Вредные вещества выбрасываемые при работе двигателя

Содержание
  1. Мир науки
  2. Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!
  3. Физика — рефераты, конспекты, шпаргалки, лекции, семинары
  4. Основные вредные вещества, выделяющиеся при робот и двигателей
  5. Выброс CO2 автомобиля: что необходимо знать при выборе автомобиля? Состав и влияние на экологию
  6. Состав выбросов CO2
  7. Коварный вопрос от инспектора ГИБДД, после которого лишают водительских прав
  8. Новая уловка инспекторов ГИБДД, из-за которой водители получают штраф и могут попасть в аварию
  9. Как правильно составить объявление о продаже авто, чтобы машину быстро купили?
  10. Углекислый газ и моноксид углерода
  11. Органические масла и углеводороды
  12. Формальдегид
  13. Сажа и пыль
  14. Бензпирен
  15. Конструкция выпускной системы автомобиля
  16. Принцип работы выхлопной системы
  17. Особенности выхлопной системы дизельного двигателя
  18. Вывод

Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Физика — рефераты, конспекты, шпаргалки, лекции, семинары

Основные вредные вещества, выделяющиеся при робот и двигателей

Источниками выбросов вредных веществ в ДВС е отработавших, картерные газы и пары топлива. Всего вредных веществ выделяется из отработавших газами.

В настоящее время для питания автомобильных двигателей наиболее широко используются жидкое и газовое топлива

, основными составляющими которых являются углеводороды. В процессе сгорания образуются как нетоксичные (водяной пар, углекислый газ), так и токсичные вещества. Последние являются продуктами неполного сгорания или побочных реакций, имеющих место при высоких температурах. Кроме того, некоторые вредные вещества содержатся в топливе и при работе двигателя выбрасываются в окружающую среду. Используемый в двигателях способ сумишеутворення и зажигания топливовоздушной смеси значительно влияет на количество и состав вредных выбросов, поэтому целесообразно отдельно рассматривать вредные вещества, выбрасываемые различными типами автомобильных двигателей.

В бензиновых двигателях с искровым зажиганием,

в которых осуществляется внешнее сумишеутворення, как было показано выше, теоретически (а = 1,0) для сгорания одного килограмма бензина необходимо 14,95 кг воздуха. Однако регулировка карбюратора на такой состав смеси приведет к неустойчивой работе двигателя в режимах малых нагрузок, холостого хода, в режимах разгона и не обеспечит максимальных энергетических показателей при полных нагрузках. Все это обусловливает использование в этих ДВС обогащенной топливовоздушной смеси. Недостаточное количество кислорода является основной причиной повышения выбросов из отработавших газами бензиновых двигателей продуктов неполного сгорания, в первую очередь оксида углерода CO и углеводородов CnHm, представляющие собой газообразные части топлива, которое не сгорело. При обеднении смеси количество углеводородов уменьшается, а затем резко увеличивается. Минимум углеводородов соответствует наиболее стабильной работе двигателя и, как правило, лучшей экономичности.

Часто причиной повышенных выбросов CnHm является неудовлетворительная работа системы зажигания. Особенно много углеводородов выбрасывается в режимах холостого хода.

Основные направления снижения выбросов этих веществ-обеднения смеси и стабилизация ее зажигания. Однако в этих условиях в отработав газах двигателя увеличивается содержание оксидов азота NO и NO2, что объясняется повышение температуры в зоне реакции и наличием избыточного кислорода, который вступает в реакцию с азотом, который является составной воздуха, и инертным газом в обычных атмосферных условиях. Окисления азота начинается при температуре выше 1600 К, а с повышением ее время реакции резко сокращается. Поэтому в режимах частичных нагрузок и холостого хода, вследствие снижения температуры в зоне реакции, количество оксидов азота резко снижается. Концентрация их в отработавших газах достигает максимального значения в режимах высоких частот вращения при нагрузках, предшествующих началу работы економайзерного устройства.

Рассмотрены вредные вещества-продукты реакций углеводородов топлива и составляющих воздуха. Наряду с этими веществами в отработавших газах содержатся вредные вещества, образующиеся из примесей бензина. К ним относится диоксид серы. В бензине содержание серы не превышает 0,15%. В цилиндре двигателя сера окисляется и в виде диоксида выбрасывается в окружающую среду.

В процессе сгорания топливовоздушной смеси, особенно при работе, когда имеет место детонационное сгорания, образуются промежуточные соединения-недоокисленные углеводороды, известные под названием альдегиды. Последние образуются в основном в виде формальдегида (Н2С = О) и акролеина (СН2 = СН = СН = 0).

В бензине содержатся полициклические ароматические углеводороды, например, бенз-а-пирен (С2оНИ2), которые обладают канцерогенными свойствами. Кроме того, полициклические углеводороды образуются и в рабочей полости двигателя.

Для обеспечения бездетонационное сгорания бензина при высоких ступе-нях сжатия, т.е. для повышения октанового числа в бензин добавляют антидетонаторы. Наиболее распространенной в настоящее время веществом, обеспечивающей повышение октанового числа бензина, является этиловая жидкость, состоящая из тетраетилосвинцю — антидетонатора и виносника (хлорнафталины, диброметен и др.)., Что предотвращает отложение свинца на деталях двигателя. Около 70% соединений свинца при работе двигателя выбрасываются в атмосферу.

Кроме отработавших газов, источником загрязнения окружающей среды при эксплуатации бензиновых двигателей является картерные газы и пары топлива. По отношению к выбросам из випрацювавшимы газами выбросы с картерными по CO составляют 2 . 8%, СнНм-150 . 300%, ШХ-до 2% [3, 10]. В окружающую среду пары попадают из топливного бака и карбюратора. Опыты [11] показывают, что в воздухе городов состав углеводородов более близок к составу топлива, чем отработавших газов указывает на значительные размеры испарений.

Читайте также:  Двухтактный двигатель глохнет на холостых

В дизелях для сгорания одного килограмма дизельного топлива теоретически (а = 1,0) необходимо 14,3 кг воздуха. Однако при таком составе смеси энергетические показатели дизеля будут неудовлетворительными, наиболее высоких значений они достигают на обедненной (а> 1,3 . 1,4) смеси. По мере снижения нагрузки в дизеле смесь обедняется. В этом и заключается одно из преимуществ дизеля по сравнению с бензиновым двигателем. По мере снижения нагрузки вследствие обеднения смеси концентрация CO уменьшается и только в режимах малых нагрузок и холостого хода несколько повышается, что является следствием снижения температуры и замедления окислительных реакций, а также снижение качества сумишоутвопення.

Содержание CnHm в отработавших газах в результате работы на значительно обедненной смеси также значительно меньше по сравнению с бензиновым двигателем, а изменение его от нагрузки аналогичная изменении оксида углерода.

Избыток кислорода в цилиндрах дизеля, а также высокая температура в процессе сгорания способствуют образованию в цилиндрах оксидов азота, которые выбрасываются из отработавших газами дизеля. Концентрация NOx по мере увеличения нагрузки дизеля повышается, хотя при приближении к полной нагрузки интенсивность роста замедляется.

В дизелях процесс сумишеутворення занимает слишком малый промежуток времени и при общем для цилиндра избытка воздуха есть отдельные участки в камерах сгорания, где кислорода не хватает, в частности в ядре факела топлива впрыскивается. При недостаточной концентрации кислорода в условиях высоких давления и температуры имеет место пиролиз топлива с выделением чистого углерода (сажи). Углерод выделяется и в местах, где есть избыток кислорода, но в дальнейшем он здесь полностью сгорает [3]. Количество сажи в отработавших газах дизеля увеличивается с повышением нагрузки и обогащением смеси. Особенно много сажи выбрасывается в окружающую среду при наличии неисправностей в системе топливоподачи (увеличенная цикловая подача топлива, некачественное его распыления форсунками, неправильный угол опережения впрыска и др..).

В процессе самовоспламенения дизельного топлива образуются промежуточные соеди-нения-альдегиды в основном, как и в бензиновом двигателе, выбрасываются из отработавших газами в виде формальдегида и акролеина.

В дизельном топливе в значительно большем количестве, чем в бензине, содержится сера (до 0,5%). При наличии избыточного кислорода в процессе сгорания она окисляется до диоксида и выбрасывается из отработавших газами.

Есть в отработавших газах дизеля и полициклические углеводороды, которые в значительном количестве адсорбируются развитой поверхностью сажи и перемещаются с ее частицами.

Количество вредных веществ, выбрасываемых с картерными газами дизеля меньше, чем у бензинового двигателя. Выбросы NOx составляют 0,2%, CO-0,3 . 0,5%, углеводородов-0, 1 . 3,0% вредных выбросов из отработавших газами [10].

Значительно меньше по сравнению с бензиновым двигателем при эксплуатации дизеля выделяется в окружающую среду испарений топлива.

В газовых двигателях, как с искровым зажиганием, так с воспламенением от сжатия токсичность значительно снижается. При работе двигателя с искровым зажиганием на сжатом природном газе, если степень сжатия такая же, как на бензине, концентрация CO в отработавших газах в несколько раз ниже по сравнению с бензином, а концентрации углеводородов и оксидов азота находятся примерно на том же уровне, что и при использовании бензина.

При использовании сжатого природного газа для питания дизеля (газодизеля) значительно уменьшаются выбросы CO и S02, а также дымность отработавших газов, окислы азота остаются практически на том же уровне, что и для дизельного топлива, а концентрация углеводородов несколько повышается за счет метана, который имеет невысокую токсичность по сравнению с другими углеводородами.

Источник

Выброс CO2 автомобиля: что необходимо знать при выборе автомобиля? Состав и влияние на экологию

Любой современный автомобиль, в основе которого лежит двигатель внутреннего сгорания, вырабатывает токсичные вещества или выхлопные газы. Этот термин больше известен, как выброс CO2, который рассчитывается в граммах на пройденное расстояние в километрах. Многие автомобилисты пренебрежительно относятся к этому моменту, а зря, по той простой причине, что выхлопы транспортных средств наносят непоправимый вред окружающей среде. Разумеется, есть и неравнодушные к этому люди, из-за чего автопроизводители в последние годы стараются существенно снизить уровень выбросов в атмосферу, используя различные дополнительные конструктивные элементы для автомобилей. Так как далеко не все автовладельцы в курсе, что такое выбросы CO2, здесь потребуется более подробно раскрыть эту тему.

Состав выбросов CO2

Перед тем, как углубляться в основные подробности конструктивных особенностей транспортных средств, необходимо прежде всего рассмотреть состав выхлопных газов, куда входят следующие компоненты:

  • обычный водяной пар;
  • такие газы, как азот и кислород;
  • диоксиды и оксиды углерода;
  • определенное количество углеводородов;
  • альдегиды и диоксид серы;
  • сажа и бензапирен.
Читайте также:  Какое масло заливать в двигатель меркурий

Некоторые вещества в данном случае не представляют какой-либо угрозы для окружающей среды. Другие, напротив, являются токсичными и отравляют не только атмосферу, но и здоровье человека.

Коварный вопрос от инспектора ГИБДД, после которого лишают водительских прав

Новая уловка инспекторов ГИБДД, из-за которой водители получают штраф и могут попасть в аварию

Как правильно составить объявление о продаже авто, чтобы машину быстро купили?

Если говорить про количество вредных выбросов автомобилем, то их принято рассчитывать, взяв за основу стандартный двигатель внутреннего сгорания, который при сжигании одного литра топлива выделяет в атмосферу порядка 16 килограмм вредных веществ. В частности, среди всех упомянутых ранее компонентов выхлопных газов следует поговорить про наиболее опасные вещества, которые токсичны и могут оказать пагубное воздействие на здоровье человека.

Углекислый газ и моноксид углерода

В первую очередь необходимо упомянуть именно про эти вещества, так как они относятся к наиболее опасным компонентам выбросов CO2 автомобиля. Эти элементы наносят непоправимый вред экологии. По этой причине, большинство стран выполняют соответствующую проверку транспортных средств, чтобы выбросы этих веществ не превышали допустимый показатель нормы, когда состав не так опасен для экологии и здоровья человека. В частности, стоит напомнить, что вред, который могут нанести данные вещества, напрямую зависит от их концентрации в воздухе. К примеру, менее 0,05% углекислого газа влечет за собой тошноту и появление головной боли. Если концентрация достигает 0,5%, то человек может умереть спустя 15 минут, так как наступает удушье.

Стоит отметить, что повышенное содержание углекислоты в воздухе — это следствие неполного прогорания горючей смеси, проходящей через двигатель и выхлопную систему. Наиболее часто подобное происходит в тот момент, когда транспортное средство находится в режиме прогрева. Именно поэтому, автомобили принято прогревать на улице либо в тщательно проветриваемых помещениях. Примечательно, что снизить количество выбросов можно путем правильного проведения настройки карбюратора или иного механизма, отвечающего за подачу топлива и его впрыск в цилиндры.

Органические масла и углеводороды

Сразу стоит оговориться, что сами по себе упомянутые вещества не способны навредить здоровью человека. Однако, ситуация в корне меняется, как только эти компоненты начинают вступать в реакцию с солнечными лучами. Под их воздействием такие пары смешиваются с другими элементами в воздухе, из-за чего впоследствии появляются токсичные соединения. В конечном итоге, полученные элементы чаще всего вызывают раздражение слизистой оболочки, а также дыхательных путей человека. Необходимо понимать, что при правильной настройке мотора, уплотнительных колец, а также свечей зажигания и модуля, отвечающего за впрыск топлива, весь углеводород начинает прогорать, и в конечном итоге выделяется углекислый газ и водяной пар – вещества, которые полностью безвредны для человека.

Формальдегид

Автомобили, которые работают за счет двигателя внутреннего сгорания, в небольших количествах выделяют формальдегиды. Эти вещества достаточно быстро вступают в реакцию с азотом, присутствующем в атмосфере. В конечном итоге, появляются токсины, которые могут оказать пагубное воздействие не только на здоровье человека, но и на окружающую среду. Если концентрация таких веществ достаточно высокая, то впоследствии проявляется туман, представляющий самую натуральную угрозу жизни человека.

Сажа и пыль

Еще одни частицы, которые так или иначе выделяются из выхлопной системы в результате отвода выбросов CO2 по отводным каналам. Чаще всего, это происходит из-за металлической стружки, которая так или иначе образуется при работе цилиндров. Полностью эти элементы не прогорают, из-за чего в небольшом составе вырываются наружу и загрязняют окружающую среду. Сами по себе частицы не представляют опасности, пока не попадают в организм человека, где они достаточно быстро оседают, а после влекут за собой проблемы с дыхательной и сердечно-сосудистой системами. В настоящее время нет возможности полностью избавиться от выделения таких частиц, однако, можно заметно снизить их величину, если пользоваться только качественным топливом.

Бензпирен

В данном случае речь идет про полициклический ароматический углеводород. Этот компонент может без каких-либо проблем скапливаться в любых природных объектах (к примеру, почва или вода). Также такое вещество может регулярно накапливаться в человеческом организме до определенного момента, когда не достигнет критической концентрации. После этого начинается необратимое воздействие на человеческое здоровье. Именно поэтому, на современных транспортных средствах устанавливается качественная выхлопная система, которая не позволяет веществу в большом количестве проникать в окружающую среду.

Конструкция выпускной системы автомобиля

Для того, чтобы существенным образом снизить пагубное воздействие выбросов CO2 на окружающую среду, а также человеческое здоровье, современные автопроизводители оборудую свои автомобили качественным выхлопом. Он состоит из следующих компонентов:

  • коллектор выпускной – в данном случае речь идет про элемент, задействованный для отвода газов, а также последующего охлаждения, методом продувки цилиндров мотора. Коллектор чаще всего выполняется из крепких и жаростойких материалов, которые не будут подвергаться пагубному воздействию отработанных газов, которые могут на выходе разогреваться от 700 до 1000 градусов Цельсия;
  • приемная труба – это металлическая труба, которая имеет достаточно сложную форму. Элемент крепится при помощи фланца к коллектору или к турбокомпрессору;
  • нейтрализатор каталитического типа – это конструктивный элемент, который устраняет из отработки наиболее вредные примеси, переводя их водяной пар. Это устройство ставится почти на все авто с бензиновыми моторами, соответствующими экологическому классу Евро-2 и выше. Также данное приспособление преобразует углекислый газ в более безопасный азот;
  • пламегаситель – это наиболее бюджетный вариант вместо сажевого фильтра или катализатора. Применяется для снижения температуры отработанных газов, а также уменьшения энергии. Это приспособление практически не используется в современных автомобилях, так как никак не уменьшает токсичность выбросов;
  • лямбда-зонд – еще один важный атрибут выпускной системы, который контролирует величину кислорода в составе отработке. На сегодняшний день авто может оснащаться одним или сразу двумя датчиками соответствующего типа;
  • сажевый фильтр – данное приспособление применяется в обязательном порядке на дизельных моторах. Этот элемент позволяет удалить сажу из выбросов CO. В современных авто он может совмещать в себе также функции катализатора;
  • резонатор – этот компонент используется для снижения уровня шума, который вырабатывается в процессе выпуска отработанных газов, а также в результате работы самого силового агрегата;
  • трубопроводы – это вспомогательные конструктивные элементы, которые позволяют соединить всю выхлопную систему воедино, чтобы на выходе выбросы не загрязняли окружающую среду, а также не угрожали здоровью человека.
Читайте также:  Как сделать двигатель на колесе велосипеда

Следует понимать, что современные выхлопные системы далеко не всегда используют сразу все упомянутые компоненты, так как производители автомобилей берут за основу только определенные изделия, способные в полной мере очистить отработанные газы, а также снизить уровень шума авто.

Принцип работы выхлопной системы

Для того, чтобы автомобилист понимал, из-за чего транспортные средства оказывают пагубное воздействие на окружающую среду, стоит на наглядном примере разобрать принцип работы системы выхлопа, а именно:

  • после сгорания топлива, происходит открытие выпускных клапанов и через освободившиеся каналы выходят газы и несгоревшее горючее;
  • далее газы попадают в выпускной коллектор, где постепенно объединяются в один сплошной газовый поток;
  • отработка проходит по трубе до первого кислородного датчика, который передает в блок управления данные, где учитывается состав топливовоздушной смеси;
  • после этого отработка добирается до катализатора, где газы вступают в реакцию с металлами-окислителями, из-за чего теряют свою токсичность;
  • далее отработка проходит второй кислородный датчик, где определяется качество очистки газов и работоспособность катализатора;
  • практически в самом конце отработанные газы попадают в резонатор, где происходит перенаправление потоков, что снижает уровень шума;
  • после прохождения через последний глушитель, отработанные выбросы CO2 напрямую попадают в атмосферу.

Примечательно, что такая система выпуска отработанных газов с каждым годом совершенствуется автомобильными производителями, чтобы существенно снизить вред, наносимый окружающей среде.

Особенности выхлопной системы дизельного двигателя

Автолюбителям необходимо принимать во внимание тот факт, что силовые агрегаты, работающие на тяжелом топливе, выбрасывают в атмосферу большее количество токсичных веществ. Именно поэтому стоит выделить некоторые особенности системы выхлопа для дизелей:

  • начальная температура выхлопных газов в дизельном моторе несколько ниже и варьируется в пределах 500 – 600 градусов Цельсия;
  • после выхода из цилиндров отработанные газы в первую очередь направляются в турбокомпрессор, с помощью которого осуществляется наддув;
  • далее отработка проходит через лямбда-зонд и направляется в сажевый фильтр, где происходит очистка;
  • на завершающем этапе выхлоп проходит через глушитель, после чего попадает напрямую в атмосферу.

Стоит отметить, что эволюция силовых агрегатов, а также выхлопных систем ведется регулярно, и уже, к примеру, для двигателей бензинового и дизельного типа с классом Евро-5 наличие сажевого фильтра, а также катализатора является обязательным моментом. При этом, такие компоненты нельзя поменять на пламегаситель в соответствии с действующим законодательством.

Вывод

Современным автолюбителям необходимо принимать во внимание тот факт, что автомобиль, по своей сути, является сложным механизмом, в составе которого присутствует целый ряд конструктивных элементов. В том числе, здесь присутствует система выброса CO2 напрямую в атмосферу, которая очищает и отводит выхлопные газы и частицы несгоревшего топлива. Знать про эти элементы необходимо каждому водителю, по той простой причине, что с течением времени система выхлопа выходит из строя, после чего в окружающую среду начинают выбрасываться ядовитые вещества, не проходящие специальную очистку. В этот момент автолюбитель должен незамедлительно приступить к ремонту, потому что неочищенные отработанные газы вредят не только природе, но и здоровью человека. Автор: Олег Мокров

Источник

Adblock
detector