ДВС с искровым зажиганием возможно уменьшение выбросов оксида углерода (СО) до 6-8 раз, углеводородов (С mНn) — в 1,5-1,8 раза, при практически одинаковых выбросах NOх. Для сжиженного нефтяного газа (СНГ) эти показатели приблизительно таковы: снижение СО — до 2-4 раз, NO х — 1,4-1,8 раза, при увеличении выбросов углеводородов в 1,2-1,5 раза (пропан и бутан), которые не являются токсичными. В дизельных же двигателях количество этих компонентов при работе на сжатом природном газе остается приблизительно на том же уровне, как и при использовании дизтоплива, однако практически отсутствует оксид серы SO2 и может снизиться дымность. Однако следует помнить, что при работе двигателя на СПГ углеводороды в отработанных газах — это в большей степени метан, который является токсичным. Однако широкомасштабного перехода на газовые топлива (СНГ и СПГ) не стоит ожидать в связи с ограниченными их ресурсами, а также использованием в других отраслях. В ближайшее время уйти от использования нефтяных топлив не удастся.

Во-первых, в дальнейшем их применении заинтересованы сами нефтеперерабатывающие компании, которым, по понятным причинам, не выгоден резкий переход на альтернативные топлива (какие существуют и какие наиболее перспективные — мы рассмотрим в дальнеших публикациях).

Во-вторых, пока и автомобили конструктивно не готовы к использованию многих из них. Поэтому вполне естественно, что процесс будет до последнего развиваться в направлении улучшения экологической безопасности транспортных средств путем снижения вредных веществ в отработавших газах применением специальных очищающих систем и производства более качественных топлив. Пока же в Украине во многом реализовываются моторные топлива, которые не располагают к улучшению экологических показателей автомобилей. Наши нефтеперерабатывающие заводы не могут обеспечить необходимой глубины переработки из-за устаревшего оборудования, результатом чего является то, что топлива далеки от действующих сегодня в Европе стандартов. Но автомобили в Украине эксплуатируются те же, что и за рубежом. К тому же, хоть во многих отечественных топливах и присутствуют присадки (как и в импортируемых), не всегда имеется требуемая их концентрация или комплекс. Как же быть? Выход есть: самостоятельно «доработать» топливо путем введения нужных или доведением до нормы имеющихся в топливе присадок, которые смогут не только усовершенствовать характеристики автомобиля, но и улучшить экологические показатели выхлопа. Один из ведущих в Украине разработчиков и производителей многофункциональных присадок и добавок к топливам, компания «Энергетические технологии», за 7 лет существования сумела занять лидирующие позиции в своей отрасли. Наряду с поставками своей продукции на многие нефтеперерабатывающие заводы (Одесский НПЗ, Шебелинский ГПЗ, Надворнянский НПЗ «Нефтехимик Прикарпатья», НПЗ «Галичина», Херсонский НПЗ и др.), а также оказанием консалтинговых услуг по использованию добавок и присадок к топливам, сегодня компания выпустила три универсальные присадки и для розничной торговли. Это бензин-модификаторы «Стандарт Плюс» и «Стандарт Максимум», а также дизель-модификатор «Старндарт-1».

Читайте также:  Какое масло лить в двигатель с пробегом 20000

Бензин-модификаторы содержат 4 формулы — антидетонаторную, противоизносную, моющую и антинагарную добавки, которые в комплексе позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля, уменьшить износ поршневой группы и топливной системы, содержать их в чистоте. Помимо этого, бензин-модификаторы способствуют экономии топлива до 6% и улучшают экологические показатели автомобиля (снижение содержания углекислого газа в выхлопных газах до 1,5 раза, углеводородов — на 20-30%). Следует заметить, что данные продукты безопасны для каталитических нейтрализаторов и не оставляют на свечах зажигания красный налет, поскольку не содержат металлоорганики. Для улучшения экологических и эксплуатационных характеристик дизельного топлива предлагается дизель-модификатор «Старндарт-1» который, обладая мягкими очищающими свойствами, продлевает срок службы элементов системы топливоподачи, способствует экономии топлива (до 5%), повышает динамику автомобиля, а также значительно снижает токсичность выхлопа и дымность (подтверждение последнему можно увидеть в табл.). Положительный эффект от использования данной добавки был доказан не только в лабораторных условиях, но и во время практических испытаний, что позволило Министерству экологии и природных ресурсов рекомендовать применение «Стандарт-1» при каждой заправке автомобиля. Помимо этого, продукт получил рекомендации от Государственного комитета нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности и МОЗ Украины.

Источник

Дизельный или бензиновый двигатель — кто больше портит воздух

Среди автолюбителей всегда найдутся и завистники, и противники бензиновых и дизельных двигателей. И каждый из оппонентов будет приводить свои аргументы, а получать будет совсем другие и этот спор может длиться бесконечно.

Но потом придут экологи и они тоже начнут спорить о том, какие двигатели лучше использовать, а какие нет. Крупные международные корпорации постоянно демонстрируют новые результаты, где первенство по экологичности отдается то дизелю, то бензину. Какие данные есть на сегодняшний день?

Не так давно распространилось мнение, что дизельные двигатели вредней бензиновых с точки зрения экологии. Это даже привело к снижению продаж дизельных авто аж на 17%. Правда, представители отрасли дизельных двигателей категорически не согласны с таким мнением. Они, напротив, уверяют, что дизели гораздо чище бензиновых, а все эти результаты специально придуманы борцами за охрану окружающей среды.

И все же – дизель или бензин?

Определенного ответа не могут дать даже сильные мира сего в автомобильной промышленности. По мнению независимых экспертов, многое зависит от самой марки авто.

Оба вида мотора работают, переводя путем сжигания топлива химическую энергию в механическую. Но каждый двигатель делает это по-своему.

Например, дизель в целом «ест» меньше топлива, а значит, в атмосферу попадает меньше двуокиси углерода. Но даже его мельчайшие частицы, пусть и в малом количестве, содержат больше опасных для здоровья человека веществ.

Исследователи токсичных воздействий на атмосферу заявляют, что такие частицы сажи оседают глубоко в легких, вызывая раздражение, после чего могут даже попасть в кровь. Это значительно увеличивает риск возникновения астмы, сердечного приступа, инсульта.

Читайте также:  Троение двигателя на больших оборотах

Но этого можно избежать, если использовать современные авто, которые оборудованы специальными фильтрами. Последние на 99% задерживают подобные вещества, поэтому у дизелей нового поколения такая проблема отсутствует.

Еще один враг для человека, которым обладает дизель – это двуокись азота. При длительном контакте с ним функция легких снижается, может развиться аллергия.

Но и здесь на помощь пришли современные технологии. Дизель стандарта Евро 6 почти вдвое снизил выбросы. В результате по уровню воздействия на экологию он сравнялся с бензиновым мотором.

Однако, по мнению группы Emission Analytics, ситуация сохраняется спорной. Подобные испытания с Евро 6 проводились в стендовых условиях. Если же взять реальную эксплуатацию на дороге, то все таки бензиновый движок гораздо чище.

И опять же, сравнение не совсем корректно, поскольку многое зависит от марки машины. Тем более, для повышения экономичности двигателей на основе бензина производители стали использовать технологию прямого впрыскивания, которая увеличила вред для экологии.

Поэтому однозначного ответа пока нет. А значит, пользуйтесь тем движком, который вам больше нравится.

Источник

Нестандартные решения проблемы экономичности и экологичности двигателей внутреннего сгорания

Изобретатели, профессора и доктора наук присылают нам свои материалы для их публикации в каналах Хакнем.

Задача наших каналов — популяризировать опыт носителей знаний в разных тематических отраслях, чтобы сделать его доступным и применимым в жизни наших читателей.

Представляем его новую научно-популярную статью в канале Хакнем.

Нестандартные решения проблемы экономичности и экологичности двигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания давно и прочно вошли в жизнь едва ли не каждого жителя Земли. Без него немыслима жизнь ни горожанина, ни сельского труженика. Затруднительно даже назвать ту сферу жизни, которая в наши дни обходится без него. Это и транспорт всех видов, это и двигатели передвижных и стационарных электростанций, это сельхозмашины и садово-огородная техника. Число их непрерывно растёт, а вместе с ростом числа требуется всё больше и больше моторного топлива. А следствием этого является всё большее загрязнение окружающей среды продуктами их жизнедеятельности – окислами углерода и азота.

Во избежание чрезмерного загрязнения правительствами разных стран принимаются всё более и более жёсткие ограничения на токсичность выбросов. А рост расходов на моторное топливо постоянно напоминает о необходимости создания более экономичного двигателя. Конструкторы моторов прилагают неимоверные усилия в этом направлении, однако трудно усовершенствовать совершенное. В результате все усилия оказываются направленными по пути усложнения конструкции.

Двигатели обвешиваются всё большим количеством всевозможных датчиков, дожигателей и нейтрализаторов. В результате достигается некоторая экономия, улучшение экологических показателей, которые не окупают дополнительных расходов на производство дополнительных обвесок и крайне усложнённого, а иной раз и невозможного обслуживания в процессе эксплуатации. И всё это оплачивается потребителем.

При этом главное направление к достижению как экономической, так и экологической цели – создание двигателей с более высокой литровой мощностью и с более полной степенью сгорания топлива, с возможностью активного регулирования отдаваемой двигателем мощности. На этом пути давно и хорошо известны два способа: усовершенствование рабочего цикла (качественный способ) и деактивация части рабочих объёмов в режиме неполных нагрузок двигателя (количественный способ). Несмотря на известность способов достижения цели, несмотря на упорные конструкторские поиски, обнадёживающих результатов пока нет.

Ещё одним из направлений поисков является повышение степени наполняемости цилиндров топливовоздушной смесью и улучшения очистки цилиндров от продуктов горения, приводящих к повышению силовых показателей двигателя. С этой целью увеличивают число клапанов – вместо двух клапанов на цилиндр появилось четыре, причём каждая пара клапанов управляется своим распределительным валом. К этому добавляются механические и турбокомпрессоры. Разумеется, эти меры не повышают надёжности двигателя и опять же оплачиваются потребителем.

Поскольку результативность этих мероприятий не поддаётся подсчёту и определяется только путём замеров на стенде, в дальнейшем мы не будем учитывать их в своих выкладках.

Читайте также:  Мерседес s350 какое масло в двигатель

Не остаётся без внимания и такое понятие, как «тяговитость» двигателя, которая олицетворяется динамикой на старте и способностью преодолевать длительные подъёмы. В этом смысле бензиновые двигатели выглядят не лучшим образом. Более высокие показатели у дизеля. Преимуществом обладают электромобили, но это совершенно иной класс двигателей, и мы их рассматривать не будем.

В связи с этим представляется необходимым внимательнее рассмотреть двигатель в целом, и особенно входящие в него отдельные механизмы, с точки зрения их влияния на выходные данные, а также обратить внимание на альтернативные пути решения проблемы.

Автор: Кривко Николай Михайлович, инженер-машиностроитель, создал 13 изобретений.

Источник

Проверка фактов. Дизель против бензина: что больше портит воздух?

Автор фото, Getty Images

Современные дизели оснащаются фильтрами, улавливающими мельчайшие частицы

Мировые продажи автомашин с дизельными двигателями упали в прошлом году на 17% по сравнению с 2016 годом.

Причиной тому главным образом распространившееся мнение об их экологической вредности.

Представители отрасли утверждают, что современные дизели на самом деле исключительно чистые, и обвиняют правительства и борцов за охрану окружающей среды в предубеждениях.

Действительно ли дизельные двигатели опаснее бензиновых, или их просто демонизируют в прессе.

Меньше, но хуже

Однозначного ответа нет, говорят независимые эксперты. Все зависит от конкретной марки автомобиля.

И дизельные, и бензиновые двигатели переводят химическую энергию в механическую путем сжигания топлива, но делают это по-разному.

Дизель потребляет в целом меньше горючего и соответственно выбрасывает в атмосферу меньше двуокиси углерода, чем бензиновый двигатель такой же мощности. Но выделяемые им мельчайшие частицы сажи считаются особо вредными для человека.

«Они проникают очень глубоко в легкие, вызывая раздражение, оседают на поверхностях, с которых кровь поглощает кислород, и способны попадать в саму кровь. Это повышает риск инсульта, сердечных приступов и астмы, особенно у людей, которые к ним предрасположены», — говорит Мэтью Локхэм, исследователь токсичных воздействий загрязнения атмосферы из университета Саутгемптона.

Однако новейшие дизели оборудуются специальными фильтрами.

«Фильтры задерживают до 99% мельчайших частиц, так что для современных дизелей этой проблемы больше не существует», — утверждает глава независимого исследовательского центра Emissions Analytics Ник Молден.

Автор фото, Getty Images

Возглавляемая им группа известна тем, что тестирует машины на ходу, тогда как автопроизводители проводят в основном стендовые испытания и на их основании получают сертификаты.

Кроме частиц сажи, дизели по сравнению с бензиновыми моторами выбрасывают больше двуокиси азота, продолжительный контакт с которой ухудшает функцию легких и провоцирует аллергию.

К счастью, современные технологии позволяют добиться хорошего результата и здесь. Экологический стандарт Евро 6, вступивший в силу в сентябре 2015 года, предусматривает снижение выбросов двуокиси азота вдвое для дизельных машин, выпущенных позже этого срока.

Британская ассоциация автопроизводителей и автодилеров в связи с этим утверждает, что современные дизели в экономическом отношении в основном соответствуют бензиновым по воздействию на окружающую среду.

Группа Emissions Analytics замечает, что ситуация все же не столь однозначна. Дело в том, что на дороге выбросы двуокиси азота резко, порой в 15 раз, превышают результаты стендовых испытаний. В целом, по оценке экспертов, бензиновые двигатели все-таки чище, но очень многое зависит от конкретной модели.

«Если взять 10% самых «чистых» дизелей и 10% самых «грязных» бензиновых двигателей, то разница будет, конечно, в пользу первых, и весьма существенная», — замечает Ник Молден.

С сентября прошлого года проверки на экологичность в реальных условиях сделались обязательными для новых моделей, производимых в ЕС. По словам специалистов, это должно дать более объективную картину.

Чтобы повысить экономичность бензиновых моторов, производители все шире используют технологию так называемого прямого впрыскивания, но это отрицательно сказывается на экологичности.

Так что спор между двумя видами двигателей далеко не завершен.

Источник

Adblock
detector