Состав выхлопных газов автомобиля: Компоненты выхлопа двигателей внутреннего сгорания. Состав выхлопных газов

Содержание

Из чего «состоят» выхлопные газы автомобиля?

Таблица Менделеева выхлопных газов

Сейчас, благодаря СМИ, под пристальным вниманием общественности находится тема экологии Планеты, а именно ее насыщение и загрязнение выхлопными газами автомобилей. Особенно внимательно люди отслеживают и обсуждают такой растиражированный в прессе побочный результат повсеместной автомобилизации как «парниковый эффект» и вред выхлопных газов дизельных автомобилей.

 

Однако, как известно выхлопные газы, выхлопным газам – рознь, несмотря на то, что все они опасны для организма человека и других форм жизни на Земле. Так что делает их опасными? И что отличает их друг от друга? Посмотрим под микроскопом из чего состоит сизый смог вылетающий из выхлопной трубы. Углекислый газ, копоть, оксид азота и некоторые другие не менее опасные элементы.

 

Смотрите также: Все что нужно знать при использовании AdBlue в машине

 

Ученные отмечают, что экологическая обстановка во многих промышленно развитых и развивающихся странах значительной улучшилась за последние 25 лет. В основном это связано с постепенным, но неминуемым ужесточением экологических норм, а также переносом производств на другие континенты и в другие страны, в том числе в Восточную Азию. В России, Украине, и других странах СНГ, большое количество предприятий было закрыто из-за политических и экономических потрясений, что с одной стороны создало чрезвычайно сложную социально-экономическую обстановку, но в значительной мере улучшило экологические показатели этих стран.

 

Тем не менее, по данным ученных-исследователей, наибольшую опасность для нашей зеленой планеты представляют именно автомобили. Даже при поэтапном ужесточении норм выбросов вредных веществ в атмосферу, в связи с ростом количества автомобилей, результаты этой работы, увы, нивелируются.

 

Если сегментировать общую массу разнообразных транспортных средств присутствующих сейчас на планете, наиболее грязными остаются дизельные моторы, особенно опасны автомобили с данным типом топлива превышением по оксиду азота. Несмотря на десятилетия разработок и заверения автопроизводителей о том, что они смогут сделать дизели чище, оксид азота и мелкие частицы сажи по-прежнему остаются главными врагами дизеля.

 

Именно в связи с данными проблемами, связанными с использованием дизельных двигателей, такие крупные немецкие города, как Штутгарт и Мюнхен в настоящее время обсуждают запрет на использование автомобилей, работающих на тяжелом топливе.

Вот исчерпывающий список вредных веществ, входящих в выхлопные газы и вред, наносимый здоровью человека при их вдыхании

 

Выхлопные газы

Отходящие газы – это газообразные отходы, возникающие в процессе преобразования жидкого углеводородного топлива в энергию на которой работает ДВС путем сгорания.

 

Бензол

Бензол содержится в небольших количествах в бензине. Бесцветная, прозрачная, легко подвижная жидкость.

Как только вы заполняете бак своего автомобиля бензином, первое с первым опасным для здоровья веществом, с которым вы будете контактировать, – это именно бензол, испаряющийся из бака. Но наиболее опасен бензол при сгорании топлива.

 

Бензол является одним из тех веществ, которые могут вызывать рак у человека. Тем не менее, решающее сокращение в воздухе опасного бензола было достигнуто много лет назад с помощью трехходового катализатора.

 

Мелкая пыль (твердые частицы)

Этот загрязнитель воздуха является неопределенным веществом. Лучше сказать, что это комплексная смесь веществ, которая может отличаться по происхождению, форме и своему химическому составу.

В автомобилях сверхмелкий абразив присутствует в любых формах эксплуатации, скажем, при износе шин и тормозных дисков. Но наибольшую опасность представляет сажа от выхлопных газов. Ранее этим неприятным моментом в эксплуатации страдали исключительно дизельные двигатели. Благодаря установке фильтров твердых частиц ситуация значительно улучшилась.

 

Теперь схожая проблема появилась и бензиновых моделей, поскольку они все чаще используют системы прямого впрыска топлива, что приводит к побочному производству еще более мелких твердых частиц, чем у дизельных двигателей.

 

Однако, по данным ученных исследующих природу проблемы, всего 15% мелкой пыли, осаждающейся в легких, производят автомобили, источником опасного явления может быть любая деятельность человека, от сельского хозяйства, до лазерных принтеров, каминов и конечно же сигарет.

 

Здоровье жителей мегаполисов

Фактическая нагрузка на организм человека от выхлопных газов зависит от объема трафика и погодных условий. Тот, кто живет на оживленной улице, подвергается воздействию оксидов азота или мелкой пыли значительно сильнее.

Выхлопные газы не одинаково опасны для всех жителей. Здоровые люди практически никак не почувствуют «газовую атаку», хотя интенсивность нагрузки от этого не снизиться, а вот состояние здоровья астматика или человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями может значительно ухудшиться ввиду наличия выхлопных газов.

 

Углекислый газ (CO2)

Вредный для всего климата планеты газ неизбежно возникает при сжигании ископаемых видов топлива, таких как дизельное топливо или бензин. С точки зрения CO2 дизельные двигатели немного “чище”, чем бензиновые, потому что они в основном потребляют меньше топлива.

 

Смотрите также: Новая Audi Q5 в деталях

 

Для человека CO2 безвреден, но не является таковым для природы. Парниковый газ CO2 отвечает за большую часть глобального потепления. По данным Федерального Министерства окружающей среды Германии, в 2015 году доля углекислого газа в общем объеме выбросов парниковых газов составила 87,8 процента.

 

С 1990 года выбросы углекислого газа почти непрерывно сокращаются, в общей сложности уменьшившись на 24,3 процента. Однако, несмотря на производство все более экономичных двигателей, рост автомобилизации и увеличение грузового движения нивелирует попытки ученных и инженеров уменьшить вред. Ввиду чего выбросы углекислого газа остаются на высоком уровне.

 

Кстати: весь автотранспорт, скажем, Германии несет ответственность “только” за 18 процентов выбросов CO2. Более чем в два раза больше, 37 процентов, уходит на выбросы энергетики. В США картина противоположенная, там наиболее серьезный урон природе наносят именно автомобили.

 

Окись углерода (Co, угарный газ)

Чрезвычайно опасный побочный продукт горения. Монооксид углерода представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха. Соединение углерода и кислорода возникает при неполном сжигании углеродсодержащих веществ и является крайне опасным ядом. Поэтому качественная вентиляция в гаражах и подземных паркингах имеет важное значение для жизни их пользователей.

 

Даже небольшое количество окиси углерода приводит к повреждению организма, несколько минут проведенных в плохо проветриваемом гараже с работающим автомобилем может убить человека. Будьте предельно осторожны! Не прогревайте автомобиль в закрытых боксах и помещениях без вентиляции!

 

Но насколько опасен оксид углерода на открытом воздухе? Проведённый в Баварии эксперимент показал, что в 2016 году средние значения, показанные измерительными станциями, оказались между 0,9-2,4 мг/м3, оказались значительно ниже предельных показателей.

 

Озон

Для обывателя озон не является каким-то опасным или токсичным газом. Однако, в реальности это не так.

 

Под воздействием солнечного света углеводороды и окись азота превращается в озон. Через дыхательные пути озон попадает в организм и приводит к повреждению клеток. Последствия, влияния озона: местное воспаление дыхательных путей, кашель и одышка. При небольших объемах озона никаких проблем с последующим восстановлением клеток организма не возникнет, но при больших концентрациях этот безобидный с виду газ может спокойно убить здорового человека. Не зря в России этот газ отнесен к самому высокому классу опасности.

 

С изменением климата повышается риск появления высоких концентраций озона. Ученые считают, что к 2050 году озоновая нагрузка должна резко возрасти. Для решения проблемы, окислы азота, выбрасываемые транспортом должны быть значительно сокращены. Кроме того, факторов влияния на распространение озона достаточно много, например, растворители в красках и лаках также активно способствуют возникновению проблемы.

 

Двуокись серы (SO2)

Это загрязняющее вещество возникает при сжигании в топливе серы. Она относится к классическим атмосферным загрязнителям, возникающим при процессе горения, на электростанциях и в промышленности. SO2 является одним из самых главных «ингредиентов» загрязняющих веществ образующих смог, также называемый “Лондон смог”.

 

В атмосфере диоксид серы подвергается ряду процессов преобразования, в результате чего могут возникнуть серная кислота, сульфиты и сульфаты. SO2 действует в первую очередь на слизистые оболочки глаза и верхних дыхательных путей. Что касается окружающей среды, диоксид серы может повреждать растения и вызывать окисление почвы.

 

Оксиды Азота (NOx)

Оксиды азота образуются, главным образом, в процессе сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Дизельные автомобили считаются основным источником. Введение катализаторов и сажевых фильтров продолжает увеличиваться, так что выбросы будут заметно снижаться, но произойдет это только в будущем.

 

Смотрите также: Что будет если электрокары будут развиваться как компьютеры

 

NO2 является раздражающим газом. Это приводит к раздражению глаз и повреждению слизистой оболочки дыхательного тракта. Благодаря своей бронхо-сужающей характеристике, это особенно проблематично для астматиков и людей с хроническим обструктивным заболеванием легких.

 

Данные замеров показывают, что в среднем в годовом отношении количество NOx было превышено на 57% от нормы. Главными виновниками остается разнообразный транспорт. С 2010 года наблюдается лишь незначительное снижение тренда загрязнения. С 1990 по 2015 год выбросы снизились на 59%.

Сравнительный анализ токсичности выхлопных газов автомобилей и пути ее снижения

 

АННОТАЦИЯ

Произведен анализ загрязнения атмосферы выбросами выхлопных газов автомобилей, описаны их вредные воздействия на окружающую среду и человека, предложено использование природного газа как альтернативного вида топлива в решении экологических проблем.

ABSTRACT

The analysis of atmospheric pollution emissions of exhaust gases of automobiles, described their harmful effects on the environment and humans, there is provided the use of natural gas as the alternative fuel in solving environmental problems.

 

Ключевые слова: экологические проблемы; отработавшие газы; вредные компоненты; автомобильный транспорт; загрязнение; природный газ; пассажирские перевозки.

Keywords: ecological problems; exhaust gases; harmful components; automobile transport; pollution; natural gas; passenger transportation.

 

С ускорением развития производства автомобилей увеличивается количество машин, что является причиной образования пробок на улицах. Это, в свою очередь приводит к резкому росту массового количества токсичного дыма, выходящего из автомобилей, что оказывает вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. В выхлопных газах содержится около 220 вредных веществ, в том числе окись углерода (CO), углеводород (CH), оксид азота (NOx) и другие газы. Наиболее опасны для здоровья человека: оксид углерода, диоксид азота, которые оказывают отрицательное влияние на сердечно сосудистую и дыхательную системы. В течение суток автомобиль выбрасывает до 1 кг выхлопных газов. Химический состав выхлопных газов опасен не только для здоровья человека, но и животных, растений, почвы, воды. Кроме того в республиках СНГ в связи с засушливостью погоды в атмосферном воздухе в течении 8-9 месяцев содержится пыль, частицы которой так же вредны для организма человека и являются причиной болезни дыхательных путей, дерматитов, конъюнктивитов и др. заболеваний.

В отработавших газах может содержаться свинец, который опасен для умственного развития людей и особенно губителен для детей, поскольку дети более чувствительны к воздействию токсичного металла. Он опасен еще тем, что накапливается в организме.

Содержащаяся в выбросах сера окисляется и образуются два соединения - диоксид серы (SO2) и триоксид (SO3) серы. При растворении в воде диоксид серы образует кислотные дожди, которые губят растения, увеличивают кислотность озер. Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе (100 мкг/м3), что нередко имеет место в больших городах, растения приобретают желтоватый оттенок. Повышение уровня оксидов серы в воздухе приводит к учащению заболевания дыхательных путей. При совместных концентрациях диоксида серы и взвешенных частиц (в виде сажи и пыли) в у взрослых и детей могут наблюдаться изменения в работе легких.

Химические элементы попадают в организм с выхлопными газами и с выбросами промышленных объектов. Доля загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу от автомобилей составляют 75-90 %. Опасности от выхлопных газов превалируют в крупных городах. Выхлопные газы влияют на демографию, рост инвалидности, на здоровье населения. Стремительное развитие автомобильной промышленности, потоки машин в мегаполисах, многочасовые пробки, все это в конечном итоге наносит огромный вред здоровью населения. Загрязнение окружающей среды отрицательно влияет на организм, если физические и химические параметры превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) [1].

В настоящее время мировой автомобильный парк насчитывает более 750 млн единиц и продолжает расти. По статистике каждые две секунды с конвейеров автомобильных заводов сходит новый автомобиль, что приводит к резкому повышению автомобилизации населения мира. В 2005 г. на 1000 человек в мире приходилось около 120 автомобилей, а в 2025 г. эта цифра увеличится до 160 единиц [2].

По оценкам зарубежных специалистов, если сегодняшний темп прироста автомобилей сохранится в ближайшие 20 лет, то уже к 2025 г. в мире будет свыше 1,5 млрд автомобилей. Естественно, что столь интенсивное развитие автотранспорта стало оказывать серьёзное негативное воздействие на все компоненты биосферы, причем наибольшая доля загрязнения атмосферы выхлопными газами приходится легковому автомобилю (рис.1).

 

Рисунок 1. Структурные доли загрязнения окружающей среды различными видами автомобилей, %

 

Так, только один легковой автомобиль поглощает из атмосферы за год в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Только в России общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобильным транспортом в атмосферу, превышает цифру в 30 млн т.[ 2 ].

Состав и объёмы выбросов во многом зависят от типа двигателя автотранспортного средства. В табл. 1 показан состав вредных веществ в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей.

Таблица 1.

Состав вредных веществ в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей. [ 2 ].

Наименование выброса

Компоненты отработавшего газа Содержание по объёму, %

Примечание

Двигатели

бензиновые

дизели

1

Азот

74,0 - 77,0

76,0 - 78,0

Нетоксичен

2

Кислород

0,3 - 8,0

2,0 - 18,0

 

3

Пары воды       

3,0 - 5,5

0,5 - 4.0

 

4

Диоксид углерода

5,0 - 12,0

1,0 - 10,0

Токсичен

5

Оксид углерода

0,1 - 10,0

0,01 - 5,0

 

6

Углеводороды

0,2 - 3,0

0,009 - 0,5

Токсичны

 

Неканцерогенные

1

Альдегиды

0 - 0,2

0,001 - 0,009

 

2

Оксид серы

0 - 0,002

0 - 0,03

 

3

Сажа, г/м3

0 - 0,04

0,01 - 1,1

 

4

Бензапирен

0,01 - 0,02

До 0,01

Канцероген

 

Поскольку, отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, то они находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей, которые пролегают вдоль полей, засаженных кормовыми культурами, использующимися в питании домашних животных и людей.

Короткий перечень вышеуказанных источников показывает, что токсичность отработавших газов автомобилей и снижение его уровня до предельно допустимой концентрации является одной из глобальных проблем во всем мире. В настоящее время прогрессивным обществом человечества ведутся глобальные научно-исследовательские работы по резкому снижению количества вредных веществ в отработавших газах автомобилей. Результаты таких исследований показали, что есть несколько способов уменьшить количество вредных веществ в выхлопных газах. Один из самых эффективных методов решения этой проблемы является появление сильного, авторитетного и действенного документа Евростандарт, в котором устанавливаются жесткие требования к экологической чистоте топлива.

Стандартизация – важный аспект любого производства, и особенно выпуска топлива, так как несоблюдение установленных требований может иметь разрушительное воздействие не только в отношении автомобиля, где оно будет использоваться, но и всей окружающей среды, включая здоровье людей.

С развитием нефтепереработки требования к производимому бензину и дизельному топливу и соответствующие стандарты неизменно ужесточаются, при этом устанавливать и менять их могут сразу несколько сторон, в частности:

  • Производители автомобилей с целью обеспечения стабильной работы двигателя и смежных систем в течение установленного срока эксплуатации. Производители топлива, опирающиеся на современные возможности нефтеперерабатывающей промышленности.
  • Правительство, устанавливающее порядок транспортировки и хранения топлива, а также требования, относящиеся к его экологичности.
  • Для улучшения экологии в странах Евросоюза с 2001 года принята процедура сертификации Евро. Она направлена на то, чтобы урегулировать уровень количества вредных веществ, которые содержаться в выхлопных газах автомобиля до максимально допустимых норм. Требования  Евростандарта к экологической чистоте автомобильных топлив из года в год ужесточаются (рис.2).

NOX и PM нормы выбросов для дизельный автомобилей

 

Рисунок 2.Этапы ужесточения требований Евростандарта к качеству автомобильных топлив (на примере дизельного топлива).

 

Сертификат Евро является экологическим сертификатом, подтверждающим соответствие ввозимого в страны автомобиля требованиям Технического регламента. Таким образом, политика Евро направлена на уменьшение содержания в выхлопных газах нежелательных и вредных веществ.

Экологический стандарт под названием «Евро» был введён в 1992, он регулирует качество любого вида горючего для автомобилей (бензин, дизельное топливо ДТ). Разделение горючего на виды на основе европейского стандарта базируется на содержании в составе топлива определённых веществ, загрязняющих природу.

Выделяют стандарты Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5 и Евро-6. Во многих странах по закону можно продавать только такие новые автомобили, у которых класс потребляемого горючего составляет Евро-5 или Евро-6.

Однако требования стандарта Евро-6 выполняются только в странах Евросоюза. Например, в настоящее время в России действуют нормативы Евро-4 и Евро-5, а в странах СНГ до сих пор Евро-2, Евро-3 и Евро-4, а в некоторых местах не соблюдаются требованиям даже Евро-2.В Узбекистане, хотя с 2020 года введены в действие нормативы Евро-4 полное выполнение их пока ещё не осуществляется.

Рассмотрим отличие Евро-4 от Евро-5 которое состоит в разнице присутствия в составе топлива таких веществ, как сера, соли тяжёлых металлов, ведущих к повышению объёма угарного и углекислого газов, а также азотных оксидов в выхлопных газах автомобиля, что влияет на состояние природы и работу самой машины.

Действующие в России нормативные акты позволяют сейчас производить ДТ лишь трёх классов: Евро-3, 4 и 5, в которых соответственно содержится 300, 50 и 10 мг серы на кг. В России в 2010г. были введены нормы на выхлопные газы Евро-4. В 2015 в России запретили ДТ класса Евро-3, а в 2016 — и ДТ класса Евро-4.

В связи с тем, что в настоящее время во многих странах в основном придерживаются экологическим требованиям стандартов Евро-4 и Евро-5 рассмотрим различие составов дизельного топлива и бензина соответствующих требованиям этих стандартов.

ДТ Евро-4. В этом дизельном топливе допустимо наличие серы в количестве не более 50 мг на кг. От концентрации данного вещества в ДТ зависит концентрация двуокиси серы в выхлопном газе.

ДТ класса Евро-4 вспыхивает при +55, аналогично ДТ класса Евро-5. Однако концентрация угарного газа в первом равна 1,5 г на кВт*ч, а во втором она намного меньше. На ароматические полициклические углеводороды приходится до 2 процентов от общей массы.

Евро-4 совпадает с российским стандартом «вид II». На рис.3 показано отличие дизельного топлива, соответствущего Евро-4 от Евро-5, а на рис.4 тоже самое для бензина.

 

Рисунок 3. Отличие составов дизельного топлива Евро-4 и Евро-5

 

Учитывая отличия Евро-4 от Евро-5 для бензина, при наличии выбора предпочтительнее пользоваться топливом Евро-5, поскольку сера в нём содержится в меньшем объёме по сравнению с Евро-4. Применение горючего Евро-5 не ухудшает техническое состояние автомобиля.

Инструкции к современным автомобилям должны содержать указание на октановое число применяемого горючего, а также классификацию его на основе стандартов Евро. При указании бензина Евро-5 нежелательно использование горючего, относящегося к более низкому классу. Основа химического состава данных категорий топлива одна и та же. Такое горючее является углеводородным, сырьём для него является нефть.

 

Рисунок 4. Отличие составов бензинового топлива Евро-4 и Евро-5

 

С 2015 года в Европе действуют нормы Евро-6. Согласно этим требованиям, для бензиновых и дизельных двигателей устанавливаются следующие допустимые выбросы вредных веществ ( табл.2, г/км):

Таблица 2.

Допустимые нормы выбросов для бензиновых и дизельных двигателей по Евро-6, г/км

Наименование выброса

Двигатель

Бензиновый

Дизельный

1

Оксид углерода (CO)

1,0

0,5

2

Углеводород (СН)

0,1

-

3

Оксид азота (NOx)

0,06

0,08

4

Взвешенные частицы (PM)

0,005

0,005

5

Углеводороды и оксиды азота (HC+NOx)

-

0,17

 

Разработка новых видов бензина и ДТ обусловлена, прежде всего, ужесточением требований к экологической безопасности используемых нефтепродуктов. Они напрямую влияют на состав топлива, а точнее, на количество вредных веществ, содержащихся в нем и образующихся в результате его переработки.

Среди потребителей бытует мнение, что октановое число бензина отражает его качество и чистоту, однако это в корне неверно. Октановое число показывает лишь устойчивость бензина к самовоспламенению при сжатии. В то же время именно наименование стандарта, которому соответствует топливо, говорит о его экологической безопасности и «чистоте». Так, в переходный период в продаже можно встретить как бензин АИ-92, соответствующий «Евро-5», так и АИ-95 прошлого стандарта «Евро-4».

Из выше сказанного следует, что на октановое число стандарт не влияет, а топливо отличается составом, а именно: содержанием монооксидов углерода (СО),оксида азота (NO),углеводорода и взвешенных частиц.

Наибольшие изменения в стандартах заметны по первым двум пунктам. Для примера, в выбросах переработанного дизельного топлива «Евро-3» должно было содержаться не более 0,64 г/км CO и 0,5 г/км NO. Для бензина того же стандарта показатели соответственно равны 2,3 г/км и 0,15 г/км.

Если взглянуть на требования в последнем (на сегодняшний день) «Евро-6», то соответствующие значения для ДТ уже существенно ниже и составляют 0,5 г/км и 0,08 г/км, а в случае с бензином – 1 г/км СО и 0,06 г/км NO. То есть, в обоих случаях с принятием новых стандартом количество вредных выбросов уменьшилось минимум вдвое.

В Узбекистане также как и в других развитых странах начинается поэтапный ввод требований стандарта «Евро- 4» [13].

С 1 января 2022 года запрещается импорт моторного топлива экологического класса ниже «Евро-3», а с 1 января 2023 года — моторного топлива экологического класса ниже «Евро-4».

Об этом говорится в указе президента «Об утверждении концепции охраны окружающей среды Республики Узбекистан до 2030 года».

Согласно документу запрещается:

  • с 1 января 2020 года ввод новых мощностей по производству моторного топлива экологического класса ниже «Евро-4»;
  • с 1 января 2022 года помещение под таможенный режим «временный ввоз» и «выпуск для свободного обращения (импорт)» моторного топлива экологического класса ниже «Евро-3», а с 1 января 2023 года – моторного топлива экологического класса ниже «Евро-4»;
  • с 1 января 2022 года помещение под таможенный режим «временный ввоз» и «выпуск для свободного обращения (импорт)» в целях эксплуатации и реализации колесных транспортных средств категорий «М» и «N», оборудованных газовыми, бензиновыми и дизельными двигателями, уровень токсичности которых не соответствует требованиям экологического класса «Евро-4».

Кабинету Министров поручено в двухмесячный срок утвердить порядок экологической сертификации ввозимых в республику новых колесных транспортных средств категорий «М» и «N» на соответствие требованиям экологического класса [13].

На современном этапе развития двигателестроения проводятся комплексные исследования по улучшению качества топлива с целью совершенствования процесса сгорания, экономичности двигателя и, конечно снижения вредных выбросов двигателем [3].

Одним из путей улучшения качества бензина является уменьшение содержания этиловых соединений в топливе, поскольку свинцовые соединения не сгорают и выбрасываются с отработавшими газами в атмосферный воздух. В настоящее время во многих странах неэтилированные бензины уже находят широкое применение.

Результаты выше проведенных работ позволяют сделать следующие выводы:

  1. Проблема экологической безопасности автомобильного транспорта и снижение количества вредных выбросов является важнейшей задачей современности, решение которых возможно как за счет совершенствования конструкции двигателя, так и улучшения качества топлива.
  2. Качество применяемого топлива оказывает решающее влияние на экологические показатели автомобильного транспорта.
  3. При применении топлива соответствующего требованиям Евро вместо стандартных топлив отечественного производства значительно снижается количество средневзвешенных вредных выбросов в атмосферу.
  4. Разработка новых видов бензина и дизельного топлива обусловлена, прежде всего, ужесточением требований к экологической безопасности используемых нефтепродуктов. Они напрямую влияют на состав топлива, а точнее, на количество вредных веществ, содержащихся в нем и образующихся в результате его переработки.

 

Список литературы:

  1. Абдурахманова Э.Г. Влияние выхлопных газов на организм человека / Дагестанский государственный университет, г. Махачкала / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-vyhlopnyh-gazov-na-organizm-cheloveka.
  2. Использование природного газа – решение экологических проблем отечественного автотранспорта / В.Г. Тамадаев, Л.М. Негинский, Е.В. Харченко. – 2011 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-prirodnogo-gaza-kak-sposob-ekologizatsii-avtomobilnogo-transporta.
  3. Каримходжаев Н., Алматаев Т.О., Одилов Х.А. Основные причины, вызывающие износ деталей автотранспортных средств, эксплуатирующихся в различных природно-климатических условиях // Universum: Технические науки. – 2020. – № 5 (74). – С. 68–73.
  4. Кошкина А.О., Набиуллин Р.И., Моисеев Н.Е. Влияние качества моторных топлив на экологичность ДВС // Современная техника и технологии. – 2014. – № 12 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://technology.snauka.ru/2014/12/5325 (дата обращения: 08.02.2019).
  5. Мирзоева Ф.М., Шекихачева З.З. Проблемы экологической обстановки на автомобильном транспорте в Российской Федерации / ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» // Фундаментальные исследования. – Нальчик, 2014. – № 11.
  6. Сравнение топлива стандартов «ЕВРО» / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://gpn-trade.ru/about/articles/sravnenie-topliva-standartov-evro/.
  7. Стандарты топлива Евро (сравнительная характеристика) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.toplivoprodazha.ru/diztoplivo/diztoplivo-euro/.
  8. Фирма «Дженерал моторс» – о требованиях к октановому числу бензина и качеству дизельных топлив в ближайшем будущем / B.D. Рoyte [и др.], пер. с англ. – М., 1987 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://review.uz/ru/post/v-uzbekistane-nachinaetsya-poetapniyy-otkaz-ot-topliva-klassa-nije-evro-.
  9. Чем отличается Евро-4 от Евро-5 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://autoshas.ru/chem-otlichaetsya-evro-4-ot-evro-5.html.
  10. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sevtest.su/cert-euro-4-eco/.
  11. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://autoshas.ru/chem-otlichaetsya-evro-4-ot-evro-5.html.
  12. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eco.psu.kz/index.php?option=com_content&view=article&id.
  13. Karimkhodjaev N. Dependence of Reliability of Operation and Environmental Safety of Automotive Engines on Fuel Quality // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. – 2020. – Vol. 7. – Issue 10. – P. 15201–15205.

Состав выхлопных газов: nkps — LiveJournal

Небольшой ликбез для любителей подышать из выхлопной трубы.

Отработавшие газы ДВС содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4 -5 лет. По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества (естественные компоненты атмосферного воздуха).

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Продукт неполного сгорания нефтяных видов топлива не имеет цвета и запаха, легче воздуха. В кислороде и на воздухе оксид углерода горит голубоватым пламенем, выделяя много теплоты и превращаясь в углекислый газ.

Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Оно обусловлено его способностью вступать в реакцию с гемоглобином крови, приводя к образованию карбоксигемоглобина, который не связывает кислород. Вследствие этого нарушается газообмен в организме, появляется кислородное голодание и возникает нарушение функционирования всех систем организма. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже. Характер отравления оксидом углерода зависит от его концентрации в воздухе, длительности воздействия и индивидуальной восприимчивости человека. Легкая степень отравления вызывает пульсацию в голове, потемнение в глазах, повышенное сердцебиение. При тяжелом отравлении сознание затуманивается, возрастает сонливость. При очень больших дозах угарного газа (свыше 1 %) наступают потеря сознания и смерть.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом NO -оксид азота и NO2 - диоксид азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания ДВС при температуре 2800 °С и давлении около 10 кгс/см2. Оксид азота - бесцветный газ, не взаимодействует с водой и мало растворим в ней, не вступает в реакции с растворами кислот и щелочей. Легко окисляется кислородом воздуха и образует диоксид азота. При обычных атмосферных условиях NO полностью превращается в NO2 -газ бурового цвета с характерным запахом. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Общий характер воздействия меняется в зависимости от содержания различных оксидов азота. При контакте диоксида азота с влажной поверхностью (слизистые оболочки глаз, носа, бронхов) образуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие альвеолярную ткань легких. При высоких концентрациях оксидов азота (0,004 - 0,008 %) возникают астматические проявления и отек легких. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных последствий. При длительном воздействии оксидов азота в концентрациях, превышающих норму, люди заболевают хроническим бронхитом, воспалением слизистой желудочно-кишечного тракта, страдают сердечной слабостью, а также нервными расстройствами.

Вторичная реакция на воздействие оксидов азота проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь. Это вызывает превращение гемоглобина в метагемоглобин, что приводит к нарушению сердечной деятельности.

Оксиды азота оказывают отрицательное воздействие и на растительность, образуя на листовых пластинах растворы азотной и азотистой кислот. Этим же свойством обусловлено влияние оксидов азота на строительные материалы и металлические конструкции. Кроме того, они участвуют в фотохимической реакции образования смога.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа СxНy. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе.

Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания.

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием. Канцерогены - это вещества, способствующие возникновению и развитию злокачественных новообразований.

Особой канцерогенной активностью отличается ароматический углеводород бенз-а-пирен С20H12, содержащийся в отработавших газах бензиновых двигателей и дизелей. Он хорошо растворяется в маслах, жирах, сыворотке человеческой крови. Накапливаясь в организме человека до опасных концентраций, бенз-а-пирен стимулирует образование злокачественных опухолей.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты - фотооксиданты, являющиеся основой "смога".

Фотооксиданты биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды - органические соединения, содержащие альдегидную группу -СHO , связанную с углеводородным радикалом (СН3, С6Н5 или др.).

В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид.Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Формальдегид НСНО - бесцветный газ с неприятным запахом, тяжелее воздуха, легко растворимый в воде. Он раздражает слизистые оболочки человека, дыхательные пути, поражает центральную нервную систему. Обуславливает запах отработавших газов, особенно у дизелей.

Акролеин СН2=СН-СН=O, или альдегид акриловой кислоты, - бесцветный ядовитый газ с запахом подгоревших жиров. Оказывает воздействие на слизистые оболочки.

Уксусный альдегид СН3СНО - газ с резким запахом и токсичным действием на человеческий организм.

Шестая группа. В нее выделяют сажу и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа - частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах.Наибольший вред сажи заключается в адсорбировании на ее поверхности бенз-а-пирена, который в этом случае оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения - такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте.

Для отечественных месторождений нефти (особенно в восточных районах) характерен высокий процент присутствия серы и сернистых соединений. Поэтому и получаемое из нее дизельное топливо по устаревшим технологиям отличается более тяжелым фракционным составом и вместе с тем хуже очищено от сернистых и парафиновых соединений. Согласно европейским стандартам, введенным в действие в 1996 году, содержание серы в дизельном топливе не должно превышать 0,005 г/л, а по российскому стандарту - 1,7 г/л. Наличие серы усиливает токсичность отработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений.

Сернистые соединения обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде. Оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01 %) - к отравлению организма. Сернистый ангидрид губительно воздействует и на растительный мир.

Восьмая группа. Компоненты этой группы - свинец и его соединения - встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающую октановое число. Оно определяет способность двигателя работать без детонации. Чем выше октановое число, тем более стоек бензин против детонации. Детонационное сгорание рабочей смеси протекает со сверхзвуковой скоростью, что в 100 раз быстрее нормального. Работа двигателя с детонацией опасна тем, что двигатель перегревается, мощность его падает, а срок службы резко сокращается. Увеличение октанового числа бензина способствует снижению возможности наступления детонации.

В качестве присадки, повышающей октановое число, используют антидетонатор - этиловую жидкость Р-9. Бензин с добавлением этиловой жидкости становится этилированным. В состав этиловой жидкости входят собственно антидетонатор - тетраэтилсвинец РЬ(С2Н5)4, выноси-тель - бромистый этил (ВгС2Н5) и α-монохлорнафталин (C10H7Cl), наполнитель - бензин Б-70, антиокислитель - параоксидифениламин и краситель. При сгорании этилированного бензина выноситель способствует удалению свинца и его оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство и оседают вблизи дорог.

В придорожном пространстве примерно 50 % выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным. Разные марки бензина имеют различное процентное содержание присадки. Чтобы различать марки этилированного бензина, их окрашивают, добавляя в присадку разноцветные красители. Неэтилированный бензин поставляется без окрашивания (табл. 9).

В развитых странах мира применение этилированного бензина ограничивается или уже полностью прекращено. В России он еще находит широкое применение. Однако ставится задача отказаться от его использования. Крупные промышленные центры и курортные местности переходят на использование неэтилированных бензинов.

Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. Обладая большой способностью к испарению, особенно при повышении температуры, пары топлив и масел распространяются в воздухе и отрицательно влияют на живые организмы.

В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность. Нефтепродукты, попавшие в водоемы, губительно воздействуют на их флору и фауну.

Печатается с некоторыми сокращениями по книге Павлова Е. И. Экология транспорта. Подчеркивания и выделение - мои.

ГАЗОВЫЕ ШЛЕЙФЫ АВТОТРАНСПОРТА

В.С. Петросян

Валерий Самсонович Петросян, д.х.н., профессор,
зав. лаб. физической органической химии
химфака МГУ им.М.В.Ломоносова

Топливо и выхлопные газы

Автомобиль не роскошь, а средство передвижения, говорил небезызвестный читателю Остап Бендер. Количество этих средств увеличивается повсюду, не составляет исключения и Москва. К январю 2001 г. московский автопарк насчитывал около 3 млн единиц, что составляло ~10% от всех автомашин Российской Федерации. По сравнению с 1996 г. общее число автомобилей в Москве увеличилось примерно в четыре раза, причем количество легковых машин выросло больше, чем грузовых и автобусов (табл.1). Виды топлива остались теми же, но больше всего потреблялось бензина (70%), на долю дизельного топлива приходилось примерно 29%, а газа — всего около 1%.

Что, помимо выигрыша в скорости и времени, приносят людям железные кони? Это знает каждый — загрязнение атмосферы выхлопными газами, которые образуются при сгорании моторного топлива. От его вида и качественных характеристик зависит степень полноты сгорания, состав отработавших газов, количество и состав углеводородов, попадающих в атмосферу за счет испарения, утечек и т.д. Рассмотрим с этих позиций традиционные виды топлива.

Бензин представляет собой смесь жидких углеводородов (пентана, гексана, гептана, октана, нонана, декана) с температурами кипения 20—180°С, а дизельное топливо — углеводородов с длиной цепи от С13 до С25, температуры кипения которых лежат в интервале 220—370°С. Теоретически при сгорании и того и другого топлива в присутствии кислорода должны образовываться лишь диоксид углерода и вода:

CnH2n+2 + O2 = CO2 + H2O,

где n составляет 5—10 для бензинов и 13—25 для дизельного топлива. В действительности же продуктов сгорания в выхлопных газах гораздо больше (табл.2). Причина этого — неравновесные условия горения топлива, присутствие в нем разных примесей (в том числе органических производных азота и серы), остающихся при перегонке нефти, а также добавление в качестве антидетонатора тетраметил- и тетраэтилсвинца.

Состав и свойства токсичных веществ, поступающих в атмосферу города с выхлопными газами, существенно зависят не только от вида топлива, но и от типа, модели, технических параметров автомашин, в том числе от степени их изношенности (табл.3).

В смеси полиядерных ароматических углеводородов обнаружены перилен, хризен, пирен, бензпирен и фенантрен, а в числе альдегидов — формальдегид, ацетальдегид и акролеин, сюда же отнесен и ацетон, хотя он, конечно же, не альдегид, а кетон. Среди углеводородов (СНх) помимо бензола, толуола и ксилолов присутствуют еще семь соединений (табл.4).

Кроме непосредственно попадающих в атмосферу загрязнителей в них могут превращаться (в ходе фотохимических реакций) и вполне безобидные вещества, содержащиеся в выхлопных газах. Например, оксид азота под действием света дает атомарный кислород

который вступает в реакцию с атмосферным кислородом, в результате чего образуется озон

При окислении углеводородов и дальнейшем взаимодействии с диоксидом азота образуется пероксиацетилнитрат, вызывающий, как и озон, слезотечение и раздражение дыхательных путей:

RH + OH + O2 = RO2 + H2O

RO2 + NO2 = RO2NO2,

где R = CH3CO. Это известный в литературе фотохимический (или лос-анджелесский) смог. Кислый (лондонский) смог обусловлен взаимодействием оксидов азота и серы с влагой воздуха:

NO2 + OH = HNO3

SO2 + H2O + 1/2 O2 = H2SO4.

В настоящее время вклад автомобильного транспорта в загрязнение атмосферного воздуха мегаполисов очень велик: в Санкт-Петербурге в 1997 г. он равнялся 78%, а в Москве в последние годы — от 85 до 90%. Выбросы всего московского автопарка вместе с выбросами других источников и составляют общий уровень загрязнения. В последние годы, как следует из данных Московского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, средний уровень оставался довольно высоким (табл.5).

Если судить по предельно допустимым концентрациям (ПДК), то к главным загрязнителям московского воздуха следует отнести оксиды азота, аммиак и формальдегид, которые устойчиво превышают ПДК в 2—2.5, 1.25—3.25 и 2—4 раза соответственно. Чтобы охарактеризовать различные конкретные ситуации, обычно пользуются суммарным индексом загрязнения атмосферы, весьма часто им оперируют и лица, принимающие решения.

Каковы же последствия воздействия смеси выхлопных газов автотранспорта на здоровье населения? Остановимся на влиянии лишь некоторых компонентов этой смеси.

Углеводороды бензинового ряда вызывают нарушения функционального состояния центральной нервной системы, поскольку обладают наркотическим действием. В очень низких концентрациях они приводят к неврастении — вспыльчивости и раздражительности, развитию астенического синдрома; в легких случаях — к сильному головокружению при резких движениях головой.

Сажа — продукт частичного сгорания органического топлива — не просто загрязняет кожные покровы людей. Сорбированные на ее поверхности углеводороды, в первую очередь полициклические ароматические соединения, обладают канцерогенным действием. Если учесть, что органические компоненты сажи, выбрасываемые при сгорании дизельного топлива, составляют более 16.5% от ее массы, а в среднем за сутки с выхлопными газами дизельных автомашин и автобусов поступает около 40.5 т сажи, то количество органических компонентов окажется равным 6.475 т. Это значит, что на 1 км московской улично-дорожной сети их выбрасывается 1.551 кг/сут.

Из полиядерных ароматических углеводородов особенно опасен бензпирен — сильное канцерогенное соединение. Он чрезвычайно стабилен и всегда присутствует в их смеси. При сжигании литра бензина образуется от 50 до 81 мкг бензпирена, а литра дизельного топлива — от 2 до 170 мкг. И все это поступает в атмосферу города с выхлопными газами.

Оксид углерода (CO) образуется при неполном сгорании органических соединений, его ПДК в атмосферном воздухе составляет 0.0008 объемных %. Попав с воздухом в легкие, СО проникает в кровь почти с той же скоростью, что и кислород, замещает его в молекуле оксигемоглобина, и тот превращается в карбоксигемоглобин. Это ведет к кислородному голоданию клеток и тканей, особенно опасному для клеток нервной системы.

Оксиды азота (NO, NO2) образуются в процессе горения топлива в воздушной среде. ПДК этих оксидов в воздухе еще ниже, чем оксида углерода — 9·10–6 объемных %. Общий характер их действия зависит от соотношения моно- и диоксида в смеси. При контакте с влажной поверхностью из оксидов образуются кислоты — азотистая и азотная, которые поражают слизистые оболочки, бронхи, альвеолярную ткань легких и т.д.

Диоксид серы (SO2) тоже попадает в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. В Великобритании, США и Японии установлено, что вслед за появлением в городском воздухе этого оксида даже на уровне 100 мкг/м3 количество заболеваний дыхательных путей резко возрастало. Кроме того, установлено, что диоксид серы увеличивает частоту новообразований, вызванных бензпиреном.

Многолетние наблюдения позволили надежно установить связь заболеваемости населения Москвы с автомобильными выбросами: по мере увеличения городского автопарка растет число заболевших бронхиальной астмой, хроническим бронхитом и даже ишемической болезнью сердца.

Загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей сказывается не только на заболеваемости людей, но и на состоянии городской растительности. Например, больше всего страдают деревья, растущие вдоль автодорог центральной части Москвы. Наиболее агрессивны для растений диоксид серы, многие углеводороды, оксид углерода и оксиды азота.

Оксиды азота и серы — это источник кислотных дождей. Попадая в почву, они вымывают соединения магния, калия и кальция, в результате растения не получают эти вещества в достаточном для фотосинтеза количестве и листья желтеют. Раньше других от такого голода страдают хвойные. Ослабленные деревья становятся чувствительнее к резким колебаниям температуры, подвергаются болезням, на них нападают насекомые-вредители.

Диоксид азота непосредственно действует на листья, вызывая частичное закрывание устьиц, за счет чего замедляется транспирация и как следствие — снижается интенсивность фотосинтеза. Диоксид серы поглощается растением через устьица и в малых концентрациях способствует их открыванию, а в повышенных приводит к дезорганизации клеток. Это связано с тем, что в клетке из этого диоксида образуются сульфиты, гидросульфиты и другие соединения серы, токсичные для биохимических и физиологических процессов.

Средние и максимальные концентрации вредных примесей в воздухе Москвы. 1 — пыль, 2 — диоксид серы, 3 — оксид углерода, 4 — диоксид азота, 5 — оксид азота, 6 — фенол, 7 — хлористый водород, 8 — аммиак, 9 — формальдегид, 10 — бензол, 11 — ксилол, 12 — толуол, 13 — сероводород, 14 — бензпирен. ПДКсс и ПДКмр — соответственно среднесуточные и максимально разовые предельно допустимые концентрации.
Заболевания растений вызывает не только недостаток питательных веществ, но и избыток элементов, особенно тяжелых металлов. Большинство выбрасываемых автотранспортом токсических соединений аккумулируется в почве, за счет чего изменяются ее физико-химические свойства. Содержание тяжелых металлов в почве газонов, расположенных вдоль автомагистралей, возрастает по мере приближения к центру города. Все эти загрязнители (выбрасываемые транспортом в виде оксидов) в конечном счете угнетают фотосинтетические процессы и вызывают замедление роста растений. В целом же все это привело к тому, что в Москве здоровых насаждений практически не осталось.

В связи с единой точкой зрения на опасность автомобильных выхлопных газов для здоровья людей многие страны уже приняли законодательные акты, жестко ограничивающие состав газовых выбросов. Лидируют в этом США, административные органы которых очень тщательно проверяют работу новых автомобилей, прежде чем выпустить их на дороги страны. Повышаются требования и к эксплуатируемым автомашинам. В Калифорнии, например, с 2000 г. автовладельцам вменено в обязанность придерживаться тех предельно низких выбросов, которые установлены для автомобилей, даже если их пробег уже составляет более 160 тыс. км.

Увеличение автопарка (показано столбиками) и заболеваемость (кривые) населения в Москве.

Нет в мире совершенства

Все эти запреты и требования хороши, но недостаточны для радикальной борьбы с выхлопными газами автомобилей. Во всем мире поиск новых способов защиты окружающей среды от такого загрязнения идет непрестанно. Сейчас один из путей видится в изменении конструкции двигателя и применении каталитических нейтрализаторов (конвертеров). Конструкционные модификации должны обеспечить стехиометрическое соотношение воздуха, вернее, кислорода, и топлива, чтобы оно сгорало полностью. Каталитические конвертеры привлекательны тем, что могут использоваться и с традиционным топливом, и с альтернативными его видами. В этой области достигнуты выдающиеся успехи: тройные системы нейтрализации позволяют не только дожигать оксид углерода и углеводороды (включая полиядерные ароматические, а также алканы и бензолы)

2CO + O2 = 2CO2;

C7H16 + 11O2 = 7CO2 + 8H2O,

но и восстанавливать оксиды азота

В этих реакциях, осуществляемых на платиновых или родиевых катализаторах, химические загрязнители превращаются в обычные компоненты атмосферного воздуха. Однако тройную систему можно применять, во-первых, только в двигателях с тщательно контролируемым стехиометрическим составом горючей смеси, а во-вторых, лишь при отсутствии в топливе соединений свинца.

Появляются и небольшие, но весьма полезные технические новшества. Адсорбционная ловушка, например, поглощает углеводороды при низкой температуре и десорбирует их при нагреве двигателя, когда они дожигаются до углекислого газа. Этой новинкой удается уменьшить количество углеводородов, выбрасываемых во время запуска холодного двигателя.

Уменьшить загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей можно не только улучшением качества традиционных видов моторного топлива, но и снижением концентрации в бензинах высокотоксичных антидетонаторов — тетраметил- и тетраэтилсвинца. В России до настоящего времени более 50% торговых марок бензинов содержат эти производные свинца, причем их концентрация нередко доходит до 0.37 г в литре.

В США, Германии, Швейцарии, Японии и других странах содержание таких соединений в бензинах доведено до 0.15 г/л и менее, в ближайшее время свинцовые антидетонаторы вообще не будут использоваться. У нас планировалось полностью отказаться от этилированного бензина к 2000 г., для чего требовалась модернизация технологических процессов переработки нефти. Однако из-за трудностей подобных изменений планы пока не выполнены.

Сами бензины содержат много (до 40%) бензола и его производных — толуола, ксилолов. Бензол оказывает сильное наркотическое действие на центральную нервную систему и нарушает кроветворение. Такими же свойствами обладает и толуол, но в меньшей степени. Однако все эти соединения, а также содержащийся в бензинах бутан представляют собой высокоактивные компоненты топлива, поэтому снижать их концентрацию можно только до определенного предела. Заметим, бутан, попадающий в атмосферу при испарении из автомобильных баков, обусловливает образование озона и фотохимического смога.

Из приведенных характеристик бензинов, состава выхлопных газов и их действия на человека напрашивается вывод: нужно искать другое, экологически более чистое топливо. Пока в этом качестве используются лишь метиловый спирт CH3OH (в смеси с бензином) и природный газ. В чем их преимущества, и есть ли недостатки?

Метиловый спирт дешев, не содержит тех углеводородных примесей, которые имеются в бензине, сгорает в двигателе полнее, потому в атмосферу попадает гораздо меньше оксида углерода. Кроме того, он менее взрывоопасен при столкновении автомобилей — недаром его применяют в гонках “Формула-1”. Для замены традиционного топлива на этот спирт нужны лишь небольшие конструктивные изменения в двигателе и топливном насосе. Но и недостатков это топливо не лишено. Основной из них — плохое смешивание неполярного бензина с высокополярным спиртом. Чтобы преодолеть этот недостаток, в Германии используют третичный бутиловый спирт (CH3)3COH, растворяющийся и в бензине, и в метиловом спирте. Другой недостаток — гигроскопичность горючей смеси. Дело в том, что метиловый спирт, насыщенный парами воды, вызывает коррозию деталей двигателя. Наконец, при сгорании образуется на 40% энергии меньше, и значит, чаще придется заправлять автомобиль. И уж конечно нельзя не учитывать того, что это сильный яд: метиловый спирт действует на нервную систему и кровеносные сосуды, его парами раздражаются дыхательные пути и слизистые оболочки глаз, поражаются зрительные нервы и может наступить слепота.

Что дает переход от бензина к природному газу? Использованием сжиженной смеси пропана с бутаном или сжатого природного метана удастся существенно снизить загрязнение окружающей среды. Как показывает практика, особенно эффективен в этом отношении сжатый газ. Работающий на нем и снабженный конвертером автомобиль выбрасывает в атмосферу много меньше оксидов углерода, азота и серы, бензола и его производных, сажи и многоядерных ароматических углеводородов. Но природный газ высоко летуч, взрывоопасен, и его утечки усиливают парниковый эффект, а при работе на этом топливе снижается мощность двигателя на 10—15%. Следовательно, и оно не идеально для достижения главной цели — защиты нашей среды обитания от токсических веществ. Имеющиеся ныне данные по эксплуатации автомобилей на газовом топливе все же позволяют считать, что будущее за ним. Но при этом необходимо продолжать совершенствование конструкций отдельных узлов машин.

Представить жизнь современного человека без автотранспорта невозможно. Однако, загрязняя атмосферу токсичными веществами и шумовыми эффектами, он наносит вред здоровью населения. Больше всего страдают жители мегаполисов, в которых число автомобилей достигает нескольких миллионов. Борьба с выхлопными газами автотранспорта — серьезная социальная проблема, просто и дешево ее не решить. Казавшаяся когда-то близкой перспектива перехода к электромобилям все еще весьма далека от реальности. Достаточно сказать, что из уже созданных в развитых странах сотен тысяч таких средств передвижения более 90% используются, например, как тележки для перевоза мелких грузов и продуктов. Основные недостатки электромобилей — их малая скорость и необходимость ежедневной заправки аккумуляторных батарей. Важен, безусловно, и экономический фактор: стоимость бензиновых двигателей существенно ниже. Выходит, альтернативы автомобилю, увы, пока нет.
 

Выхлопные газы – индикатор состояния вашего автомобиля

Выхлопная система исправного автомобиля должна выпускать бесцветный дым. Иногда могут происходить небольшие отклонения от нормы, например, зимой непрогретый двигатель иногда выделяет выхлопные газы белого цвета. Необычный цвет выхлопа может свидетельствовать о повреждении, большом износе двигателя или поломке оборудования.
Цвет выхлопных газов является одним из определяющих факторов технического состояния автомобиля. Он может предупреждать владельца автомобиля, что настало время посетить механика, а потенциального покупателя перед покупкой подержанного автомобиля о проблемах, устранение которых может стоить немалых затрат. Но не стоит поддаваться преждевременной панике. Давайте начнем с основ.

Что такое выхлопные газы?

Выхлопные газы — это побочный продукт, образующийся в процессе сгорания топлива в двигателе. Состав выхлопных газов: оксид углерода, оксид азота, оксид серы, альдегиды, озон и углеводороды. Выхлопные газы удаляются из двигателя с помощью выхлопной системы. Она состоит из выпускного коллектора, каталитического нейтрализатора с лямбда-зондами (один расположен перед, а другой за катализатором), глушителя и выхлопной трубы. В современных дизельных двигателях применяются также фильтры твердых частиц. Выхлопная система заботится не только об удалении газов, но также об их очищении от вредных веществ.

Как уже упоминалось ранее, у машины, имеющей исправные двигатель и выхлопную систему, из глушителя должен выходить бесцветный дым. Какие компоненты придают ему окраску? Чаще всего это сажа и несгоревшие до конца частицы углеводородов.

Кратковременное изменение цвета не является признаком неисправности

Зимой непрогретый автомобиль с только что запущенным двигателем может выбрасывать газы белого цвета. Это происходит из-за того, что в системе выпуска отработанных газов собралась вода, которая после запуска двигателя начала медленно испаряться. Если белый дым пропадает после прогрева двигателя, например, после проезда нескольких километров, не нужно бояться неисправности.
В свою очередь, черные газы генерируются в автомобиле с дизельным двигателем, который был подвергнут мгновенной нагрузке. Чаще всего это происходит, когда водитель сильно давит на педаль газа. Если сразу после снижения нагрузки выхлопные газы теряют окраску, также не стоит беспокоиться.
Иногда дым черного цвета может появиться после заправки топливом (дизелем) ненадлежащего качества. Если после следующей заправки автомобиля на другой станции дым теряет черный цвет, то причин для беспокойства тоже нет.
Опасные цвета выхлопных газов
Если белый или черный цвет выхлопных газов сохраняется в течение длительного времени, то это является серьезным сигналом. Столь же опасны газы синего и коричневого цветов.

Черный дым

Выхлопные газы черного цвета выбрасывают чаще всего автомобили с дизельными двигателями. Они могут означать повреждение инжектора, в основном это происходит из-за слишком низкого давления впрыска или утечки топлива. Это предостережение для людей, которые покупают подержанный автомобиль. Стоит помнить, что форсунки стоят очень дорого, поэтому приобретение такого автомобиля с самого начала будет связано с очень большими расходами.

Иногда за черный цвет выхлопных газов ответственны изношенные шланги охладителя турбокомпрессора, то есть интеркулера. Тогда не только выхлопная труба выбрасывает черный дым, но и двигатель работает заметно громче.

Черный дым появляется также при работе неисправного

турбокомпрессора, в котором изношены или повреждены лопатки, ротор или турбинное колесо. В этом случае турбина не в состоянии прессовать нужное количество воздуха в цилиндры.
Автомобили с бензиновыми двигателями также могут дымить черными газами. Здесь чаще всего причиной является неправильно проведенный тюнинг двигателя. Причиной может быть неправильно установленный (слишком маленький) угол опережения впрыска, который изменяется именно во время тюнингования автомобиля.

Серый дым

Выхлопная система выбрасывает серые газы, когда двигатель получает слишком богатую топливную смесь. За топливно-воздушную смесь отвечает компьютер. Холодный двигатель для прогрева получает богатую смесь, в которой больше топлива, чем воздуха. С повышением температуры двигателя состав смеси изменяется, в ней уменьшается количество топлива.

Если авто выпускает серые газы, по-видимому, произошел сбой одного из датчиков, чаще всего это датчик температуры двигателя. Датчик передает в компьютер неверные данные, либо не передает их вовсе, а компьютер считывает их так, словно двигатель холодный. Вторым признаком этой неисправности, кроме серого дыма, является повышенный расход топлива.
В двигателях с турбонаддувом серые газы могут означать неисправность турбокомпрессора: происходит утечка моторного масла, которое попадает во впускной коллектор двигателя.

Синий дым

Может появиться из-за простоя автомобиля в течение длительного времени. В этом случае после прогрева двигателя синий дым исчезает. Но если это не происходит, нужно считаться с серьезным износом двигателя. Он приводит к чрезмерному сгоранию масла, поэтому чаще всего синие газы сопровождаются высоким его расходом. Двигатель должен потреблять масло, но его расход не должен превышать 1 л на 1000 км.
Изношенность в этом случае чаще всего касается повреждения поршневых колец и стенок цилиндров.

Белый дым

Может свидетельствовать о неисправности турбокомпрессора, из которого сочится масло, попадая во впускной коллектор, а затем в камеру сгорания двигателя.
Белый цвет газов является также признаком повреждения прокладки под головкой двигателя. Эта неисправность имеет место особенно тогда, когда облако белых газов появляется при ускорении. Дополнительный признак неисправности в этом случае — падение мощности двигателя. Повреждение уплотнения приводит к попаданию в камеру сгорания охлаждающей жидкости.

Коричневый дым

Указывает на чрезмерный износ поршневых колец или стенок цилиндров (вызвано большим износом двигателя, недостаточной смазкой или попаданием в цилиндры грязи, например, песка во время замены свечей зажигания). В обоих случаях, кроме коричневого дыма, другими признаками неисправности являются снижение мощности двигателя и повышенный расход топлива и моторного масла.

Цвет выхлопных газов дает множество информации о техническом состоянии автомобиля. Нельзя игнорировать сигналы, подаваемые выхлопной системой, чтобы избежать многих серьезных расходов.

ВЫХЛОПНЫЕ ГАЗЫ И КАК С НИМИ БОРОТЬСЯ

Выхлопные газы являются продуктом переработки углеводородного топлива. Отработавшие газы  – большая проблема в современном мире, поскольку они являются причинами отравления окружающей среды, образования парникового эффекта, а так же появления смогов в городах. Смог является ядовитым туманом, который образуется в нижнем загрязненном слое атмосферы. Ультрафиолетовая радиация Солнца способствует окислению вредных веществ (оксида азота, углеводородов, альдегидов и др.). Смог негативно сказывается на здоровье человека, вызывая раздражение слизистой и способствуя появлению головной боли, отеков, различных осложнений и другие малоприятные симптомы.

В состав выхлопных газов входят следующие элементы:

  1. Токсичные: оксид углерода, оксид углерода, альдегид, оксид серы,  сажа и неканцерогенные угдеводороды

  2. Нетоксичные: азот, кислород, пары воды, диоксид углерода

  3. Канцероген: бензопирен

Причинами большого выброса ядовитых газов в атмосферу могут быть как неполное сгорание топлива в ДВС, так и загрязнение топлива всевозможными добавками и примесями. К сожалению, идеальный процесс сгорания топлива получить крайне сложно, поэтому ядовитые выбросы ДВС  неизбежно опадают в атмосферу.

В настоящее время во многих странах существуют законы и нормы, ограничивающие содержание опасных веществ в газах, которые выделяют транспортные средства.

Снижение вредных выбросов 

  1. Правильная организация движения автотранспорта в условиях города. Устранение пробок и простоев автомобиля с работающем двигателем.
  2. Использование пропана, бутана и другого нефтяного топлива, а так же природных газов.
  3. Поддерживать ДВС в хорошем состоянии и вовремя устранять все неисправности.

Определяют токсичность отработавших газов на специальных стендах диагностики или при помощи газоанализаторов.

Кроме того, соответствие уровня токсичности выхлопов является одним из обязательных пунктов проверки при техосмотре автомобиля. Пройти технический осмотр в Брянске Вы можете в компании Гросс-Авто. Записаться на ТО онлайн можно на нашем сайте, в разделе Теосмотр. После прохождения процедуры Вы можете купить полис ОСАГО или КАСКО.

Если норма выхлопных газов окажется выше допустимого значения, наши специалисты автотехцентра Гросс-Авто помогут Вам в устранении данной проблемы и дадут советы по уходу за двигателем. В случае поломки ДВС и его составляющих, мастера компании Гросс-Авто готовы предложить Вам свои услуги по ремонту и диагностике дизельных и других двигателей. Так же мы выполняем ремонт газелей Камминс (cummins), регулировку ТНВД, замену масла в двигателе и акпп, сход-развал и другие услуги по обслуживанию автомобиля. 

Инстр-ый контроль токсичности выхлопных газов

Инструментальный контроль токсичности выхлопных газов

 

Диагностика и регулировка двигателей внутреннего сгорания автомобилей (ДВС) - это одно из наиболее важных направлений деятельности по снижению токсичности выхлопных газов, повышению экономичности ДВС и сроков их эксплуатации. Эти задачи решаются при помощи специального диагностического оборудования, в перечень которого входит и автомобильный газоанализатор, контролирующий состав отработанных газов. Общее назначение газоанализаторов - измерение и анализ газовых смесей для определения их количественного и качественного (объёмного и процентного) состава. В частности, газоанализатор для автомобиля используется при измерении количества вредных выбросов в выхлопных газах ДВС, работающих на бензиновом, дизельном и газообразном топливе: оксида углерода (CО), диоксида углерода (СО2), углеводородов (CH) и других соединений. Диагностика двигателей, регулировка и ремонт карбюраторов, газового оборудования, наладка систем впрыска топлива - вот далеко не полный список работ, выполнение которых практически невозможно без применения автомобильных газоанализаторов. Регулировка расхода топлива - это особо востребованная в наши дни услуга, когда стоимость топлива растёт изо дня в день.

В зависимости от конструктивного устройства автомобильные газоанализаторы могут измерять один или несколько компонентов выхлопных газов (однокомпонентные и многокомпонентные). Одно- или двухкомпонентными газоанализаторами можно измерять количество вредных примесей в отработанных газах автомобилей (СО, окислы азота), не оборудованных катализаторами. Некоторое время назад наиболее распространёнными были однокомпонентные газоанализаторы для определения содержания оксида углерода СО. Введение норм выбросов по экологическим стандартам ЕВРО не только СО, но и других составляющих отработанных газов стимулировало выпуск и использование многокомпонентных газоанализаторов для оценки их состава. При помощи обычных автомобильных газоанализаторов можно выполнять диагностику и регулировку либо бензиновых, либо дизельных двигателей. Универсальные газоанализаторы позволяют диагностировать и выполнять регулировку и бензиновых, и дизельных ДВС.

 

В соответствии с ГОСТ Р 52033-2003 г. «АВТОМОБИЛИ С БЕНЗИНОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния»

 

проверки газоанализаторами автомобилей на выбросы загрязняющих веществ могут проводиться:

- на предприятиях, изготовляющих двигатели и автомобили, при приемочных, периодических и контрольных испытаниях серийной продукции ;

- при сертификационных испытаниях;

- при контроле технического состояния находящихся в эксплуатации автомобилей в установленном порядке специально уполномоченными органами;

- на предприятиях, эксплуатирующих и обслуживающих автомобили, при техническом обслуживании, ремонте и регулировке агрегатов, узлов и систем, влияющих на изменение содержания нормируемых компонентов в отработавших газах;

- на предприятиях, осуществляющих капитальный ремонт автомобилей.

Для измерения содержания компонентов СО, СН, СО2 и О2 в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями должны применяться газоанализаторы 2 класса, 1класса или 0 класса.

Слушатели, прошедшие  обучение, получают Удостоверение, установленного  образца.

Фонд учебного времени 16 академических часов

 

Документы для обучения

- Заявка на обучение (скачать)

- Документ, удостоверяющий личность

(PDF) Основные компоненты выхлопных газов автомобилей и их эффективная каталитическая нейтрализация

126

САСЫКОВА и др., Orient. J. Chem., Vol. 35 (1), 110-127 (2019)

Н.К., Ориент. J. Chem., 2017, 33 (6), 3130-3137.

30. Bhaskar, K .; Sendilvelan, S .; Muthu, V .; Аравиндрай,

С., Журнал машиностроения и

наук., 2016, 10 (2), 1994–2007.

31. Бурдейная, Т.Н .; Матышак, В.А .; Третьякова,

В.F .; Глебов, Л.С .; Закирова, А.Г .; Garcia

Carvajal, M.A .; Вильянуэва, A.M.E., Applied

Catalysis B: Environmental., 2007, 1 (4), 128.

32. Bur k e, N.R. ; Tr imm, P.L .; How e, R.,

Известия. Pt.B. 12-й Международный конгресс

Catalysis, Гранада, 2000 г., 9-14 июля, Эльзевьер,

2000, 1451-1456.

33. Сасыкова, Л .; Гильмундинов Ш .; Налибаева,

А .; Богданова И., преподобный Рум. Хим., 2017,

62 (2), 107-114.

34. Sendilvelan, S .; Бхаскар К., Ориент. J. Chem.,

2017, 33 (4), 2111-2117.

35. Сасыкова Л.Р .; Налибаева А., Известия НАН

РК, Серия химии и технологий. ,

2017, 421 (1), 9-15.

36. Котлер В.Р. Оксиды азота в дымовых газах

котлов, Москва, Энергоатомиздат, 1987, 1 1 4 - 1 2 4.

37. Grewe, V .; Дальманн, К.; Matthes, S .; Steinbrecht,

W., Atmos. Экология, 2012, 59, 102.

38. Зельдович, Я., Б .; Садовников, П.Я .; Франк-

Каменецкий Д.А., Окисление азота при горении,

Москва, Издательство АН ССР., 1947, 116-125.

39. Налибаева А .; Сасыкова, Л.Р .; Котова, Г.Н .;

Богданова И.О., Новости НАН РК, Серия

Химия и технологии., 2016, 419 (5), 55-64.

40. Клингенберг, Х., Выхлоп автомобилей

Испытания на выбросы: Измерение регулируемого

и нерегулируемые компоненты выхлопных газов,

Испытания на выбросы выхлопных газов, Берлин, Гейдельберг

: Springer-Verlag., 1996, 233-238.

41. Wa rna tz, J .; Ma as, U .; Диббл Р. У.,

Физико-химическое горение

основы, моделирование и моделирование,

экспериментов, образование загрязняющих веществ, Берлин,

Springer-Verlag., 2006, 333-337.

42. Технический бюллетень, Окиси азота (NOx): Почему

и как они контролируются, Агентство по охране окружающей среды США

, Парк Исследовательского треугольника,

Северная Каролина: Управление планирования качества воздуха

и стандарты., 1999, 14-18.

43. Sperling, D .; Гордон Д., Два миллиарда автомобилей:

на пути к устойчивости, Нью-Йорк, Oxford

University Press., 2009, 312-320.

44. Количество автомобилей, проданных во всем мире с 1990

по 2016 (в миллионах единиц), Statista, портал статистики

, URL: ttp: //www.statista.com/

statistics / 200002 / international-car- Продажи -

с 1990г., 2016г.

45.Kašpar, J .; Fornasiero, P .; Хики, Н., Катал.

Сегодня., 2003, 77 (4), 419–449.

46. Ахметкалиева, М .; Сасыкова Л.Р.,

Аубакиров Ю.А .; Sendilvelan, S .; Жумаканова,

А.С .; Абильдин, Т. С .; Жусупова, А.К .;

Амангельди, М. Б., Новости Национальной

Академии наук Республики

Казахстан, Серия геолого-технических

наук., 2018, 429 (3), 20-29.

47.Ахметкалиева, М.Ш .; Сасыкова, Л.Р .; Аубакиров,

Ю.А .; Сендилвелан С., Международный журнал

Биология и химия., 2017, 10 (2), 40-44.

48. Сасыкова Л.Р .; Аубакиров Ю.А .; Бунин,

В.Н .; Сендилвелан, С., Международный журнал

Биология и химия., 2017, 10 (2), 54-61.

49. Оразбаева Д.С .; Каратаева, Ю.А.; Кенесов,

Б.Н .; Бейсембаева, К.А .; Мейрамкулова,

К.С., Химический вестник Казахского национального университета

., 2016, 2, 36-40.

50. Carlsen, L .; Байматова, Н .; Кенесов Б .;

Кенесова О., Международный журнал

Биология и химия., 2013, 5 (1), 49-69.

51. Бижаев А.В. Повышение экологической безопасности тракторного дизеля

за счет добавления воды в цилиндры

: диссертация кандидата технических наук

, Москва, Россия., 2016, 161-167.

52. Сасс и кова, Л. Р . ; Баш е ва, Z h. Т .;

Калыкбердыев М.К .; Нурахметова, М .;

Массенова, А. Т .; Рахметова К.С., Булг.

Хим. Комм., 2018, 50 (1), 82-88.

53. Жексенбаева, З.Т .; Тунгатарова, С.А .;

Байжуманова, Т.С .; Шайзада, Э., Химическая промышленность

Engineering Transactions., 2015, 45, 1213-1218.

54. Досумов К .; Гильмундинов Ш.А., XVIII

Международная конференция по химическим реакторам

«ХИМРЕАКТОР-18», Мальта., 2008, 212-214.

55. Рахметова К.С .; Сасыкова, Л.Р .; Гильмундинов,

Ш.А .; Нурахметова, М.С .; Бердибекова, М.А .;

Калыкбердиев М.К .; Массенова, А.Т .; Башева,

Ж.Т., Известия НАН РК, Серия Химия и

Технология., 2016, 419 (5), 111 - 117.

56. Тулепов М. И .; Мансуров, З. А .; Казаков Ю.В.

Абдракова Ф.Ю .; Султанова, З.Л .; Рахова,

Н. М .; Мадиев, С. С .; Головченко, О.Y .;

Сасыкова Л.Р .; Tolep, D.M .; Чихрадзе,

Н .; Чихрадзе М.Н., Ориент. J. Chem., 2018,

34 (6), 3037-3043.

% PDF-1.4 % 72 0 obj> эндобдж xref 72 83 0000000016 00000 н. 0000002654 00000 н. 0000001956 00000 н. 0000002734 00000 н. 0000002863 00000 н. 0000003189 00000 п. 0000003263 00000 н. 0000003494 00000 н. 0000004148 00000 п. 0000004446 00000 н. 0000004518 00000 н. 0000004916 00000 н. 0000012997 00000 н. 0000013410 00000 п. 0000013692 00000 п. 0000013944 00000 п. 0000015227 00000 п. 0000015523 00000 п. 0000015610 00000 п. 0000015645 00000 п. 0000015857 00000 п. 0000016105 00000 п. 0000016762 00000 п. 0000016941 00000 п. 0000017477 00000 п. 0000017884 00000 п. 0000021241 00000 п. 0000021735 00000 п. 0000032008 00000 п. 0000032392 00000 п. 0000032746 00000 п. 0000033118 00000 п. 0000040875 00000 п. 0000041296 00000 п. 0000041569 00000 п. 0000042377 00000 п. 0000043184 00000 п. 0000043713 00000 п. 0000053882 00000 п. 0000054272 00000 п. 0000054676 00000 п. 0000054995 00000 п. 0000060297 00000 п. 0000060671 00000 п. 0000060869 00000 п. 0000061498 00000 п. 0000062035 00000 п. 0000062431 00000 п. 0000062904 00000 п. 0000063490 00000 п. 0000063703 00000 п. 0000064120 00000 п. 0000070151 00000 п. 0000070470 00000 п. 0000070547 00000 п. 0000071132 00000 п. 0000073802 00000 п. 0000073910 00000 п. 0000074231 00000 п. 0000077549 00000 п. 0000077811 00000 п. 0000077962 00000 п. 0000078339 00000 п. 0000081838 00000 п. 0000082104 00000 п. 0000082159 00000 п. 0000082442 00000 п. 0000082766 00000 н. 0000082990 00000 п. 0000083111 00000 п. 0000083457 00000 п. 0000086065 00000 п. 0000086333 00000 п. 0000086441 00000 п. 0000086776 00000 п. 0000088490 00000 н. 0000088745 00000 п. 0000088911 00000 п. 0000089285 00000 п. 0000091432 00000 п. 0000091716 00000 п. 0000093975 00000 п. 0000106801 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 74 0 obj> поток xb``f`` Ȁ

Что-то не так | AA

Телефон доверия 24/7 в Великобритании

0800 88 77 66

Член или нет, мы можем помочь - убедитесь, что вы в безопасном месте, прежде чем звонить.

Сообщайте онлайн и следите за своим спасением

Или скачайте наше приложение

Это самый быстрый способ обратиться к нам за помощью и отследить наше прибытие.

Потеряли ключи от машины?

Вызов помощника по клавишам AA

0800 048 2800

пн – вс с 7 до 22

Неправильное топливо в вашей машине?

Позвоните в службу помощи топливом AA

0800 072 7420

Линии открыты круглосуточно

Европа, телефон доверия 24/7

00 800 88 77 66 55

Или со стационарных телефонов Франции:
08 25 09 88 76
04 72 17 12 00

Или из других стран ЕС и мобильных телефонов Великобритании:
00338 25 09 88 76
00334 72 17 12 00

Заявления по страхованию автомобилей

0800 269 622

Линии открыты круглосуточно

Заявления по страхованию жилья

Чтобы сообщить о любых потерях или повреждениях, вам нужно позвонить в службу страховой защиты и иметь под рукой номер полиса.Оба они указаны в вашем страховом свидетельстве. Консультант по претензиям поможет с вашей претензией.

Защитная крышка UK

0800 085 2721 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Европейская крышка пробоя

0800 072 3279 Пн – пт 8–18, сб 9–17

Автострахование

0800 316 2456 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Страхование жилья

0800 197 6169 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Уроки вождения

0800 587 0087 Пн – Пт с 8:30 до 20:00, сб с 9:00 до 17:00
Уроки для новых учеников Вход для существующих учеников

Купить крышку пробоя UK

0800 085 2721

пн – пт 9–18, сб 9–17

Купить европейскую пробойную крышку

0800 072 3279

пн – пт 8–18, сб 9–17

Претензии на запчасти и гараж

0344 579 0042

пн – пт с 9 до 17, сб с 9 до 13

Смените аварийное покрытие

0343 316 4444

пн – пт 8–18, сб 9–17

Купить автострахование

0800 316 2456

пн – пт 9–18, сб 9–17

Заявления по страхованию автомобилей

0800 269 622

Линии открыты круглосуточно

Запросы политики

0370 533 2211

пн – пт 9–18, сб 9–17


Купить страховку мотоцикла

0344 335 2932

пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 16


Существующие клиенты по страхованию фургонов

0800 953 7537

пн – пятница с 9 до 19, сб с 9 до 13

Купить страхование жилья

0800 197 6169

пн – пт 9–18, сб 9–17

Запросы политики

0370 606 1617

пн – пт 9–18, сб 9–17

Прикрытие для экстренной помощи дома

- сообщить об экстренной ситуации

0800 316 3984

Линии открыты круглосуточно

Книга уроков вождения

Новый ученик

0800 587 0087 Пн – Пт с 8:30 до 20:00, сб с 9:00 до 17:00
Уроки для новых учеников Вход для существующих учеников

Обучение на инструктора по вождению

0800 316 0331

пн – чт с 9 до 20, пт с 9 до 17:30, сб с 9 до 16

Присоединяйтесь к нам в качестве инструктора по вождению

0800 587 0086

пн – чт с 9 до 20, пт с 9 до 17:30, сб с 9 до 16

AA Справка из автошколы

Отдел обслуживания клиентов, Автошкола AA, 17-й этаж Capital Tower, Greyfriars Road, Cardiff CF10 3AG

Чтобы защитить вашу личную информацию, нам нужно задать вам несколько вопросов безопасности по телефону, прежде чем мы сможем помочь.По этой причине мы не можем отвечать на финансовые запросы по электронной почте.

Семейные инвестиции ISA, открытая после октября 2015 года

0333 220 5069

пн – пт с 9 до 19, сб с 9 до 13

Счета участников Saver / Easy Saver, открытые после февраля 2017 г.

0800 917 8612

пн – пт 8–20, сб 9–17

Сберегательные счета, открытые до 2 сентября 2015 года

0345 603 6302

пн – сб 8–20

Кредитные карты Банка Ирландии после июля 2015 года

0345 600 5606

пн – пт с 8 до 20, сб с 9 до 17, праздничные дни с 10 до 17

Кредитные карты

AA, выпущенные до июля 2015 года компанией MBNA

0345 603 6302

пн – сб 8–20, закрытые праздничные дни

Утерянные и украденные кредитные карты

0800 028 8997

Или, если вы находитесь за пределами

0044 800 028 8997

Линии открыты круглосуточно

Общие запросы по кредитам AA, полученным с ноября 2015 года

0345 266 0124

пн – сб 8–20, вс 9–17

Просроченные платежи или запросы на платежи по кредитам AA, взятым с ноября 2015 года

0800 032 8180

пн – сб 8–20, вс 9–1.30 вечера

Скачать приложение

Загрузка нашего приложения - это самый быстрый и простой способ получить доступ ко всем вашим преимуществам, включая скидки в ресторанах, уход за автомобилем, выходные и многое другое. Войдите в систему, указав свой номер участника и почтовый индекс, чтобы увидеть свои преимущества.

Ваша личная информация

Вы можете прочитать наше уведомление о конфиденциальности, политику в отношении файлов cookie и правила и условия веб-сайта, когда наш веб-сайт будет резервным.Или вы можете связаться с нами, используя указанную выше информацию.

На этой странице и на нашем веб-сайте используются файлы cookie, чтобы вы получили максимум удовольствия от посещения. Файлы cookie позволяют нам не только улучшать работу определенных функций, но и собирать отзывы и информацию о том, как вы использовали сайт, чтобы мы могли продолжать улучшать его для вас.

Используя этот сайт, мы предполагаем, что вы принимаете использование нами файлов cookie и других подобных технологий.

:: CLOUDFLARE_ERROR_500S_BOX ::

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

Автомобили выделяют мощный коктейль выхлопных газов, многие из которых имеют вредные последствия.К ним относятся:

  • Двуокись углерода (CO2) - CO2 - это парниковый газ, который считается одним из основных факторов, способствующих изменению климата. Хотя технически нетоксичен, чрезмерные объемы способствуют подкислению океана.
  • Окись углерода (CO) - Этот невидимый газ является результатом неполного сгорания топлива и очень токсичен для человека. Большинство современных двигателей производят его лишь в незначительных количествах благодаря эффективным процессам сгорания, но более старые двигатели являются более серьезными нарушителями.
  • Оксиды азота (NOx) - Оксиды азота образуются в любом процессе сгорания. Они обладают высокой реакционной способностью и могут способствовать образованию смога при контакте с другими химическими веществами в воздухе. Некоторые производители, как известно, обманули тесты на NOx.
  • Двуокись серы (SO2) - это бесцветный газ, который пахнет горелыми спичками и естественным образом встречается в сырой нефти, используемой для очистки бензина и дизельного топлива. При сгорании образует кислоты, вызывающие коррозию двигателя и смог.
  • Углеводороды (HC) - углеводороды выходят из выхлопных газов в виде несгоревшего топлива из-за неполного сгорания. Они также испаряются из топливного бака и форсунки при заправке на заправочной станции.
  • Бензол (C6H6) - естественным образом встречается в бензине и дизельном топливе в очень небольших количествах, а также выделяется с выхлопными газами транспортных средств в качестве несгоревшего топлива. Бензол - канцерогенное вещество, и его вдыхание в больших количествах может серьезно навредить здоровью человека.
  • Твердые частицы - Дизельные двигатели выделяют в воздух частицы черной сажи и металла, известные как твердые частицы.Современные автомобили оснащены дизельными сажевыми фильтрами (DPF), которые предотвращают выброс вредных частиц в атмосферу.

Загрязняющие вещества от автомобилей могут вызвать ряд проблем со здоровьем, от аллергии и раздражения кожи до сердечных и респираторных заболеваний, таких как астма. По данным Всемирной организации здравоохранения, длительное многократное воздействие выхлопных газов дизельного топлива может также увеличить риск рака легких.

Засорение выхлопных газов может привести к отравлению угарным газом.Вдыхание CO может вызвать головные боли, проблемы с дыханием и даже смерть при вдыхании в больших количествах. Это особенно опасно для детей и людей, страдающих сердечными заболеваниями.

Количество выхлопных газов, которым подвергаются люди, сильно различается, но люди, живущие в густонаселенных городских районах, больше всего подвержены риску развития проблем со здоровьем, связанных с загрязнением.

Благодаря достижениям в технологиях и политике, направленной на борьбу с изменением климата, в последние годы значительно сократились выбросы CO2 и других загрязнителей автомобилей.

Производители автомобилей сокращают выбросы выхлопных газов за счет улучшенной конструкции, а каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры теперь входят в стандартную комплектацию всех новых бензиновых и дизельных автомобилей. Правительство также обязалось запретить продажу новых дизельных и бензиновых автомобилей к 2040 году, чтобы побудить людей перейти на электромобили.

Во многих городах по всему миру ввели зоны с чистым воздухом, чтобы не допустить въезда в них наиболее загрязняющих транспортных средств. В Лондоне появилась зона сверхнизких выбросов, и теперь вам понадобится наклейка Crit'Air о чистом воздухе, чтобы ездить по самым оживленным городам Франции.

С 1993 года производители автомобилей должны соблюдать ряд европейских стандартов выбросов, которые устанавливают максимальные пределы выбросов вредных веществ новыми автомобилями.

Стандарты, которые отличаются для бензиновых и дизельных автомобилей, со временем становятся все более строгими. В соответствии со стандартом Евро 1 для всех автомобилей были введены каталитические нейтрализаторы и неэтилированный бензин. Сейчас мы находимся на стандарте Евро 6, который вступил в силу в 2014 году и снижает допустимый уровень выбросов NOx для дизелей.

Большинство транспортных средств также проходят проверку на выбросы выхлопных газов в рамках их ТО, и они выйдут из строя, если будет обнаружено, что они выделяют слишком много вредных газов. Когда в мае прошлого года были введены новые правила MOT, для дизельных автомобилей были введены более строгие правила, что усложнило их соблюдение.

Не только выхлопные газы загрязняют атмосферу. Тормоза и шины также способствуют образованию вредных выбросов.

Каждый раз, когда вы управляете автомобилем, крошечные частицы твердых частиц, таких как пыль, выбрасываются в воздух в результате износа тормозов и шин, а также с поверхности дороги.Эти частицы попадают в воздушный поток и могут нанести вред здоровью людей. Частицы пластика из шин также могут нанести вред морской дикой природе, если попадут в воду через канализацию.

Правительство хочет принять законодательство для улучшения стандартов после того, как в недавнем отчете Группы экспертов по качеству воздуха говорится, что пыль от автомобильных тормозов и шин будет по-прежнему загрязнять воздух, даже если автомобили полностью электрические.

Из некоммерческих транспортных средств, потребляющие топливо спорткары и некоторые внедорожники, как сообщается, являются крупнейшими нарушителями, когда дело доходит до изменения климата.Владельцы этих транспортных средств обычно платят больше ЖНВЛП, потому что их двигатели имеют более мощный двигатель и выделяют более высокий уровень CO2.

Их транспортным средствам может быть даже запрещено въезжать в определенные города Европы, если они время от времени ездят на особо старых и загрязняющих окружающую среду моделях, поэтому перед поездкой обязательно выясните стандарты выбросов вашего автомобиля и то, пострадает ли он от этого. На другом конце спектра нет ЖНВЛП для оплаты полностью электрических автомобилей с нулевым уровнем выбросов.

Один из лучших способов сократить выбросы - повысить топливную экономичность.Это связано с тем, что количество CO2, производимого транспортным средством, напрямую связано с тем, сколько топлива оно потребляет.

Имеет смысл выбрать автомобиль, наиболее эффективный для ваших индивидуальных потребностей в вождении. Например, если вы в основном путешествуете по городу на короткие расстояния, а иногда и на более длинные расстояния, подключаемый гибрид является идеальным вариантом, тогда как если вы совершаете ряд различных поездок, автомобиль с бензиновым двигателем все равно может быть вашим лучшим вариантом.

В конечном итоге переход на более экологичный автомобиль может сэкономить сотни фунтов в год на ЖНВЛП и топливе.И чем новее ваша машина, тем лучше для планеты.

Выхлопные газы - обзор

14.3.5 Твердые частицы

Твердые частицы в выхлопных газах состоят из нескольких различных компонентов. Не только твердофазный материал, но и жидкий материал, сконденсированный на образующихся зародышах - материал сажи, составляют частицы. В процессе горения сажа образуется в процессе крекинга углеводородов, а затем расходуется на окисление этих продуктов [16,17,26].К конгломератам сажи присоединяется зольность, состоящая из нескольких оксидов металлов. Во время процесса расширения, а затем в выхлопной системе (или в атмосфере) различные углеводороды и оксиды металлов продолжают конденсироваться на частицах, образуя конечные частицы.

В результате различных процедур измерения для сбора твердых частиц и условий для этих измерений собираются разные количества, а также разные материалы. В таблице 14.2 определены некоторые из часто используемых методов и дано краткое объяснение условий и собранного материала.

Таблица 14.2. Методы измерения твердых частиц

Определение Стандарт Материал Условия
Твердые частицы ISO 8178 [27] углерод, зола SOF 9055, SO7 4 4 многоканальный зонд разбавление 10–50 (?) Раз, максимальная температура фильтра 51 ° C
Пыль * EPA метод 5
EPA метод 5B
EPA метод 17 [35]
VDI2066 [36]
JIS Z88O8 [37 ]
уголь, SOF
зола
SO 4 (частично)
как метод EPA 17
как метод EPA 17
фильтр 120 ° C
фильтр 160 ° C
встроенный фильтр
сажа Bosch [38]
Bacharach [39]
не имеет отношения, но влияет на показания
почернение белой фильтровальной бумаги
Непрозрачность ** Hartridge [39]
ISO 8178 [40]
SAEJ1667
не имеет отношения, но влияет на показания внутри трубы полный или частичный поток (вне трубы)
метод на шоссе
визуальный Ringelmann [41] не имеет отношения фон неба (субъективный метод)

В попытке получить реальные частицы, которые влияют на окружающую среду (включая людей), процедура ISO 8178 [27,28] приняла метод разбавления для измерения массы твердых частиц (PM) [28], который имитирует реальную процесс разбавления в атмосфере.Этот метод разбавляет выхлопные газы и собирает материал на фильтре, максимальная температура которого составляет 51 ° C. Следовательно, все различные виды, определяемые как частицы , включены в процедуру измерения. Основные фракции представляют собой твердую углеродную структуру с различными адсорбированными или абсорбированными углеводородами, называемую SOF (растворимая органическая фракция), компоненты золы из топлива и смазочного масла, сульфаты и присоединенная вода [29–34]. Из-за высокого содержания серы в мазуте (до 5 процентов) значительная часть твердых частиц будет состоять из сульфатов и связанной воды.

Из-за неопределенности эффектов различных конструкций туннелей для разбавления и сложностей, связанных с содержанием серы в методе, ISO рекомендует использовать один из методов «горячей фильтрации» для содержания серы более 0,8 процента.

Для электростанций исторически использовался метод горячего фильтра [35–37]. Но, как обсуждалось ранее, поскольку стандарты для этого метода определяют разные температуры проб фильтров, также на фильтрах могут собираться разные количества и типы материала (конденсированный SOF).Кроме того, во время последующего обращения с фильтром на фильтрах может оставаться другой материал, и поэтому они могут рассматриваться как твердые частицы. Частицы от метода горячей фильтрации обычно называют пылью .

Несколько методов измерения сажи основаны на визуальном сравнении степени почернения белой фильтровальной бумаги, через которую был пропущен определенный объем [38,39]. Эти методы основаны либо на субъективном суждении, либо на предположении об аналогичном поведении использованного топлива.Излишне говорить, что результат может быть совершенно ошибочным для измерения твердых частиц, если не используется стандартное дизельное топливо. Главное достоинство метода - простота использования.

Тем не менее, было проведено множество корреляций для сравнения одного метода с другим [39]. Но если не учесть все вышеперечисленные сложности, количественный результат может быть бессмысленным.

Наконец, существует оптический метод, который измеряет непрозрачность . Непрозрачность - это доля света (в процентах), которая не может достичь наблюдателя (или приемника прибора), когда источник передает свет через определенную длину пути выхлопного газа.Существуют разные методы, измеряемые либо непосредственно в потоке выхлопных газов, либо в выхлопных газах, прокачиваемых через определенное калиброванное устройство [40]. Метод может быть чувствительным к определенным газообразным молекулам в зависимости от длины волны, которая используется, или могут быть внесены поправки в зависимости от количества этих компонентов в выхлопе.

Преимущество метода непрозрачности - быстрая и прямая реакция на состояние газа в выхлопной трубе. Таким образом, данный метод является единственным пригодным для использования методом измерений переходного дыма, для которого в ISO готовится предложение заменить ранее использовавшиеся измерения переходного дыма в ЕС и Агентстве по охране окружающей среды [42].

Как описано ранее, общее количество твердых частиц - это очень разнообразный материал, и этот материал происходит из разных источников в двигателе. Следовательно, чтобы иметь возможность контролировать (или уменьшить) PM, необходим подробный анализ этого материала. В частности, важно разделять источники, связанные с топливом и смазочными материалами, для наиболее эффективного решения возможных улучшений. На основе опыта небольших двигателей, туннелей разбавления и двигателей, работающих на DO, было усовершенствовано несколько методов, позволяющих разобраться в этом вопросе [43–48].К сожалению, из-за различий между DO и HFO некоторые из этих методов не всегда доступны на HFO.

Одним из примеров является метод сублимации в вакуумной печи, который был предложен для упрощения стандартного анализа растворимого органического материала (SOF) по Сокслету [46]. Результат, обычно называемый летучей органической фракцией (VOF), очень похож на растворимую фракцию из метода Сокслета. Но необходимо провести анализ сульфатов также после процесса, поскольку часть сульфатов испарится и, следовательно, будет считаться фракцией VOF.Проблема усугубляется обычным высоким содержанием серы в HFO. Другой пример - метод ГХ для разделения топливной и масляной фракций SOF [43,44,49]. Поскольку кривые перегонки для HFO очень похожи на кривые для смазочного масла, калибровочная смесь невозможна. Поэтому необходимы специальные методы трассировки [45,48].

На сегодняшний день было получено общее количество ТЧ из нескольких крупных двигателей, работающих как на тяжелом топливе, так и на твердом топливе. Пример влияния топлива на пробой PM-анализа показан на рисунке 14.8, где один цилиндр четырехцилиндрового испытательного двигателя (4T50MX [18]) работал на четырех различных видах топлива. Топливо DO представляет собой дизельное топливо с низким содержанием серы 0,05 мас.%, Которое также использовали в качестве эталонного топлива для трех оставшихся цилиндров.

Рис. 14.8. Фракции твердых частиц на четырех различных видах топлива при 100-процентной нагрузке двигателя.

Как показано на рисунке 14.8, сульфаты (и присоединенная вода, обычно примерно 1 г H 2 O на 1 г h3SO4 [33]) представляют собой очень большую часть твердых частиц для двигателей, работающих на HFO.Чтобы дополнительно проиллюстрировать это, на рисунке 14.9 показан график зависимости ТЧ от содержания серы в топливе, основанный на опыте использования нескольких различных двигателей и видов топлива. Общее количество ТЧ увеличивается почти линейно с увеличением содержания серы, как сообщалось для нескольких небольших двигателей. Конечно, уровни ТЧ различаются для разных двигателей из-за других источников ТЧ. Оценка количества ТЧ из этих источников для отдельного двигателя может быть получена путем экстраполяции к нулевому содержанию серы.

Фиг.14.9. Влияние содержания серы в топливе на общие выбросы ТЧ.

Коэффициент конверсии серы в топливе (измеренное содержание серы в ТЧ, деленное на содержание серы в топливе), равный примерно 5 процентам [33], фактически может увеличиваться с увеличением нагрузки двигателя. Новое исследование [34] показало очевидную степень конверсии от 1 до 8 процентов, без учета возможного увеличения фракции SOF из-за содержания сульфата [50]. Для сравнения, коэффициент конверсии от 1 до 3 процентов сообщается для нескольких небольших двигателей, но не все исследования обнаружили эффект изменения нагрузки.

Часть фракции SOF - это полициклические ароматические углеводороды (или ПАУ), определенные соединения которых связаны с мутагенной активностью и поэтому представляют особый интерес. В разных университетах было проведено несколько исследований двигателей малой мощности и использования DO, направленных на изучение влияния различных характеристик топлива и смазочных масел на отдельные соединения ПАУ, см., Например, [49,51,52]. Считается, что большая часть ПАУ образуется из топлива, хотя в небольших четырехтактных двигателях они могут быть добавлены к твердым частицам из масляного поддона [49,52].Но, поскольку и методика измерения, и анализ соединений очень сложны (количества обычно измеряются в мк г / Нм 3 ), было выполнено лишь несколько программ для больших двухтактных двигателей и HFO [ 53]. Сравнение двух двигателей показано в таблице 14.3.

Таблица 14.3. Органические микрозагрязнители

Двигатель S5 [53] 1L42MC
PAH μ г / Н · м 3 002 9055 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 9055 905 905 905 905 905 905 -PAH μ г / Нм 3 0.74–3,56 & lt; 0,04

Трудно оценить количество твердых частиц, которые будут образовываться в процессе сгорания. Летучие углеводороды (VOF), которые присоединяются к частицам, скорее всего, связаны с выбросами УВ, а содержание золы коррелирует с количеством присадок или золы в топливе и смазочном масле. Кроме того, вероятно, что количество углерода будет зависеть от качества топлива, даже если не было обнаружено хорошей корреляции.Обычно предполагается, что углеродообразующие соединения выражаются анализом углеродного остатка Конрадсона (CCR) или связаны с содержанием асфальтенов. Скорее всего, этому предположению мешает несколько факторов. Наконец, влияние содержания серы на твердые частицы уже обсуждалось ранее. Тем не менее в литературе представлено несколько корреляций, которые могут быть полезны в качестве отправной точки [30–32,54,55].

Выбросы легковых автомобилей | Руководство по зеленому транспортному средству

Легковые автомобили, внедорожники и малотоннажные грузовики, работающие на бензине, дизельном топливе и E85, выбрасывают парниковые газы и загрязняющие вещества, образующие смог, из выхлопных труб.

На этой странице:

Обзор

Выбросы парниковых газов

  • Парниковые газы (ПГ) выбрасываются из выхлопных труб легковых и грузовых автомобилей, сжигающих топливо.
  • После выброса парниковых газов они могут оставаться в атмосфере в течение 100 и более лет.
  • ПГ действуют как одеяло вокруг Земли, улавливая энергию в атмосфере и заставляя ее нагреваться. Это может изменить климат Земли, поднять уровень моря и привести к опасным последствиям для здоровья и благополучия человека, а также для экосистем.

Выбросы смога

  • Легковые и грузовые автомобили, работающие на топливе, также выделяют выбросы, образующие смог, такие как оксид азота, неметановые органические газы, оксид углерода, твердые частицы и формальдегид.
  • Эти выбросы обычно улавливаются близко к земле и могут образовывать коричневатую дымку, которая загрязняет наш воздух, особенно над городами в летнее время.
  • Смог может затруднять дыхание некоторых людей, вызывая заболевания легких, такие как астма, эмфизема и хронический бронхит, что может привести к преждевременной смерти.

Транспортные средства на электрических и водородных топливных элементах не производят выхлопных газов. Выбросы, которые связаны с производством топлива, используемого для приведения в движение транспортных средств, известны как выбросы «до производства». Посетите наш калькулятор выбросов за пределы выхлопной трубы для получения конкретной информации о выбросах электромобилей на стадии добычи.

Экологические рейтинги на этикетке

Мы оцениваем выбросы парниковых газов (ПГ) и смога отдельно на этикетке экономии топлива.

Рейтинг по парниковым газам отражает выбросы диоксида углерода (CO 2 ). CO 2 составляет примерно 99% всех парниковых газов, выбрасываемых из выхлопной трубы.

Рейтинг смога отражает действующие федеральные стандарты выбросов, которые включают:

  • Оксиды азота (NOx), которые в сочетании с углеводородами образуют смог
  • Твердые частицы (ТЧ), крошечные частицы твердого вещества, которые оседают в легких и откладываются на зданиях
  • Углеродосодержащие соединения (NMOG [неметановые органические газы], NMHC [неметановые углеводороды] или THC [общее содержание углеводородов]), которые способствуют образованию озона и смога
  • Окись углерода (CO), ядовитый газ без цвета, запаха и запаха
  • Формальдегид (HCHO), раздражитель легких и канцероген.

Хорошие новости ... Транспортные средства становятся более эффективными.

  • Чем эффективнее транспортное средство, тем меньше парниковых газов оно выделяет и чем дальше он проходит на одном баке бензина, тем самым экономя деньги людей на заправке.
  • Средняя экономия топлива нового автомобиля увеличилась с 13 миль на галлон в 1975 году до 25 миль на галлон сегодня. Это означает, что сегодня типичный легковой автомобиль будет ездить на одном баке бензина в среднем в 2 раза больше, чем в 1975 году. Посетите нашу страницу автомобильных тенденций, чтобы получить более подробную информацию о том, насколько повышается эффективность использования топлива.
  • Легковые и грузовые автомобили на 98-99% чище, чем были в конце 1960-х годов, в отношении загрязняющих веществ, связанных с смогом, и они становятся чище с каждым годом. Посетите нашу страницу выбросов транспортных средств, чтобы получить более подробную информацию о более чистых стандартах выбросов для легковых и грузовых автомобилей.
  • Независимо от того, какого размера автомобиль или грузовик вам нужен, теперь у вас есть более эффективные и чистые варианты. Обратите внимание на рейтинги парниковых газов и смога на наклейках на окнах всех новых автомобилей.

Для получения дополнительной информации посетите сайты EPA:

Начало страницы

История


Текстовая версия этой инфографики

С принятием Закона о чистом воздухе (CAA) в 1970 году EPA начало регулировать выбросы оксидов азота (NOx) легковыми автомобилями.В 1990 году в CAA были внесены поправки, и новые нормы выбросов были установлены для четырех дополнительных загрязнителей смога:

  • Неметановые органические газы (NMOG),
  • Окись углерода (CO),
  • Твердые частицы (ТЧ) и
  • Формальдегид (HCHO).

Поправки также дали Калифорнии право принимать собственные более строгие стандарты выбросов транспортных средств из-за особенно серьезных проблем с загрязнением воздуха. EPA должно одобрить отказ Калифорнии от более строгих стандартов.Штаты могут выбрать соблюдение федеральных или калифорнийских стандартов.

Изначально стандарты загрязнения смогом были разными для легковых и малотоннажных грузовиков. В 2000 году программа Tier 2 установила единый набор стандартов как для легковых, так и для легких грузовиков. В настоящее время стандарты уровня 3 вводятся поэтапно.

Какие транспортные средства подпадают под действие положений о смоге для легковых и малотоннажных грузовиков?

Правила, касающиеся легкого смога, распространяются на легковые автомобили с полной массой (GVWR) до 10 000 фунтов.Полная масса - это не просто вес автомобиля. Он также включает в себя то, что транспортное средство может безопасно перевозить (например, вес пассажиров, груза и любых дополнительных аксессуаров). Этот класс включает небольшие седаны (например, Honda Accord), небольшие пикапы (например, Ford F-150) и большие внедорожники (например, определенные конфигурации Chevrolet Suburban).

Большие пикапы и фургоны (например, Ford F-350) считаются автомобилями большой грузоподъемности, и с ними обращаются иначе.

Парниковые газы

EPA впервые установило стандарты выбросов парниковых газов для транспортных средств в 2010 году, которые вступили в силу в 2012 МГ.Стандарты были пересмотрены в 2012 году, и их действие было продлено на период после 2016 МГ. Подробнее об этом процессе можно узнать здесь.

Начало страницы

Стандарты выбросов

EPA снизило количество загрязняющих веществ, которые легковые автомобили могут выбрасывать в атмосферу несколько раз, с тех пор как в 1970 году были установлены первые стандарты. EPA назвало первые стандарты выбросов для легковых и легких грузовых автомобилей «Стандартами уровня 1» с уровнями 2 и 3 в качестве последующих обновлений. к стандартам. Почти все автомобили на сегодняшний день соответствуют либо текущим стандартам Tier 3, либо предыдущим стандартам Tier 2.Самые старые автомобили (модели 2003 г. и старше) соответствуют стандартам Tier 1.

Текущие стандарты Уровня 3 постепенно вводятся в действие, начиная с 2017 МГ. Уровень 3 знаменует собой первое полное согласование федеральных и калифорнийских стандартов выбросов с момента введения в действие первоначальных стандартов.

Автопроизводители предпочитают сертифицировать каждую модель автомобиля на соответствие одному из стандартов EPA, также известных как «мусорные контейнеры», но автопарк автопроизводителя в целом должен соответствовать указанному среднему значению. Транспортные средства, сертифицированные для использования в конкретном контейнере, не могут превышать уровень загрязнения, указанный для этого контейнера.Например, если транспортное средство сертифицировано для корзины 50, оно не может выделять более 0,05 грамма NOx + NMOG, 1,7 грамма CO, 0,003 грамма PM и 0,004 грамма HCHO на каждую милю, которую он проезжает.

Текущие стандарты выбросов (уровень 3)

Стандартный

Пределы выбросов (граммы / миля)

NOx + NMOG

CO

PM

HCHO

Корзина 1

0

0

0

0

Корзина 20

0.02

1

0,003

0,004

Место 30

0,03

1

0,003

0,004

Бин 50

0,05

1.7

0,003

0,004

Место 70

0,07

1,7

0,003

0,004

Ячейка 125

0,125

2,1

0.003

0,004

Ящик 160

0,16

4,2

0,003

0,004

Средний парк

0,03

Примечание:

  • Автопарк (т.е., все автомобили, которые они производят в данном модельном году) должны ежегодно соответствовать указанному среднему значению NMOG + NOx. Средний лимит автопарка снижается каждый год до 2025 МГ. Указанное среднее значение автопарка соответствует конечной цели регулирования (2025 МГ).
  • Определенный процент автопарка должен ежегодно достигать установленного предела выбросов ТЧ (0,003 г / милю); этот процент увеличивается каждый год до 100% в 2021 МГ.
  • Нет обязательного среднего значения для парка CO или HCHO.
Стандарты уровня 2

Стандартный

Пределы выбросов (граммы / миля)

NOx

НМОГ

CO

PM

HCHO

Корзина 1

0

0

0

0

0

ячейка 2

0.02

0,010

2,1

0,01

0,004

Место 3

0,03

0,055

2,1

0,01

0,011

Место 4

0.04

0,070

2,1

0,01

0,011

ячейка 5

0,07

0,090

4,2

0,01

0,018

Место 6

0.10

0,090

4,2

0,01

0,018

Место 7

0,15

0,090

4,2

0,02

0,018

Бин 8а

0.20

0,125

4,2

0,02

0,018

Средний парк

0,07

Примечание:

  • До введения норм уровня 3 для NOx и NMOG использовались отдельные лимиты выбросов.
  • Нет обязательного среднего значения для парка PM, CO или HCHO.

Узнайте больше о предыдущих стандартах: Федеральные и Калифорнийские стандарты выбросов для легких транспортных средств для загрязнителей воздуха (PDF) (4 стр., 244 K, сентябрь 2019 г., EPA-420-B-19-043, О PDF). Вы также можете посетить Справочное руководство EPA по выбросам, чтобы получить более подробные стандарты, включая значения для различных контрольных весов и баллов из жизни транспортного средства.

Начало страницы

Успех

Стандарты выбросов сделали наш воздух чище.. .

Стандарты выбросов смога со временем были ужесточены, что сделало наш воздух значительно чище и здоровее. Нормы выбросов NOx для легковых автомобилей в 2025 году на 98% улучшатся по сравнению с 1975 годом и являются основным фактором улучшения качества воздуха в США.

Но загрязнение NOx по-прежнему является проблемой. . .

  • Эти стандарты применяются только к новым автомобилям, поэтому многие автомобили на дорогах выбрасывают в атмосферу больше загрязнителей, чем уровни Уровня 3.
  • Это нормативы, а не общие (фактические) уровни загрязнения.Поскольку мы продолжаем увеличивать объем выбросов, 1 строгих стандартов смога могут помочь сохранить тенденцию к снижению общего загрязнения NOx. 2
  • В 2018 году около 125 миллионов человек жили в районах, где в среднем уровень загрязнения воздуха превышал здоровый уровень. 3 В том году уровень смога в Южной Калифорнии был выше федеральных стандартов почти три месяца подряд. Это самый продолжительный период несоблюдения правил в регионе как минимум за 20 лет. 4 Но нездоровый воздух характерен не только для южной Калифорнии - почти в половине штатов в 2018 г. был хотя бы один округ с нездоровым воздухом. 3

Очистка парка легких грузовиков поставила нас на успешный путь к более чистому и здоровому транспортному будущему. В дальнейшем появятся новые способы передвижения, такие как совместное использование поездок, вождение транспортных средств с нулевым уровнем выбросов (например, электромобилей и автомобилей на водородных топливных элементах) или катание на электрическом велосипеде (или скутере), который может быть еще чище.

Артикул:

1 US DOT FHWA. Тенденции объемов трафика. Последнее обновление: январь 2019 г. Получено с: https: // www.fhwa.dot.gov/policyinformation/travel_monitoring/tvt.cfm?CFID=67726059&CFTOKEN=a02073700ad0ab37-AA117DAF-CB42-0DD2-6B72FCBFA604BC94

2 Агентство по охране окружающей среды США (2018). Отчет о национальной инвентаризации выбросов за 2014 год. Источник: https://gispub.epa.gov/neireport/2014/.

3 https://www3.epa.gov/airquality/greenbook/popexp.html#Notes

4 Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (2018). АКМИС. Получено с: https://www.arb.ca.gov/aqmis2/display.php? param = OZONE & units = 008 & statistic = DMOL8N & year = 2018 & mon = 9 & day = 19 & county_name = - COUNTY - & pool = SC-South + Coast & latitude = - PART + OF + STATE-- & report = AREA1YR & order = pool, county_name, s.name & submit = Получить + данные & ptype = aqd & std15 = y. Выход

Начало страницы

Центр данных по альтернативным видам топлива: выбросы транспортных средств на природном газе

При использовании в качестве автомобильного топлива природный газ может обеспечить более высокие выбросы парниковых газов (ПГ) в течение жизненного цикла по сравнению с обычными видами топлива, в зависимости от типа транспортного средства, рабочего цикла и калибровки двигателя.Кроме того, природный газ снижает некоторые выбросы двигателя.

Выбросы из выхлопной трубы возникают в результате сгорания топлива в двигателе транспортного средства. Выбросы, вызывающие наибольшую озабоченность, включают регулируемые выбросы углеводородов, оксидов азота (NO x ), монооксида углерода (CO), а также диоксида углерода (CO 2 ). Агентство по охране окружающей среды США (EPA) требует, чтобы все виды топлива и транспортные средства соответствовали все более низким, близким к нулю, пороговым значениям для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и твердых частиц из выхлопных труб.Одним из преимуществ транспортных средств, работающих на природном газе (NGV), является их способность соответствовать этим строгим стандартам с менее сложным контролем выбросов. Газомоторные автомобили продолжают обеспечивать снижение выбросов в течение всего жизненного цикла, особенно при замене старых традиционных транспортных средств. Газомоторные автомобили с двигателями со сверхнизкими выбросами NOx могут производить выбросы NOx, близкие к нулю, что соответствует дополнительному стандарту около нуля выбросов NOx, установленному Калифорнийским советом по воздушным ресурсам.

Природный газ все чаще используется для замены бензина в небольших установках, таких как вилочные погрузчики и коммерческое оборудование для газонов.Поскольку природный газ является топливом с низким содержанием углерода, переход на природный газ в этих приложениях может привести к сокращению выбросов углеводородов, CO, NO x и парниковых газов.

Выбросы в течение жизненного цикла и использование нефти

Модель GREET

Аргоннской национальной лаборатории оценивает использование нефти в течение жизненного цикла и выбросы парниковых газов легковых автомобилей, работающих на сжатом природном газе (КПГ) и сжиженном природном газе (СПГ). Согласно этой модели, природный газ выделяет примерно на 6–11% более низкие уровни парниковых газов, чем бензин, на протяжении всего жизненного цикла топлива.Выбросы парниковых газов, влияющие на жизненный цикл КПГ и СПГ, в основном являются результатом утечки топлива на этапе производства. При сравнении выбросов в течение жизненного цикла двух типов природного газа, КПГ и СПГ почти идентичны. При производстве КПГ используется меньше нефти и выделяется немного меньше парниковых газов, чем при производстве СПГ, поскольку для сжатия природного газа требуется меньше энергии, чем для его сжижения.

Поскольку возобновляемый природный газ (ГСЧ), также известный как биометан, химически идентичен ископаемому природному газу, но дает гораздо меньше выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла, смешивание даже относительно небольших количеств ГСЧ с ископаемым природным газом может обеспечить значительные выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла. преимущества.В исследовании методов производства ГСЧ в 2011 году Аргонская национальная лаборатория пришла к выводу, что все методы ГСЧ показывают значительно меньшие выбросы парниковых газов и потребление ископаемого топлива, чем традиционные ископаемые природный газ и бензин.

В целом, КПГ и СПГ являются экологически чистыми видами топлива и соответствуют действующим стандартам выбросов от транспортных средств.

Переделанные автомобили

Перевод обычных автомобилей для работы на природном газе - хороший вариант для включения альтернативных видов топлива в работу автопарка.Требования и правила EPA по выбросам применяются к автомобилям, переоборудованным для работы с топливными системами на КПГ и СПГ.

EPA требует, чтобы производители систем преобразования продемонстрировали, что преобразованные автомобили или двигатели соответствуют тем же стандартам выбросов, что и исходные автомобили или двигатели. По этой и многим другим причинам важно, чтобы переоборудование производилось авторитетными и высококвалифицированными специалистами по модернизации системы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *