Уменьшение токсичности бензиновых двигателей доклад скачать

Обновлено: 18.05.2024

Токсичность современных автомобилей, Методы и средства снижения вредных выбросов в атмосферу, Ерохов В.И., 2013.

Тенденция нарушения экологического равновесия.
Научно-технический прогресс характеризуется активным вторжением человека в окружающую среду (ОС) и интенсивным использованием природных ресурсов. Масштабы антропогенной деятельности человека в последнее время настолько возросли, что в отдельных регионах появилась опасность прогрессирующего разрушения естественной среды обитания и нарушения экологического равновесия на глобальном уровне. Наиболее вредному воздействию подвержена городская природная среда. При этом основной вред наносят транспортные средства, выделяющие вредные вещества (ВБ), преимущественно в населенной зоне на уровне дыхательных органов, что представляет непосредственную опасность для здоровья людей.

Главная опасность токсичности ВВ автомобиля состоит в их вредном воздействии на ОС, включая людей, животный и растительный мир 110]. Экологическая безопасность обеспечивает без-вредность воздействия выбросов ВВ на человека и окружающую среду.

Динамика роста мирового автомобильного парка (АП) и выброса ВВ приведены на рис. 1.1. Численность мирового АП увеличилась с 67 млн ед. в 1950 г. (кривая 1) до 650 млн ед. в 2000 г. и 800 млн ед. в 2010 г. и имеет тенденцию к увеличению в будущем. Суммарный выброс ВВ (кривая 4) после 1991 г. начал снижаться.

Оглавление.
Список основных сокращений.
Введение.
Глава 1 Экологические проблемы автомобильного транспорта.
1.1. Тенденция нарушения экологического равновесия.
1.2. Загрязнение окружающей среды.
1.3. Качество атмосферного воздуха.
1.3.1. Парниковый эффект.
1.3.2. Озоновый слой.
1.3.3. Образование фотохимического смога.
1.3.4. Кислотные осадки и дожди.
1.4. Система управления качеством атмосферного воздуха.
Глава 2 Источники образования и выброса вредных веществ.
2.1. Источники выброса ВВ транспортными средствами.
2.2. Состав и характеристика компонентов ОГ автомобилей.
2.3. Токсикологические характеристики ОГ автомобилей.
2.4. Воздействие токсичных веществ на ОС.
Глава 3 Образование вредных веществ в цилиндрах двигателя.
3.1. Особенности процесса сгорания углеводородного топлива.
3.2. Механизмы образования ВВ.
3.3. Причины образования ВВ.
3.4. Образование твердых частиц.
3.5. Модели образования ВВ.
3.5.1. Образование оксида углерода бензиновыми двигателями.
3.5.2. Графо-аналитический метод определения углеводородов.
3.5.3. Модель образования оксидов азота.
3.5.4. Модель образования сажи.
3.5.5. Образование бензапирена.
3.5.6. Модель образования оксидов серы.
Глава 4 Методы и средства нормирования вредных выбросов.
4.1. Законодательные акты по охране окружающей среды.
4.2. Нормирование экологических качеств автомобиля.
4.2.1. Нормирование выбросов ВВ в США.
4.2.2. Нормирование выбросов ВВ в странах Западной Европы.
4.2.3. Нормирование выбросов ВВ в России.
4.2.4. Нормирование выбросов ВВ в Японии.
4.3. Методы ко1ггроля и испытаний наземных транспортных средств на токсичность и дымность.
4.3.1. Типы испытаний.
4.3.2. Методика испытаний на токсичность и дымность ОГ.
4.4. Оборудование и приборы определения токсичности и дымности ОГ.
4.4.1. Динамометрические стенды.
4.4.2. Стенды для испытания на токсичность.
4.5. Методы измерения токсичности и дымности ОГ.
4.5.1. Оптико-абсорбционный метод.
4.5.2. Метод измерения состава ОГ недисперсными ИК лучами.
4.5.3. Пламенно-ионизационный метод.
4.5.4. Ультрафиолетовый газоанализатор.
4.5.5. Хемилюминесцентный метод определения оксидов азота.
4.5.6. Флуоресцентный метод.
4.5.7. Методы определения дымности дизельных ДВС.
4.5.8. Методы определения ТЧ в ОГ.
4.6. Приборы газового анализа ОГ.
4.6.1. Приборы определения оксида углерода и углеводородов.
4.6.2. Приборы для определения кислорода в ОГ.
4.6.3. Приборы для определения дымности ОГ.
4.7. Методы отбора и проведения анализа токсичности и дымности ОГ.
4.7.1. Метод анализа общею объема газов за ЕЦ.
4.7.2. Метод частичного отбора проб с разбавлением инертным газом.
4.7.3. Метод непосредственною измерения.
4.7.4. Анализ индивидуальных проб газа.
4.7.5. Анализ ТЧ.
4.7.6. Анализ ОГ на содержание бензапирена.
4.7.7. Метод определения запаха.
Глава 5 Токсические характеристики автомобильных двигателей.
5.1. Токсичность бензиновых двигателей.
5.2. Токсичность газовых двигателей.
5.3. Бинарные газобензиновые двигатели.
5.4. Токсичность дизельных двигателей.
5.5. Экологические характеристики газодизельного автомобиля.
Глава 6 Уменьшение токсичности и дымности ОГ двигателей.
6.1. Бензиновые двигатели.
6.2. Дизельные двигатели.
Глава 7 Снижение токсичности и дымности отработавших газов в условиях эксплуатации.
7.1. Причины повышенного содержания токсичности и дымности
7.2. Влияние режима движения автомобиля на выброс ВВ.
7.3. Организация ДД транспортных средств.
7.3.1. Влияние параметров транспортных потоков на выброс ВВ.
7.3.2. Влияние состояния и типа дорожною полотна на выброс ВВ.
7.4. Организация перевозок.
7.5. Влияние квалификации водителя на выброс ВВ.
7.6. Техническое состояние автомобилей и двигателей.
7.7. Качество ТО и ТР двигателей и автомобилей.
7.8. Методы диагностирования автомобильных двигателей.
7.9. Диагностирование автомобилей по параметрам токсичности ОГ.
7.10. Организация постов контроля токсичности ОГ.
7.11. Организация участков ТО систем питания и зажигания двигателей.
7.12. Индустриальная система экологической эффективности НТС.
Глава 8 Малотоксичная эксплуатация транспортных средств в специфических условиях.
8.1. Особенности малотоксичной эксплуатации АТ.
8.1.1. Выброс ВВ в подземных выработках и тоннелях.
8.1.2. Влияние высоты места эксплуатации дизелей на выброс ВВ.
8.1.3. Влияние низких температур на выброс ВВ.
8.2. Физико-химическое регулирование качества горючей смеси.
8.3. Влияние свойств топлива и присадок на токсичность и дымность ОГ.
8.4. Рециркуляция ОГ современных двигателей.
8.5. Перепуск охлажденных и увлажненных ОГ.
8.6. Водно-топливные эмульсии.
8.7. Расчет выброса ВВ транспортными средствами.
Глава 9 Альтернативные виды экологически чистых моторных топлив.
9.1. Применение спиртов и их компонентов.
9.2. Применение метилтретбутилового эфира.
9.3. Применение диметилэфира.
9.4. Применение газового конденсата.
9.5. Рапсовое масло.
Глава 10 Каталитическая нейтрализации отработавших газов.
10.1. Виды и классификация нейтрализаторов.
10.2. Физико-химические реакции нейтрализации ОГ.
10.3. Принципиальная схема современного КН.
10.4. Расчет современного КН.
10.5. Аэродинамическое сопротивление нейтрализатора.
10.6. Система управления нейтрализацией ОГ.
10.7. Система нейтрализация ОГ дизельных двигателей.
Глава 11 Перспективы создания малотоксичных транспортных средств.
11.1. Конструкция и технология в полном жизненном цикле двигателя.
11.2. Нетрадиционные методы и схемы перспективных двигателей.
11.3. Перспективы применения водорода в качестве энергоносителя.
11.4. Прогнозирование вредных выбросов с помощью нейронных сетей.
11.5. Лазерные системы управления воспламенением горючей смеси.
11.6. Электрический привод НТС.
Литература.

На сегодняшний день одной из наиболее острых проблем является проблема загрязнения окружающей среды, в том числе загрязнение атмосферного воздуха. Уже ни для кого не секрет, что основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Достаточно отметить, что, согласно данным Минздрава РФ, на долю автотранспорта в ряде регионов России приходится свыше 70% от общего объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе в Пензенской области – 77%, в Санкт-Петербурге – 71%, в Воронежской области – 77%, в Краснодарском крае – 78%. А в Москве в 2001 году все заводы выбросили в атмосферу загрязняющих веществ в 6,5 раз меньше, чем автомобильный транспорт.
Учитывая, что с каждым годом число автомобилей неуклонно растет, снижению токсичности и нейтрализации отработанных газ

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТОКСИЧНОСТЬ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 7
1.1 Принцип работы двигателя внутреннего сгорания 7
1.2 Состав отработанных газов 10
1.3 Влияние отработанных газов на организм человека 14
2 МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ РАБОТЫ ДВС 17
2.1 Технические достижения 17
2.2 Альтернативные виды топлива 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 2

Работа содержит 1 файл

методы снижения токсичности отработанных газов.doc

1 ТОКСИЧНОСТЬ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 7

1.1 Принцип работы двигателя внутреннего сгорания 7

1.2 Состав отработанных газов 10

1.3 Влияние отработанных газов на организм человека 14

2 МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ РАБОТЫ ДВС 17

2.1 Технические достижения 17

2.2 Альтернативные виды топлива 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 23

Учитывая, что с каждым годом число автомобилей неуклонно растет, снижению токсичности и нейтрализации отработанных газов в настоящее время уделяется все большее внимание. На сегодняшний день разрабатывается и внедряется множество способов, позволяющих уменьшить токсичность выхлопных газов. К ним относится разработка альтернативных видов топлива; усовершенствование технических достижений, обеспечивающее более полное сгорание топлива ( каталитический нейтрализатор, электронный контроль образования горючей смеси ) , замена традиционного двигателя внутреннего сгорания на более поздние разработки: гибридный, бензиново-водородный, инерционный, электро- двигатели, двигатель Стирлинга.

Об этих способах снижения токсичности работы двигателя внутреннего сгорания и пойдет речь в данном реферате.

1 ТОКСИЧНОСТЬ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1 Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

С двигателем внутреннего сгорания, он же карбюраторный или бензиновый, мы встречаемся каждый день, не задумываясь о том, как он работает, когда и как был изобретен, в чем причина того, что именно он – ДВС – составляет 30% от всех видов загрязнения окружающей среды. Пришло время во всем этом разобраться!

Среди способов увеличения КПД тепловых двигателей, а следовательно сокращения затрат, один оказался особенно эффективным. Сущность его состояла в устранении части потерь теплоты перенесением места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра.

Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 году французским инженером Этьеном Ленуаром, но эта машина была еще весьма несовершенной.

В 1862 году французский изобретатель Бо де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл:

Всасывание;
Сжатие;
Горение и расширение;
Выхлоп.

Эта идея была использована немецким изобретателем Н.Отто, построившим в 1878 году первый четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. КПД этого двигателя достигал уже 22%, что превосходило значения, полученные при использовании всех предшествующих видов двигателей /1/.

Современный поршневой двигатель внутреннего сгорания (рисунок 1) состоит из картера-1, цилиндра-2, впускного-3 и выпускного-4 клапанов, крышки (головки цилиндра)-5, поршня-6, шатуна-7 и коленчатого вала-8. Пространство, ограниченное стенками цилиндра, поршня и головки, является камерой сгорания. В камеру сгорания вводятся топливо и воздух, они сжимаются поршнем и затем топливо сгорает. В результате повышения температуры при горении давление газов, образующихся в результате сгорания топлива (в основном СО₂, Н₂О и N₂), повышается (Р~Т), что приводит в движение поршень; поступательное движение поршня через шатун передается на коленчатый вал и преобразуется во вращательное. Двигатели внутреннего сгорания работают при периодическом сгорании топлива. После стадии сгорания, при которой совершается работа, происходит удаление газов из рабочего пространства двигателя, наполнение его топливно-воздушной смесью и сжатие смеси. Наиболее распространены двигатели с повторяющимся рабочим циклом, которые состоят из четырех стадий: впуск рабочей смеси, сжатие рабочей смеси и сгорание, рабочий ход, выпуск отработанных газов. Полный цикл совершается за два поворота коленчатого вала, при этом полезная работа совершается за пол-оборота коленчатого вала, остальные стадии (такты) требуют затрат энергии. Стабильная равномерная работа двигателя обеспечивается наличием в двигателе нескольких цилиндров, соединенных шатунами с коленчатым валом так, что вал вращается при рабочем такте, происходящем поочередно в разных цилиндрах/2/.

Рисунок 1 – Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания.

В бензиновых двигателях воспламенение топливовоздушной смеси происходит в результате поджигания электрическим зарядом – искрой.

Результаты, получаемые при работе четырехтактных двигателей, и конструкция двигателей в большой степени зависят от соотношения объемов камеры сгорания при нахождении поршня в нижней (V_max) и в верхней мертвой точке(V_min), называемой степенью сжатия: ε=V_max/V_min /2/_.

1.2 Состав отработанных газов

Состав отработанных газов не может быть постоянным при всем цикле работы двигателя и при различных топливах (вид топлива и его качество).Поэтому для рассмотрения данного вопроса воспользуемся таблицами 1,2. Таблица 1 представляет собой зависимость выброса вредных токсичных веществ от режима работы двигателя.

Таким образом, очевидно, что с увеличением числа остановок, т.е. наличие холостого хода, увеличивается выброс угарного газа и углеводородов, а число оксидов углерода наоборот уменьшается.

Таблица 2 наглядно показывает зависимость количества токсичных веществ от наличия устройств снижения токсичности.

Таблица 1 – Зависимость выброса вредных токсичных веществ от режима работы двигателя.

Проведен обзор направлений и способов повышения экологичности транспортных средств. Указаны основные тенденции разработки устройств нейтрализации отработавших газов.

Ключевые слова

Текст научной работы

В настоящее время одним из основных источников загрязнения воздуха являются бензиновые двигатели, в то же время снижение токсичности дизелей также является актуальной задачей, учитывая наметившуюся тенденцию дизелизации транспортных средств.

Загрязнение приземного слоя атмосферы городов, характерное при использовании огромного парка устаревших автомобилей, компетентные органы пытаются снизить законодательным ужесточением требований стандартов на нормы компонентного состава отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ОГ ДВС).

Так достижение стандартов Euro-0, -1, -2 и -3 осуществлялось за счет изменения систем подачи топлива и совершенствования систем газораспределения. Снижение окислов азота и сажи, соответствующее стандартам Euro-4, введенным в 2006 году, достигается за счет рециркуляции отработавших газов. Выполнение требований Euro-5 для автотранспортного средства идёт как в направлении оптимизации управляемого процесса сгорания топливной смеси, так и путем совершенствования систем очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

Обзор известных литературных данных показал, что основными направлениями снижения экологического влияния автотранспортных средств признаны следующие [1]:

совершенствование конструкций двигателей ТС;
поиск новых видов топлива;
разработка устройств, нейтрализующих ОГ ДВС.

Добиться полной экологической безвредности ОГ ДВС пока не удается даже с использованием электронных систем автомобиля, управляющих работой двигателя с обратной связью, позволяющей оценивать эффективность многошаговых систем нейтрализации токсичных веществ состава ОГ ДВС. Следует отметить, что загрязнение воздуха идет следующим образом (по усредненным показателям): выбрасываемые через выхлопную трубу (65 %), картерные газы (20 %); углеводороды в результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов (15 %).Что привело к увеличению числа исследований именно по способам очистки ОГ ДВС. Широкое распространение получила нейтрализация отработавших газов в выпускной системе транспортных средств (ТС).

Проведенный анализ технических решений показал, что наиболее многочисленна группа технических решений по каталитической нейтрализации отдельных компонентов ОГ ДВС (преимущественно СО или NO). При чем, в наибольшем количестве изобретений (33,34%) использованы в качестве катализаторов драгоценные металлы; при этом из всего многообразия структурного оформления заявленных нейтрализаторов наиболее часто встречаются нейтрализаторы с сотовым или ячеистым элементом (39,08%) или нанесение катализатора на пленку (20,69%) [1].

Основной традиционный способ очистки выхлопных газов основывается на использовании единого мультифункционального катализатора, который осуществляет наряду с окислением CO, углеводородов, сажевых аэрозольных частиц одновременное восстановление NOx до нейтральных молекул [3].

При этом используются многокомпонентные каталитические системы, содержащие благородные металлы (Pt, Rh, Ir, Pb, Ru и промоторы, нанесенные на блочные носители и фильтры сотовой структуры [5]. Упомянутые каталитические методы не являются универсальными, они содержат дорогостоящие активные компоненты, склонные к отравлению и уносу [6].

Для очистки дизельных выхлопных газов с избытком кислорода приобретает проблема нейтрализации наиболее токсичных компонентов - оксидов азота. Применяют сажевые регенерируемые фильтры-катализаторы с использованием благородных металлов и механические сажевые фильтры, регенерация которых осуществляется с помощью специальных блоков катализаторов или электрических нагревателей, расположенных перед фильтром.

Для подавления оксидов азота в теплоэнергетических выбросах широкое распространение получил метод селективного каталитического восстановления (СКВ) аммиаком как восстанавливающим агентом.

Способ низкотемпературного селективного некаталитического восстановления (СНВ), где в качестве восстановителя используют соединения типа карбамида или его производных, бикарбоната аммония и др., которые удобно вводить в реакционное пространство в виде водного раствора [4]. Также имеются способы с использованием волокнистых и гранулированных носителей, полочного реактора из многослойных металлических тарелок.

Также восстановитель-карбамид вводят на поверхность носителей и селективно расходуют в реакции нейтрализации до полного истощения. Этот метод имеет ряд существенных преимуществ перед СКВ: отпадает необходимость постоянно поддерживать требуемое соотношение реагентов, отсутствие дорогостоящего и нестабильного катализатора, отравляющегося примесями серы, возможность работы при избытке кислорода. Также вводятся специальные окислители (O3, KMnO4, ClO2 и др. ).

Двухстадийный способ очистки газов, включающий использование двух слоев катализаторов. На первой стадии на оксидном цинкхромовом катализаторном слое осуществляется окисление метана, вводимого в качестве восстановителя в кислородсодержащую газовую среду. На второй стадии очищаемые от оксидов азота газы в восстановительных условиях пропускают через второй слой оксидного алюмомедьникельлитиевого катализатора [3].

Из приведенного обзора следует, что универсального способа очистки отработавших газов от комплекса загрязнений в настоящее время не существует. В связи с этим разработка этих технологий диктует необходимость проведения новых научных исследований в этой области.

Галкин А.Р.
Рыбанов А.А.
Абрамова О.Ф.

Сокуров П.Д.
Рыбанов А.А.
Фадеева М.В.

Список литературы

Цитировать

По мере роста автомобильного парка стандарты на ограничение выбросов токсичных веществ введены во многих странах мира, в зависимости от концентрации автомобилей, климатических, рельефных условий и других факторов.

Под токсичностью выбросов двигателя автомобиля (токсичностью двигателя) понимают способность выбросов двигателя оказывать токсическое воздействие на людей, животный мир, что определяется следующими факторами:

· составом токсичных веществ;

· абсолютным количеством выбросов токсичных веществ в единицу времени (или на единицу пути, пройденного автомобилем);

· физико-химическими законами превращения химических соединений в атмосфере;

· геофизическими законами распространения токсичных веществ;

· чувствительностью живых организмов.

В настоящее время стандартами всех стран мира регламентируются выбросы токсичных компонентов на определенных, наиболее характерных режимах работы двигателя (стандарты первого рода) или на совокупности режимов, имитирующих действительные условия эксплуатации (стандарты второго рода).

В нашей стране нормирование токсичных веществ по совокупности режимов применяется для новых двигателей и автомобилей, т.е. в целях контроля продукции моторных и автомобильных заводов [2].

За последние 8 лет количество автотранспорта в России увеличилось почти в полтора раза.

По состоянию на 1 января 2013 года на регистрационном учёте в Госавтоинспекции РФ состоит более 50,5 миллионов единиц транспортных средств. Причем основную часть из них – 76,7%, или 38,7 миллионов единиц – составляют легковые автомобили.

В Европе, как и во всем мире, идет постоянное ужесточение экологических требований к автомобилям – запрет применения этилированного бензина, запрет применения при производстве автомобиля вредных веществ, таких как свинец, кобальт, кадмий, 6-валентный хром, фреоны и других составляющих элементов.

Ужесточаются требования к токсичности отработавших газов (ОГ) – с 2001 года введены для всех регистрируемых автомобилей нормы токсичности Евро-3, с 2006 – Евро-4, с 01 января 2011 года вводятся нормы Евро-5. С 01 ноября 2014 нормы Евро-6 для новых моделей и с 01 ноября 2015 года для всех продаваемых автомобилей.

Ограничивается содержание в отработавших газах окиси углерода (СО), углеводородов (НС), в том числе и неметановых, и окислов азота (NО_x).

Очень актуально в настоящее время снижение выбросов СО₂, напрямую связанных с расходом топлива и влияющих на разрушение озонового слоя Земли. Ужесточаются требования и к испарениям углеводородов.

В ряде стран уже введены налоговые льготы и штрафы в зависимости от величины выбросов СО₂.

Снижение токсичности достигается за счет повышения КПД двигателя, оптимизации процессов сгорания топлива, увеличения площади соприкосновения отработавших газов в нейтрализаторе, в том числе и за счет увеличения количества драгметаллов в нем и т.д.

Как Российское законодательство подошло к проблеме экологии?

Чтобы контролировать уровень выбросов вредных веществ в атмосферу, производимых автотранспортом, оснащенным двигателями внутреннего сгорания, государством приняты экологические требования.

Экологический класс автомобиля обозначается, как Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5, Евро-6 – это классификационный код, который описывается регламентом, и даёт характеристику автомобилю и двигателю внутреннего сгорания в зависимости от количества выбросов вредных веществ в отработанных газах (ОГ), которые опасны для окружающей среды и человека.

В состав вредных веществ входят:

· (СО) – оксид углерода; (НС) – углеводороды;

· (NOx) – оксиды азота; дисперсные частицы [1].

Для поэтапного улучшения экологической ситуации в стране на территории России вводится более строгий экологический класс для автомобилей (в настоящее время это Евро-4). Согласно новому стандарту, вступившему в силу с 2010 года, все выпускаемые и продаваемые автомобили на территории России должны соответствовать экологическому классу Евро-4.

В очередной раз отечественные производители оказались не готовы к такому переходу, поэтому получили очередную отсрочку на 2 года.

Теперь все автомобили с 01 января 2012 года должны соответствовать стандарту по токсичности Евро-4, который предусматривает использование более качественного топлива, классом не ниже Евро-3.

С 2011 года в России вступил в действие технический регламент по бензинам, и в стране с января текущего года должен был начаться запрет на продажу бензинов Аи-95 класса ниже Евро-3.

Сроки ввода более высоких стандартов были перенесены по просьбе нефтяных компаний, которые не смогли к указанному сроку ввести достаточные мощности для производства топлива с новым качеством. Соответственно, переход на выпуск бензина Евро-4 был перенесен на 1 января 2012 года, а выпуск бензина Евро-5 на 1 января 2015 года.

Нормы токсичности отработавших газов (ОГ) новых малотоннажных коммерческих автомобилей утверждены Директивой 70/220/ЕЕС, которая впоследствии много раз дополнялась (в 1993, 1994, 2000, 2002 и 2009 гг.).

Ограничения касаются содержания окиси углерода, оксидов азота, углеводородов и твердых частиц (сажи). Дизели для грузовых автомобилей с 2000 года (Евро-3) дополнительно проходят тест на дымность.

Ужесточение норм Евро-5 и Евро-6 в основном касаются дизельных автомобилей, существенно ограничивая содержание выбросов твердых частиц (сажи) и оксидов азота. Большую роль на требование ЕВРО играет наличие катализатора в выхлопной системе автомобиля.

Катализатор – это составляющий элемент системы выхлопа автомобиля, который назначен для дожига выхлопной консистенции до экологически незагрязненной. Катализатор размещен или на приемной трубе, или сразу после нее. Изнутри корпуса будет сотовая система (рис. 1) произведенная или на глиняном, или на железном носителе. Соты необходимы для того, чтобы прирастить площадь связи выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен узкий пласт платино-иридиевого сплава.

Недогоревшие останки (CO, CH, NO) дотрагиваясь поверхности каталитического пласта, окисляются до полного конца кислородом, находящимся там так же в газах выхлопа. Вследствие реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем, активируется реакция окисления. В итоге на выходе из нейтрализатора (исправного) выхлопные газы имеют в своем распоряжении концентрацию СО2. Настоящая концентрация отвечает общепризнанным меркам ЕС.

Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива и окиси углерода путем их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия.

Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ.

Рис. 1. Двухслойный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор отработавших газов:

1 — датчик концентрации кислорода для замкнутого контура управления;

2 — монолитный блок-носитель;

3 — монтажный элемент в виде проволочной сетки;

4 — двух - оболочковая теплоизоляция нейтрализатора.

Вследствие этих реакций токсичные, вредные вещества CO, CH_x и NO_x восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H₂O, азот N₂ и углекислый газ CO₂.

Для керамических катализаторов (рис 2):

1. Удар, например, о камень (достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты рассыпались).

2. Попадание воды на раскаленный катализатор, например, если заехать в лужу на прогретой машине (также может привести к тому, что соты могут разрушиться).

3. Неисправность в системе зажигания. Если при пуске двигателя не происходит воспламенение, то топливо может попасть в приемную трубу, а затем и в катализатор, и при пуске двигателя бензин может взорваться в катализаторе (что также может привести к тому, что соты разрушатся).

Рис. 2. Керамический катализатор

Для всех катализаторов:

- некачественный и этилированный бензин;

- плохое состояние маслосъемных колпачков (попадание масла в катализатор);

- попадание в катализатор антифриза или "левых" технических жидкостей для промывки топливной системы;

- переобогощенная топливно-воздушная смесь;

- долгая работа двигателя на холостом ходу.

Автомобиль начинает "тупить", ухудшаются динамические характеристики, автомобиль перестает "тянуть", плавают обороты на холостом ходу, катализатор может раскалиться докрасна (катализатор забился, т.е. снижена пропускная способность отработавших газов);

Характерный звон и дребезжание (соты катализатора рассыпались).

Катализаторы не подлежат ремонту, а только замене на "родной", либо на универсальный (рис.3). Также возможна замена катализатора на пламегаситель.

Рис. 3. Система выпуска отработавших газов (Renault Logan)

1 — выпускной коллектор;

2 — прижимная пластина крепления приемной трубы к выпускному коллектору;

3 — каталитический нейтрализатор отработавших газов;

5 — дополнительный глушитель;

6 — основной глушитель;

7 — кронштейн подвески системы1 — выпускной коллектор.

Рекомендации:

• Установка нейтрализатора максимально близко к выпускному коллектору.

• Установка датчика концентрации кислорода до нейтрализатора и после.

В целом можно сказать, что автомобили снабжены аналогичными устройствами и схожими системами. Уровень содержания вредных веществ в выхлопных газах соответствует предъявляемым требованиям.

1. Автотранспорт и загрязнение окружающей среды. Учебник для студентов высших учебных заведений. -М.: Изд-во ГЕОС, 1999. 4. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов.

Основные термины (генерируются автоматически): автомобиль, вещество, выпускной коллектор, газ, катализатор, оксид азота, приемная труба, требование, внутреннее сгорание, каталитический нейтрализатор.

Уменьшение токсичности бензиновых двигателей доклад скачать

Содержание

Работа содержит 1 файл

методы снижения токсичности отработанных газов.doc

Ключевые слова

Текст научной работы

Список литературы

Цитировать

Похожие статьи

Виды проблем, возникающих при использовании каталитического.

Способы снижения содержания оксидов азота в отработавших.

Мероприятия по снижению содержания оксидов азота.

К вопросу о составе отработавших газов дизелей

Каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей

Улучшение процесса сгорания сжиженного углеводородного газа.

Обоснование выбора системы рециркуляции отработавших газов.

Нейтрализация отработавших газов дизелей подземного.

Комплексные системы очистки отработавших газов дизелей