Interested Article - Выхлопные газы
gaynor
- 2020-09-29
- 1
Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело .
Выхлопные (отходящие) газы являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива . Выбросы выхлопных (отходящих) газов — основная причина превышения допустимых концентраций 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.
Количество отходящих газов автомобилей
В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объёма выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.
| ВАЗ 2110 1,5k литра | ВАЗ 2110 1,5i литра | Mitsubishi Colt 5-D 1.1i литра | ВАЗ 11113 0,75k литра | ВАЗ 21055 1,5D литра | |
| Расход в «городском» режиме, л/100км | 9,1 | 8,6 | 7,0 | 6,4 | 5,7 |
| Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км | 6,5 | 6,5 | 3,7 | 3,2 | 3,8 |
- k — карбюраторный двигатель
- i — инжекторный двигатель
- D — дизельный двигатель
- плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
- плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³
Состав автомобильных выхлопных газов
| Бензиновые двигатели | Дизели | |
| N 2 , об.% | 74—77 | 76—78 |
| O 2 , об.% | 0,3—8,0 | 2,0—18,0 |
| H 2 O (пары), об.% | 3,0—5,5 | 0,5—4,0 |
| CO 2 , об.% | 0,0—16,0 | 1,0—10,0 |
| CO *, об.% | 0,1—5,0 | 0,01—0,5 |
| Оксиды азота *, об.% | 0,0—0,8 | 0,0002—0,5 |
| Углеводороды *, об.% | 0,2—3,0 | 0,09—0,5 |
| Альдегиды *, об.% | 0,0—0,2 | 0,001—0,009 |
| Сажа **, г/м 3 | 0,0—0,04 | 0,01—1,10 |
| Бензпирен -3,4**, г/м 3 | 10—20⋅10 −6 | 10×10 −6 |
* Токсичные компоненты
** Канцерогены
Влияние выхлопных газов на здоровье человека
Наибольшую опасность представляют оксиды азота , примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ , доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смога.
Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен , кроме него, обнаружены производные антрацена :
Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец ( тетраэтилсвинец ), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.
Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит . Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности , гайморита , ларинготрахеита , бронхита , бронхопневмонии , рака лёгкого . Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга . Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. Также выхлопные газы повреждают ткани нервной системы и повышают риск развития деменции .
Отравления в замкнутом пространстве
Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами, автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.
Печальным примером является гибель известного советского музыканта и продюсера Виктора Векштейна (1938—1990), которого нашли мёртвым в гараже в собственном «Мерседесе» с признаками отравления выхлопными газами .
Пути снижения выбросов и токсичности
Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).
- Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в « пробках » и перед светофорами [ источник не указан 4172 дня ] ). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
- Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных ( пропан , бутан ), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
- Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы оксидов азота).
- Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой нейтрализатора , газовых двигателях , агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода . Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
- Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды .
Законодательное регулирование
- Контролируется качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в Европе — нормативы ЕВРО).
- Предусмотрен контроль над состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностью органов технического осмотра ГИБДД периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ), на газобаллонных ( ) и дымность на дизельных двигателях (по ). Двухтактные двигатели не проходят никакую из этих проверок [ источник не указан 2740 дней ] .
- В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
- Топливо облагается специальными акцизами .
- Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели, например:
- В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например, в Москве ).
Примечания
- . Дата обращения: 24 марта 2017. 25 марта 2017 года.
- Маргарита Пушкина , Дилан Трой, Виктор Троегубов . «Ария»: легенда о динозавре (с ископаемых времён) . — М. : Нота-Р, 2000. — 367 с. — ISBN 5-85929-042-X .
Ссылки
gaynor
- 2020-09-29
- 1
