УДК 631.229.

Омаров Е.О., Сенников М.Н., Омарова Г.Е., Омаров Г.Е.

Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ

К числу основных токсичных веществ, выделяемых с отработавшими газами, относятся: окись углерода, окись азота и серы, углеводы, сажа, а так же свинец и его содержания.

Проблемы защиты воздуха от загрязнения его токсичными компонентами отрабатывающих газов является сложной, а ее успешное решение обусловлено тесным сотрудничеством заводов-изготовителей автомобилей и автотранспортных организаций, а также зависит от знаний и опыта работников станций технического обслуживания и водителей автомобилей. По данным ООН в общем загрязнении автомобилями доля двигателей в искровом зажигании составляет 96,2%, а доля дизельных двигателей – 3,8%.

Коэффициент избытка воздуха оказывает значительное влияние на уровень токсичных выбросов. Концентрация СО в отработавших газах двигателей с искровым зажиганием достигает минимума при α>1,0÷1,1,а концентрация С_nHm в отрабатывающих газах при работе на обедненных смесях объясняется малой скоростью их сгорания и значительной неравномерностью циклов сгорания.

Впрыск топлива обеспечивает лучшую подготовку смеси с точки зрения однородности ее состава и величины заряда в отдельных цилиндрах, в результате чего происходит более полное сгорание смеси.

Практические выводы, основанные на результатах исследований, указывают на необходимость проведения более точной регулировки системы питания с учетом режимов работы двигателя.

Система регулировки смеси оказывает влияние не только на состав, но и на количество отработавших газов. При нагрузке двигателя 40-70% концентрация СО является наименьшей и составляет 1÷2%, концентрация С_nHm также незначительна, а концентрация NO_х достигает максимальной величины.

Частота вращения вала двигателя оказывает непосредственное влияние на условия прохождения заряда через систему впуска и на завихрение его в цилиндре, а тем самым на условия испарения топлива и смесеобразования. Это относится в равной мере как к двигателям с искровым зажиганием, так и к дизельным. В ¾ диапазона частоты вращения вала двигателя наблюдается уменьшение концентрации всех трех токсичных компонентов (СО,NO_х,С_nHm) отработавших газов, затем до частоты вращения, при которой достигается максимальная мощность, их концентрация остается постоянной, а в диапазоне большей частоты вращения выброс СО уменьшается, а выброс С_nHm и NO_х увеличивается. Это объясняется значительным ухудшением процесса сгорания и повышением жесткости работы двигателя.

При эксплуатации автомобилей в условиях больших городов доля работы двигателей на холостом ходу оставляет от 15 по 35%. При работе на холостом ходу в двигатель должна поступать богатая смесь с избытком топлива. Это связанно с большим процентом содержанием в заряде остаточных отработавших газов, в также с плохими условиями образования смеси-малой скоростью прохождения заряда через систему впуска и малым завихрением его в цилиндре.

К числу эксплуатационных факторов, оказывающих существенное влияние на уровень токсичных выбросов можно отнести:

- условия движения автомобиля (режимы работы двигателя);

- угол опережения зажигания или впрыска топлива;

- техническое состояние двигателя.

В отработавших газах двигателей с искровым зажиганием в период замедления движения автомобиля содержится большое количество углеводородов. Максимальный выброс СО наблюдается при работе на холостом ходу, а при ускоренном движении автомобиля отработавшие газы характеризуются максимальным выбросом NO_х. При равномерном движении автомобиля количество токсичных выбросов значительно меньше.

Дизельные двигатели в отличие от карбюраторных двигателей при работе на неустановившихся режимах выделяют значительно меньше двигателем значительно увеличивается дымность отрабатывающих газов, но при этом наблюдается только несущественное возрастание концентрации СО,С_nHm и NO_х. При торможении двигателем содержание токсичных компонентов и сажи в отрабатывающих газах практически снижения до нуля.

Как показали проведенные исследования [3], при содержании автомобиля в состоянии полной технической исправности можно снизить общий токсичный выброс на 30-40%.

На количество токсичных выбросов влияет не только состав топлива и условия эксплуатации двигателя но также тип двигателя, а прежде всего форма камеры сгорания и отношение площади ее поверхности к объему, отношение хода поршня к диаметру цилиндра и фазы открытия клапанов. Существенное влияние оказывают конструкция и регулировка систем питания и зажигания, конструкция системы впуска зарядка и охлаждения.

В двигателях с трубонаддувом, работающих на смесях с большим избытком воздуха, образуется меньше сажи, СО и С_nHm, но значительно больше NO_х, чем в двигателях без надува.

При использовании системы непосредственного впрыска с электронным управлением, отрегулированной на экономичный состав смеси, удается снизить концентрацию токсичных компонентов: окиси углерода до 0,8-1,0%, углеводов до 280 чим, а так же уменьшить расход топлива примерно на 8-10%.

Для уменьшения выброса оксидов азота используют перепуск части отрабатывающих газов во впускную систему двигателя. Рециркуляция 5% отработавших газов уменьшает концентрацию NO_х на 47%, а 15% газов – на 84%. Одновременно с этим наблюдается незначительное уменьшение выброса С_nHm и некоторое увеличение выброса СО, а в дизельных двигателях увеличение дымности.

Концентрация NO_х можно также пути впрыска воды в камеру сгорания. Кроме того, впрыск воды противодействует детонационному сгоранию, при котором выброс оксидов азота уменьшается в среднем на 100%.

Для полной нейтрализации отработавших газов для легковых автомобилей используется каталитические нейтрализаторы, которые служат оксидов азота (NO_х). Каталитическое действие нейтрализаторов основано на беспламенном поверхностном окислении токсичных веществ в присутствии катализатора, ускоряющего химическую реакцию. Процесс окисления происходит во время прохождения отработавших газов через слой носителя с нанесенными на него катализатором, причем скорость реакции сгорания зависит также от температуры носителя.

Наиболее универсальным катализатором для очистки отработавших газов является платина. Платина – дефицитный и дорогостоящий металл, поэтому применяются платина в соединениях и других виды оксидов (Платина на окиси алюминия, окиси меди на окиси алюминия, окись меди – марганца, окись меди с окисью хрома).

Применение катализаторов (размещенные в глушителях) уменьшают токсичных газов до минимума и сравнительные параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание отработавших газов до и после установки катализаторов

Компонен-ты отрабо- тавших газов	Холостой ход		Диапазон полезной работы двигателя
	до нейтрали затора	после нейтра лизатора	до нейтрали лизатора	после нейтра лизатора
СО %	3,54	0,006	1,34	0,006
СnHm, чим	590	50	110	50

Большое значение для уменьшения степени загрязнения атмосферного воздуха имеет правильная планировка городов: уменьшение перекрестков и строительство эстакадов позволяющие уменьшить остановки автомобилей перед светофорами; перевод городского транспорта на электрическую тягу; автобусов и легковых автомобилей на природный газ и по городским маршрутам эксплуатировать автобусов только с дизельными двигателями. Самое главное, повысить на уровень техническое состояние автомобилей и повысить площадей с зелеными насаждениями вдоль автодороги и проспектов.

Список использованной литературы

1. Земельный кодекс РК, 2001.

2. Гендельман М.А. и др. Научные основы землеустройства. Акмола, ААГРУ, 1995.

3. Подольский Л.Н. Научные основы развития земельных отношений в РК. Алматы, 1999.

4. Сейфуллин Ж.Т. Земельный кадастр. Управление земельными ресурсами в рыночных условиях. Алматы, 2001.

5. Варшавский И.Л. и др. Токсичная характеристика автомобиля – «Автомобильная промышленность», 1976, № 6, с 1,3.

6. Звонов В.А. Современное состояние и перспективы уменьшения загрязнения воздуха автомобилями-«Автомобильная промышленность», 1969, № 10, с.41-43.

7. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: «Машиностроение», 1973, 200 с.