Выхлоп автомобиля состав: Выхлопная система автомобиля. Устройство выхлопной системы авто

Содержание

Выхлоп без угрозы для здоровья

Проблема автомобильного выхлопа сейчас стоит очень остро. Нормы на выброс токсичных веществ регулярно ужесточаются. О том, какую «головную боль» это доставляет автомобилестроителям, о зарубежном и отечественном опыте по улучшению экологической обстановки на автотрассах и о том, чего ждать автомобилистам России, где нормы, давно действующие в европейских странах, только начали вводить, рассказано в этой статье.

Наука и жизнь // Иллюстрации

На графике в соответствии со стандартом ЕВРО-2 автомобиль на стенде «проезжает» около 4 км на разных передачах. По стандарту ЕВРО-3 он дополнительно «преодолевает» чуть более 11 км с максимальной скоростью 120 или 90 км/ч.

За 12 лет действия стандартов ЕВРО допустимое содержание в выхлопе оксидов азота сократилось почти в 10 раз.

Содержание токсичных веществ в выхлопных газах (по вертикальной оси) зависит от содержания кислорода в топливной смеси.

Схема управления работой двигателя, обеспечивающая выполнение норм ЕВРО-3.

Адаптер посылает сигнал на карманный компьютер, прикреплённый к лобовому стеклу. На его экране отображается информация о параметрах движения автомобиля.

‹

›

У НИХ

К началу 1970-х годов годовой выпуск автомобилей в США и Японии перевалил за 10 миллионов, вырос автомобильный парк и в Европе. В результате жители крупных городов вынуждены были познакомиться с таким неприятным явлением, как смог: под действием солнечного ультрафиолета содержащиеся в выхлопных газах вещества вступали в фотохимические реакции и образовывали соединения, раздражающие слизистые оболочки. У людей першило в горле, слезились глаза. Особенно страдал от смога Лос-Анджелес: город закрыт от ветров горами и почти круглый год там светит солнце. Но автомобильный выхлоп и сам по себе несёт огромный вред здоровью людей. В нём содержится ядовитый угарный газ (СО), ещё более ядовитые оксиды азота (NO

х), не сгоревшие в цилиндрах двигателей углеводороды (СН), например бензапирен, обладающие канцерогенным действием.

Видимо, именно поэтому в США в 1972 году были введены нормы на выброс с отработавшими газами токсичных веществ и методы испытаний двигателей. Позже аналогичные меры предприняли в Японии и в Европе. Проверке должна была подвергаться каждая готовящаяся к выпуску новая модель автомобиля.

Нормы и схемы испытаний в США, Японии и Европе несколько разнились. Для автомобилестроителей ЕС в соответствии с введёнными в 1992 году нормами ЕВРО-1 была предусмотрена имитация четырёх циклов езды по городу (условно 1 км на каждый цикл) с разгоном, движением на постоянной скорости на разных передачах и торможением. Испытания проводились на роликовом стенде. Колёса автомобиля вращали ролики с установленными на них инерционными массами, обеспечивающими соответствующую нагрузку при разгоне и торможении, а также силу сопротивления потока воздуха. При испытаниях постоянно проверялось содержание СО, СН и NO

х в отработавших газах, определялся расход топлива.

Дополнительно проверялась концентрация СО, СН на холостом ходу при минимальной частоте вращения коленчатого вала (имитация остановки на светофоре или в пробке).

У НАС

До конца 1980-х годов в Советском Союзе проблемы с выхлопом стояли не так остро, как в США, Японии и Европе. И причина, как ни парадоксально, была в низком техническом уровне отечественных машин и их небольшом количестве: при громадной территории в стране выпускалось около миллиона легковых автомобилей в год, а большинство двигателей имело относительно низкую степень сжатия и соответственно низкий выброс оксидов азота NO

х, которые образуются при высоких температурах и давлениях. Кроме того, в отличие от заграницы, где ради повышения октанового числа в бензин добавляли тетраэтилсвинец, у нас в этом не было острой необходимости, и содержание свинца в топливе и соответственно в выхлопных газах было гораздо ниже.

Тем не менее работа по снижению токсичности отработавших газов проводилась достаточно активно. Например, при торможении двигателем, то есть при режиме, когда выброс СО и СН особенно велик, для уменьшения концентрации этих компонентов нужно сократить подачу топлива в двигатель. С этой целью в НАМИ разработали систему «Каскад» для карбюраторов автомобилей ВАЗ, УАЗ и ЗАЗ. С помощью электропневматического клапана при торможении двигателем она перекрывала доступ топлива в цилиндр.

СОСТАВОМ СМЕСИ УПРАВЛЯЕТ ГАЗОАНАЛИЗАТОР

Нормы на выброс токсичных веществ постепенно становились более строгими. Так, по нормам ЕВРО-1 измерения содержания токсичных веществ начинались через 40 с после запуска двигателя, в течение которых он достаточно прогревался. Принятый в 1995 году стандарт ЕВРО-2 запрещает эти «льготные» секунды, считается, что автомобиль после запуска двигателя должен сразу стартовать. Это ужесточение объясняется тем, что на автомобилях вместо карбюраторов появились инжекторы, которые позволяли автоматически регулировать состав смеси.

Более сложными стали испытания: по стандарту ЕВРО-3, принятому в 2000 году, к «городским» циклам добавился загородный, который имитирует движение на расстояние 7 км со скоростью до 120 км/ч (у автомобилей с предельной скоростью до 130 км/ч скорость при испытаниях на загородном цикле составляет 90 км/ч). Новшество было внедрено для контроля работы двигателя на высоких нагрузках, когда особенно велик выброс оксидов азота. Кроме того, предусматривается испытание по запуску двигателя при температуре –7

оС.

Относительно простые и недорогие средства обеспечить работу двигателя даже по нормам ЕВРО-2, не говоря о более жёстких стандартах ЕВРО-3 и ЕВРО-4, уже не могут. Необходимы компьютеризированные системы управления с обратными связями, применение дорогих каталитических нейтрализаторов, содержащих платину и палладий и снижающих концентрацию СО, СН и NO_х, и прочие ухищрения.

В системе выхлопа приходится ставить датчики кислорода, позволяющие автоматически управлять впрыском топлива. Оптимальный режим достигается лишь в так называемой зоне бифункциональности — узком диапазоне (0,97–1,00) коэффициента избытка воздуха α, равного отношению количества воздуха в смеси к тому количеству воздуха, которое нужно для полного сгорания бензина. При α=1 смесь считается нормальной, при α<1 — богатой (воздуха — меньше необходимого, бензина — больше), а при α>1 — бедной. Состав отработавших газов зависит от степени обогащения смеси: при богатой смеси в выхлопе присутствуют угарный газ и несгоревшие углеводороды (для полного сгорания просто не хватает воздуха), а при бедной смеси в цилиндрах образуется много оксидов азота. (При запуске холодного двигателя в цилиндры приходится подавать богатую смесь, иначе двигатель глохнет.)

Датчики имеют разную конструкцию и по-разному реагируют на наличие кислорода. Например, пальчиковые датчики представляют собой тонкостенный цилиндр из специальной керамики (обычно из диоксида циркония и оксида иттрия), покрытый тонким слоем платины, служащей электродом. Датчик снабжён электронагревательным элементом, обеспечивающим необходимую рабочую температуру. Прибор работает как электронный ключ: при появлении в выхлопных газах кислорода электрический потенциал резко падает, это служит сигналом блоку управления увеличить подачу топлива. После обогащения смеси кислород в отработавших газах исчезает, напряжение на датчике становится максимальным и блок управления уменьшает подачу топлива. Таким образом система реагирует на нажатие водителем на педаль акселератора: подача воздуха увеличивается, смесь обедняется, и в выхлопных газах остаётся кислород; следовательно, требуется увеличить подачу топлива.

В России микропроцессорные блоки управления двигателями разработаны специалистами НАМИ и НИИ приборостроения им. В. В. Тихомирова. С 1994 года производили блоки с 8-разрядными процессорами, а с 1997 года начат выпуск блоков с более быстродействующими 16-разрядными процессорами. (Разрядность процессора — это количество одновременно обрабатываемых битов.

В 8-разрядном процессоре оно выражается восьмизначным двоичным числом, а в 16-разрядном — шестнадцатизначным. — Прим. ред.) С помощью обратных связей по датчику кислорода эти устройства позволяют надежно удерживать состав отработавших газов в пределах установленных норм токсичности.

ДИАГНОСТИКА НА ХОДУ

Запланировано, что в России с 2008 года начнут действовать Правила 83—04 ЕЭК ООН (ЕВРО-3). Одним из требований нового стандарта стала обязательная установка на машине системы бортовой диагностики (ОВD: On-board Diagnosis), которая позволяет постоянно контролировать работу узлов и систем автомобиля. При выявлении неисправности система диагностики автоматически включает соответствующий индикатор на панели приборов или мониторе бортового компьютера.

В России существуют достаточно простые приборы, которые проводят диагностику, выявляют возникшие дефекты и помогают устранить неисправности. Например, в Ростове-на-Дону выпускают адаптер «BT-ECU» и программу к нему «Check-Engine», позволяющие владельцам отечественных и импортных автомобилей выполнять диагностику автомобиля с помощью мобильного телефона или портативного компьютера.

Адаптер подключается к диагностическому разъёму и по беспроводному каналу связи передаёт информацию на компьютер. Программа «Check-Engine» распознаёт коды неисправностей, выводит на экран комментарии, помогающие владельцу принять решение. Система OBD контролирует такие параметры, как расход воздуха, нагрузка на двигатель, угол опережения зажигания, расход топлива и т.д., и указывает, когда они выходят за предельные значения. Фиксируются и другие параметры, например время в пути. Вся информация записывается в память и хранится там, чтобы с ней мог впоследствии ознакомиться специалист станции техобслуживания.

У нас внедрение стандартов ЕВРО-3 и ЕВРО-4 сталкивается с серьёзными проблемами: не хватает специальной аппаратуры, подготовленных специалистов для проведения технического осмотра, не налажен контроль за качеством топлива на автозаправочных станциях (присадки, которые для повышения октанового числа добавляют в бензин недобросовестные работники АЗС, приводят к быстрому выходу из строя дорогих нейтрализаторов). Только решив их, можно будет исключить эксплуатацию автомобилей с повышенным выбросом токсичных веществ.

Необходимо разработать систему наказаний за эксплуатацию автомобиля с «грязным» выхлопом. Можно воспользоваться, например, опытом шведов. У них, когда во время техосмотра выявляют превышение содержания вредных веществ в выхлопе, то при пробеге меньше нормативного штраф платит фирма-производитель (если, конечно, владелец сам не внёс изменений в конструкцию). Другой причиной санкций может быть случай, когда владелец проигнорировал показания OBD и на неисправном автомобиле продолжал ездить, не обратившись тут же на станцию техобслуживания.

Выхлопы автомобилей вредны для здоровья

Двигатели внутреннего сгорания ежедневно оказывают отрицательное влияние на здоровье миллионов россиян. Люди страдают от участившихся случаев кашля, приступов астмы, острых и хронических бронхитов, а также от заболеваний сердца и системы кровообращения. Самому высокому риску подвергаются профессиональные водители, работники автосервиса, дорожные работники и др.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) еще в 1998 году выступила с заявлением о связи между канцерогенными веществами, обнаруженными в выхлопах автомобилей, работающих на дизельном топливе, и заболеваниями раком легких. Новый тип веществ, обнаруженный в выхлопах автомобилей, работающих на дизельном топливе, по мнению ученых, вызывает мутации в организме человека, и являются основными факторами, вызывающими рак легких.

Химический состав выхлопных газов настолько опасен, что наносит вред не только здоровью человека, животных, но и разрушает деревья и даже дома. Совместное присутствие диоксида азота, углеводородов и кислорода приводит к появлению очень агрессивных и вредных органических соединений – пероксиацетилнитратов, образующих фотохимический смог. Под его воздействием у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки, отмечаются симптомы удушья, обостряются легочные и нервные заболевания, бронхиальная астма. Фотохимический смог вызывает коррозию металлов, разрушает краски, резиновые и синтетические изделия, портит одежду. Люди, долгое время подверженные влиянию вредных веществ в воздухе их городов, гораздо чаще умирают от инфарктов. Эта связь была особенно ярко выражена в местах с большой транспортной загруженностью.

Примерный химический состав выхлопного газа автомобиля:
Азот (N) – 74-77%
Пары воды (H₂O) – 3-5,5%
Диоксид углерода (CO₂) – 5-12%
Оксид углерода (CO) – 1-10%
Оксиды азота (NO_x) – 0,1-0,8%
Альдегиды (R-CHO) – 0-0,2%
Углеводороды (C_xH_y) – 0,2-3%
Сернистый ангидрид (SO₂) – 0-0,002%

Кроме того, к особо опасным продуктам выхлопа относят бензапирен и свинец.

Загрязнение воздуха выхлопными газами оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями. Во-первых, благодаря своей летучести аэрозольные частицы и ядовитые газы попадают в дыхательную систему человека и животных, в листья растений. Во-вторых, влияют на изменение химического состава почв и воды; попадая в слои атмосферы, выхлопные газы способны повысить кислотность атмосферных осадков. В-третьих, выхлопные газы причастны к стимуляции таких химических реакций в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами. И в-пятых, выхлопные газы способствуют изменению в глобальных масштабах состава и температуры атмосферы, создавая условия, неблагоприятные для выживания организмов. Выхлопные газы сыграли немалую роль в увеличении концентраций тяжелых металлов в почве. Если не принять меры, выхлопы станут прямой причиной смерти городского жителя, ибо они в первую очередь убивают людей с пониженной сопротивляемостью дыхательных путей, сердечно-сосудистой системы.

Особенно загрязняют воздух подержанный автотранспорт (микроавтобусы), большая часть которого завезена со свалок Японии. На многих из них установлены дизельные двигатели, которые экономически выгодны (топливо дешевле и расходуется меньше), но загрязняют атмосферу на порядок выше, чем бензиновый двигатель. Наибольший вред приносит автотранспорт, работающий на этилированном бензине. Такой бензин содержит примеси свинца в качестве антидетонатора и становится причиной загрязнения городской среды свинцом.

В закрытых помещениях с выхлопными газами на поверхность пола, стен попадает свинец. Таким образом, выхлопные газы – это главный загрязнитель помещений свинцом. Но и это еще не все. В организм через органы дыхания поступает примерно 50 процентов соединений свинца. А под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникают заболевания дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы. Особенно опасны соединения свинца для детей дошкольного возраста.

Оксид углерода представляет собой настоящий яд для организма человека — когда она попадает в кровь, эритроциты теряют способность снабжать ткани кислородом. Может наступить кислородное голодание, что в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии нервной системы.

Оксид углерода — это бесцветный, не имеющий запаха газ. Оксид углерода воздействует на нервную и сердечно сосудистую системы, вызывает удушье.

Оксид азота – ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Окислы азота в дыхательных путях, соединяясь с водой, превращаются в азотную и азотистую кислоты, известные своим свойством вызывать раздражение слизистых оболочек и весьма тяжелые заболевания. По этой причине окислы азота в несколько раз более опасны для человека, чем окись углерода.

Сернистый ангидрид – бесцветный газ с острым запахом, уже в малых концентрациях (20-30 мг/м³) создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.

Углеводороды – обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение и т.п. Альдегиды – при длительном воздействии на человека вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышении концентрации отмечаются головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница.

Длительное воздействие побочных продуктов загрязненного воздуха приводит к перегрузке защитных систем человека. И в результате развиваются болезни дыхательной системы: аллергическая астма, рак и эмфизема легких, хронические бронхиты, в головном мозге начнутся процессы, которые легко могут привести к параличу или еще какой веселой «выходке». Вы теряете управление собой, ваши действия вам уже не принадлежат. А когда снижается видимость, становится трудно пользоваться глазами. Серая пыль и сизый дымок из выхлопных труб обязательно попадают в глаза. Чтобы это предотвратить, вы прищуриваетесь. Таким образом, вы напрягаете мышцы, и это становится привычкой. Через непродолжительное время перенапряженные мышцы лица и органы зрения начинают давать сбой в работе. Активные загрязняющие вещества (ЗВ) попадают в глаза, происходит химическая реакция, и вы интенсивно теряете зрение. Кроме того, происходит раздражение слизистой и кожи. ЗВ из воздуха попадают к нам не только вовнутрь, но и атакуют снаружи. Кожа и слизистые оболочки подвергаются также сильному воздействию, суть которого — стрессовая реакция пораженных участков. В течение короткого (10-15 минут) времени вы теряете чувствительность, и скорость вашей реакции падает. Этот эффект накапливается, так как в городе нет рекреационных зон, в которых бы воздух помогал вам отдохнуть и расслабиться. Ваш организм входит в общий перманентный стресс.

Согласно статистике, до 85 процентов заболеваний современного человека связаны с неблагоприятными условиями окружающей среды, возникшими по его же вине.

Допустим, водитель автомобиля без нейтрализатора отработавших газов начал прогревать двигатель (на этом режиме в выхлопе содержится наибольшее количество окиси углерода), а сам встал в 3-5 метрах от трубы. В безветренную погоду он будет дышать воздухом с концентрацией СО около 30-50 мг/м³. Это еще полбеды! Если такое происходит в узком коридоре между рядами гаражей или машина прижата к зданию, организм получает еще большую встряску — до 70 мг/м³. Ну а когда автомобиль внутри гаража, бокса, мастерской пусть и с широко раскрытыми воротами, содержание оксида углерода достигает 1600-1700 мг/м³.
Читай, газовая камера! При грубой оценке это означает: через 2-5 минут — снижение точности зрительного восприятия, через 20 минут — появление тошноты и головокружения, через 2-4 часа… Да, именно то, о чем вы подумали! Итак, человек разумный никогда не станется с включенным двигатель в замкнутом пространстве (прогревать машину в гараже).

И все-таки работать с машиной и не вдыхать ее выхлоп просто невозможно. Даже непродолжительные, но ежедневные воздушные ванны с примесью токсинов за несколько лет могут подарить целый букет заболеваний. Из чего следует: первый, кому более всего нужен нейтрализатор отработавших газов — это сам производитель работ. Далее в списке — водители, персонал. Необходимо как можно скорее начать широкую кампанию по обеспечению чистоты воздуха в ремонтных мастерских, боксах и т.п. Напомним, что одним из наиболее действенных путей очищения воздуха рабочей зоны (атмосферы) от вредных выхлопных газов является использование нейтрализаторов токсичных выбросов Н-1 и Н-2. Эти устройства могут помочь в улучшении ситуации в закрытых помещениях. Они компактны и недороги.

«Вдох-выхлоп». Как влияют выхлопные газы на окружающую среду и людей?

Автомобили наиболее агрессивны по отношению к окружающей среде в сравнении с другими видами транспорта. Это мощный источник химического, шумового и механического загрязнения.

Вред атмосфере

Зачастую выхлопными газами называют все выбросы в городскую атмосферу, в том числе котельных, заводов и других промышленных предприятий. На самом деле этим термином правильно называть только транспортные выбросы, которые появляются в результате переработки топлива.

Такие газы также называют отходящими. Выхлопные газы – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, и, учитывая стремительный рост количества транспорта за последние 50 лет и, в частности, прирост личного автотранспорта в городах, выхлопные газы в воздухе городов обосновались всерьёз и надолго, и количество их только растёт. Сейчас именно отходящие газы – основная причина загрязнения воздуха в городе. Они постоянно оказывают влияние на здоровье человека.

«По мере увеличения общего объёма автопарка интенсивно растёт и уровень вредного воздействия автомобилей на окружающую среду, – поясняет эколог Дмитрий Марков. – В начале 70-х годов учёные-гигиенисты определили, что доля загрязнений, которую вносят в атмосферу автомобили, в среднем равна 13%. Сейчас она достигла уже 50% и продолжает расти, а для городов и промышленных центров доля выбросов от выхлопных газов в общем объёме загрязнений значительно выше – до 70% и более. Это создаёт серьёзную экологическую проблему».

Все автомобили выбрасывают в воздух канцерогены и токсичные вещества. Состав выхлопных газов автомобиля меняется в зависимости от типа двигателя, бензиновый или дизельный, однако основной набор остаётся одинаковым. В состав автомобильных выхлопных газов входят как нетоксичные (азот, кислород, водяной пар, диоксид углерода), так и токсичные (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, диоксид серы, сажа, бензапирен) химические вещества.

Мельчайшие частицы вредных соединений попадают в тело растения и отравляют его. Именно поэтому растущие у больших дорог или парковок газоны и деревья часто выглядят вяло, быстро желтеют и погибают.

Загрязнение воздуха выхлопными газами значительно повлияло на состав осадков. Из-за автотранспорта идут кислотные дожди, появляются цветные туманы, выпадает тёмный снег. Конечно, осадки немного очищают воздух, но вся собранная грязь попадает в почву, что вызывает общее загрязнение окружающей среды выхлопными газами. Те же соединения и тяжёлые металлы через почву распространяются дальше: попадают в корм животных, в сельскохозяйственные культуры.

Вред для здоровья

Выхлопные газы могут нанести достаточно серьёзный вред здоровью человека, а канцерогены – сажа и бензапирен, которые содержатся в них, – способствуют развитию опухолей.

«Опасность оксида углерода или угарного газа заключается в том, что он не имеет вкуса и запаха, однако при высокой концентрации вызывает головокружение, головную боль, тошноту, может приводить к обморокам, – поясняет врач-терапевт Нина Копылова. – Этилированные бензины обогащают воздух свинцом, который считается одним из самых известных отравляющих компонентов в атмосфере. Углеводороды в выбросах автомобилей окисляются при попадании под действие солнечных лучей и образуют токсичные соединения с резким запахом. Они особенно сильно сказываются на работе верхних дыхательных путей и приводят к обострениям хронических заболеваний дыхательной системы».

Длительный контакт с выхлопными газами приводит к смерти, в частности – от отравления угарным газом. Наибольшая опасность этих выбросов состоит в их количестве, распространённости и мелком размере частиц, что позволяет выхлопам проходить через естественные барьеры организма и попадать в лёгкие.

При постоянном воздействии выхлопных газов на организм могут развиваться иммунодефицит, бронхиты, страдают сосуды головного мозга, нервная система и другие органы. Кроме того, большая часть токсичных веществ, входящих в состав выхлопных газов, может взаимодействовать друг с другом и с другими компонентами атмосферы, что способствует образованию смога.

Как защититься

Наибольший вред от выхлопных газов люди получают, находясь в пробках, где от автомобильных выбросов просто некуда бежать. В такой ситуации, если под рукой нет респиратора или противогаза, вдыхать выхлопы всё же придётся, однако можно закрыть нос и рот платком или шарфом. Полностью это от выхлопов не защитит, но хотя бы несколько сгладит ситуацию.

При постоянном воздействии выхлопов стоит разнообразить свое меню антиоксидантами, которые содержатся в ягодах, фруктах, зелёных овощах и зелёном чае, а также в семечках, также врачи советуют пить больше воды, так как она способствует детоксикации. Такой «допинг» помогает организму справляться с последствиями вдыхания химического коктейля и поддерживает здоровье.

Выхлопные газы снижают количество кислорода в крови и мешают нормальному газообмену. По этой причине стоит выезжать на полезные прогулки в пригород или в удалённый от дороги парк, чтобы подышать свежим воздухом.

Зачастую выхлопные газы проникают в дома, если под ними или вблизи есть дороги или парковки. Если нет возможности или желания переехать за город подальше от автодорог, можно создать в доме безопасные зоны.

«Чтобы понять, как защититься от выхлопных газов в квартире, нужно определить источник их появления, – говорит врач Алена Морозова. – В большинстве случаев выхлопы проникают через окна. Лучшим решением будет установить герметичные окна, а проветривать помещение при помощи качественного бризера (компактная вентиляционная система). Он наполнит комнату свежим воздухом, очищенным от пыли, грязи, выхлопов и других загрязнителей».

В последние годы учёные разрабатывают биологические виды топлива, электромобили и всевозможные модификации двигателя, что в будущем позволит отказаться от углеводородного «корма» для автомобилей и сократит количество вредных выхлопных газов.

Выхлопные газы — как они влияют на наше здоровье и можно ли ограничить их вдыхание? | Фитнес🌟RELAX

Всем хорошего настроения сегодня

Выхлопные газы автомобилей содержат много токсичных веществ, которые негативно влияют не только на наше здоровье, но и на состояние всей окружающей среды.

Фото с просторов Интернета

Они способствуют, среди прочего к образованию смога, который становится все более серьезной проблемой в мире. В течение многих лет специалисты указывали на необходимость уменьшения загрязнения воздуха.

К счастью, технический прогресс означает, что автомобили внутреннего сгорания производят все меньше и меньше вредных соединений. Однако ситуация все еще далека от идеальной, поэтому позаботьтесь о своем здоровье и самостоятельно.

Какой состав выхлопа автомобиля?

Все больше и больше людей пользуются собственными автомобилями.

Несмотря на технологическое развитие и попытки внедрить инновации в виде электромобилей, большинство автомобилей по-прежнему являются автомобилями внутреннего сгорания. Поэтому выбросы выхлопных газов очень высоки, независимо от сезона. Это способствует ухудшению состояния воздуха.

Исследование выхлопных газов показывает, что лишь небольшая часть содержащихся в них веществ не оказывает негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. К нейтральным соединениям относятся кислород, азот и водород.

Однако состав выхлопных газов автомобилей намного сложнее. Газы, выходящие из выхлопных труб, содержат ряд опасных веществ, угрожающих здоровью и жизни живых организмов, в том числе человека.

Фото с просторов Интернета

Токсичные компоненты выхлопных газов, присутствующие в высоких концентрациях, в основном представляют собой окись углерода, которую иногда называют «тихими убийцами», поскольку они незаметны и отравление ими имеет ряд серьезных последствий для здоровья.

Выхлоп автомобилей также содержит тяжёле металлы, сажу, дым, золу и другие твердые вещества, которые скрыты под индикаторами PM10 и PM2,5. Эти отметки хорошо известны для определения уровней смога и загрязнения воздуха.

Анализ выхлопных газов показывает, что они также содержат много других вредных для здоровья веществ, в том числе:

углеводороды;

оксиды азота;

оксиды серы;

соединения свинца;

Но это ещё не все. Состав выхлопных газов отрицательно влияет не только на людей, но и на окружающую среду, так как способствует парниковому эффекту в атмосфере.

В этом случае наиболее токсичными веществами являются в основном углекислый газ, метан, закись азота и аммиак.

Каков риск чрезмерного вдыхания выхлопных газов?

Высокий уровень выбросов выхлопных газов — серьезная проблема практически во всем мире. В некоторых странах это даже вызывает больше смертей, чем автомобильные аварии. В то же время вещества, вытекшие из автомобильных труб, представляют опасность для здоровья.

Выбросы выхлопных газов транспортными средствами негативно сказываются на работе дыхательной системы человека. Их присутствие в воздухе связано с развитием и тяжестью симптомов астмы , особенно у детей и пожилых людей. Они также являются одной из причин ХОБЛ, хронического обструктивного заболевания лёгких с симптомами одышки, хрипов и стеснения в груди. Кроме того, выхлопные газы автомобилей усиливают различные виды аллергии.

Лёгочные аллергии и болезни — лишь некоторые из последствий вдыхания выхлопных газов. Загрязнённый воздух также негативно влияет на работу кровеносной системы. Это влечет за собой такие опасности, как нарушение артериального давления, сердцебиение и головокружение. Чрезмерное воздействие выхлопных газов автомобилей также увеличивает риск ишемического инсульта, сердечного приступа или внезапной остановки сердца.

Выхлопные газы автомобилей также очень негативно влияют на развивающийся плод. Если беременная женщина подвергается хроническому вдыханию вредных веществ, ее ребенок, скорее всего, родится с ограниченными возможностями, с низкой массой тела или более восприимчивым к инфекциям.

Вдыхание сильно загрязнённого воздуха также негативно сказывается на нашем самочувствии. Это может вызвать раздражительность, усталость и головные боли.

Выхлопные газы автомобилей — как защитить себя от их воздействия?

Несложно заметить, что токсичные компоненты выхлопных газов могут вызывать множество заболеваний и проблем со здоровьем. Однако технология движется вперёд — современные автомобили выбрасывают гораздо меньше загрязняющих веществ, чем несколько десятилетий назад. Тем не менее проблема все ещё актуальна, поэтому вам следует подумать, как защитить себя от воздействия выхлопных газов. Хотя полностью исключить его нельзя, стоит соблюдать несколько правил, которые позволят ограничить воздействие вредных веществ.

Перед тем как покинуть дом, вам следует проверить текущие предупреждения о смоге по месту вашего проживания. Если уровень загрязнения остается высоким, лучше всего надеть маску против смога, оснащенную специальными фильтрами. Вложение в него — выражение заботы о собственном здоровье.

Если вы занимаетесь спортом на открытом воздухе, не забудьте также заниматься этим вдали от автомагистралей. Бег по ним вместо улучшения работоспособности и состояния организма может иметь неприятные последствия.

Также нужно обратить внимание на состояние воздуха в доме. В комнаты часто попадают автомобильные выхлопные газы — достаточно открытого окна, особенно если вы живете в большом городе. Чтобы обезопасить себя от вредных веществ, стоит установить в квартире очиститель воздуха

Высококачественное оборудование оснащено датчиком загрязнения, который анализирует состояние воздуха и соответствующим образом регулирует скорость очистки. Также важна четырех ступенчатая фильтрация, благодаря которой предотвращается не только смог и пыль, но также пыль, клещи, плесень, шерсть животных, формальдегид., бактерии, вирусы и любые аллергены.

Спасибо что прочитали статью

Если вам не трудно поставьте 👍, и👉Подпишитесь на мой канал,

Как работает каталитический дожигатель?

Каталитические дожигатели, покрытые платиной На дорогах нашей страны миллионы машин, и каждая из них является источником загрязнения атмосферы. В крупных городах больше автомобилей, поэтому их выхлопы могут больше навредить атмосфере.

Для решения этой проблемы были приняты законы о контроле над загрязнением воздуха, ограничивающие выброс вредных веществ, производимый автомобилями. За многие годы производители автомобили внесли много изменений в конструкцию двигателей и топливных систем для соответствия требованиям этих законов. Одно из таких изменений относится к 1975 г., когда было представлено интересное устройство под названием каталитический дожигатель выхлопных газов. Каталитический дожигатель предназначен для преобразования вредных веществ в менее вредные до их выхода из выхлопной системы автомобиля.

Каталитический дожигатель имеет очень простую конструкцию и огромное значение. В этой статье мы расскажем о том, какие вредные вещества производятся двигателем, и как каталитический дожигатель справляется с ними, снижая выбросы в атмосферу.

Расположение каталитического дожигателя в автомобиле

Вредные вещества, производимые двигателем

Для того, чтобы уменьшить выброс вредных веществ, двигатели современных автомобилей тщательно контролируют количество сжигаемого топлива. Они стараются поддерживать состав горючей смеси очень близким к стехиометрической точке, т.е. идеальному соотношению воздуха и топлива. В теории, при таком соотношении все топливо сгорает, благодаря кислороду, содержащемуся в воздухе. Для бензина стехиометрическое соотношение составляет приблизительно 14,7:1, т.е. на 1 кг бензина должен приходиться 14,7 кг воздуха. В действительности, во время езды состав топливной смеси немного отличается от идеального соотношения. Иногда смесь может быть бедной (отношение воздуха к топливу выше 14,7) или богатой (отношение воздуха к топливу ниже 14,7).

Выбросы двигателя включают следующие вещества:

Газообразный азот (N2) — воздух на 78% состоит из азота, и большая его часть проходит через двигатель.
Углекислый газ (СО2) — один из продуктов сгорания. Углерод, содержащийся в топливе, связывается с кислородом из воздуха.
Пары воды (Н2О) — еще один продукт сгорания. Водород, содержащийся в топливе, связывается с кислородом из воздуха.

По большей части, эти выбросы не являются вредными, хотя считается, что углекислый газ способствует глобальному потеплению. В связи с тем, что процесс сгорания протекает в неидеальных условиях, двигатель также производит небольшое количество вредных выбросов. Каталитический дожигатель предназначен для их нейтрализации:

Угарный газ (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха.
Углеводороды или летучие органические соединения (ЛОС) образуются из испарений несгоревшего топлива и приводят к возникновению смога.
Оксиды азота (NO и NO2 или их общее обозначение NOx) приводят к образованию смога и кислотных дождей, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на слизистые оболочки.

Далее мы расскажем о том, что происходит внутри каталитического дожигателя.

Как каталитический дожигатель борется с загрязнением?

В химии катализатором называется вещество, которое вызывает или ускоряет химическую реакцию без его изменения. Катализатор принимает участие в реакции, но не являются ни реагентами, ни продуктами реакции. В теле человека энзимы являются естественными катализаторами, отвечающими за протекание большинства важных биохимических реакций [источник: Chemicool].

В каталитическом дожигателе задействовано два типа катализаторов: восстановительный катализатор и окислительный катализатор. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором, обычно платиной, родием и/или палладием. В связи с тем, что материалы являются чрезвычайно дорогими, требуется создать конструкцию, обеспечивающую максимальную площадь контакта катализатора с потоком выхлопных газов при минимальном количестве катализатора. В некоторых новых дожигателях используется смесь золота с более традиционными катализаторами. Золото дешевле других материалов и может повысить окисление — химическую реакцию, снижающую количество вредных веществ до 40% [источник: Kanellos].

Большинство современных автомобилей оснащены трехступенчатыми каталитическими дожигателями. Такая конструкция используется для контроля трех типов загрязняющих выбросов, с которыми борется дожигатель.

На первой ступени дожигателя используется восстановительный катализатор. В катализаторе используется платина и родий, снижающие выброс NOx. При контакте молекул NO и NO2 с катализатором, происходит восстановления кислорода для образования О2. Атомы азота связываются с другими восстановленными атомами азота для образования N2. Пример:

2NO => N2 + O2 или 2NO2 => N2 + 2O2
2NO => N2 + O2 или 2NO2 => N2 + 2O2

Конструкция катализатора с керамическим сотовым покрытием На второй ступени дожигателя используется окислительный катализатор. Он снижает количество несгоревших углеводородов и угарного газа, сжигая (окисляя) их при участии платинового или палладиевого катализатора. Такой катализатор ускоряет реакцию СО и углеводородов с кислородом, содержащимся в выхлопе. Пример:

2CO + O2 => 2CO2

В каталитических дожигателях используется два основных типа конструкций — соты и керамическая подложка. В большинстве современных автомобилей используется сотовая конструкция.

Далее мы расскажем о третьей ступени каталитического дожигателя, а также о том, как повысить его КПД.

Борьба с загрязнением и повышение КПД

Третья ступень дожигателя включает систему контроля, которая отслеживает состав выхлопа для управления системой впрыска топлива. В автомобилях имеется датчик кислорода, расположенный ближе к двигателю, чем каталитический дожигатель. Этот датчик отслеживает содержание кислорода в выхлопе и передает информацию на компьютер двигателя. Компьютер двигателя может повышать или понижать содержание кислорода в выхлопе, регулируя отношение воздуха к топливу. Такая схема контроля позволяет компьютеру двигателя обеспечивать работу двигателя максимально приближенно к стехиометрической точке, а также обеспечивать достаточное содержание кислорода в выхлопе для сжигания несгоревших углеводородов и СО с использованием окислительного катализатора.

Каталитический значительно снижает выброс вредных веществ, но все же его можно существенно улучшить. Недостатком каталитического дожигателя является то, что он работает при достаточно высокой температуре. При холодном запуске двигателя, каталитический дожигатель практически не выполняет свою работу.

Одним из простых решений этой проблемы является установка дожигателя ближе к двигателю. При этом в дожигатель поступают более горячий выхлоп, и дожигатель прогревается быстрее, но эксплуатация при экстремально высоких температурах может сократить срок его службы. Большинство производителей автомобилей устанавливают дожигатель под передним пассажирским сидением, что достаточно далеко от двигателя, чтобы обеспечивать безопасную температуру работы.

Предварительный прогрев каталитического дожигателя также позволит снизить выброс вредных веществ. Для прогрева дожигателя проще всего использовать нагреватель с электросопротивлением. К сожалению, 12-вольтные электрические системы большинства автомобилей не обеспечивают достаточную мощность для быстрого прогрева каталитического дожигателя. Большинство водителей не станут ждать несколько минут перед запуском двигателя для прогрева дожигателя. В гибридных автомобилях используются большие высоковольтные аккумуляторы, которые могут обеспечить мощность, достаточную для быстрого прогрева каталитического дожигателя.

Каталитические дожигатели дизельных двигателей практически не справляются с устранением NOx. Это происходит из-за более низкой рабочей температуры по сравнению с бензиновым двигателем, а дожигатели работают лучше при высокой температуре. Некоторые ведущие автомобильные эксперты в сфере защиты окружающей среды разработали решение для этой проблемы. Они вводят раствор мочевины в выхлопную трубу, который испаряется, смешивается с выхлопом и приводит к химической реакции, снижающей выброс NOx. Мочевина, или карбамид, является органическим соединением, состоящим из углерода, азота, кислорода и водорода. Она получается из мочи млекопитающих и земноводных. Мочевина вступает в реакцию с NOx с выделением водяного пара и азота, нейтрализуя более 90% оксидов азота выхлопе [источник: Innovations Report].

Выхлопные газы автомобилей, загрязнение атмосферы

В связи с резким увеличением числа автомобилей остро встала проблема борьбы с загрязнениями атмосферы выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время 40—60% загрязнений атмосферы вызвано автомобилями. В среднем на один автомобиль выбросы составляют, кг/год окиси углерода 135, окислов азота 25, углеводородов 20, двуокиси серы 4, твердых частиц 1,2, бензпирена 7-10 [92]. Ожидается, что к 2000 г. число автомобилей в мире составит около 0,5 млрд. Соответственно в год они будут выбрасывать в атмосферу, т окиси углерода 7,7-10 , окислов азота 1,4-10 , углеводородов 1,15-10 , двуокиси серы 2,15-10 , твердых частиц 7-10 , бензпирена 40. Поэтому борьба с загрязнениями атмосферы станет еще более актуальной. Имеется несколько путей решения этой проблемы. Весьма перспективным из них является создание электромобилей. [c.155]
Вредные выбросы. Точно установлено, что двигатели внутреннего сгорания, прежде всего автомобильные карбюраторные двигатели, являются основными источниками загрязнения. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине, в отличие от автомобилей, работающих на СНГ, содержат соединения свинца. Такие антидетонационные добавки, как тетраэтилсвинец,— наиболее дешевое средство приспособления обычных бензинов к современным двигателям с высокой степенью сжатия. После сгорания свинецсодержащие компоненты этих добавок попадают в атмосферу. Если применяются очистительные фильтры каталитического действия, то поглощаемые ими соединения свинца дезактивируют катализатор, в результате чего не только свинец, но и окись углерода, несгоревшие углеводороды выбрасываются вместе с выхлопными газами в количестве, зависящем от условий и стандартов на эксплуатацию двигателей, а также от условий очистки и ряда других факторов. Количественно концентрацию загрязняющих компонентов в выхлопных газах при работе двигателей как на бензине, так и на СНГ определяют по методике, хорошо известной теперь как калифорнийский цикл испытаний . При проведении большинства экспериментов было выявлено, что перевод двигателей с бензина на СНГ приводит к снижению количества выбросов окиси углерода в 5 раз и несгоревших углеводородов в 2 раза. [c.217]

Для снижения загрязненности воздушной среды выхлопными газами, содержащими свинец, предложено в глушитель автомобиля помещать пористые полипропиленовые волокна или ткань на их основе, обработанные в инертной атмосфере при 1000 °С. Волокна адсорбируют до 53% свинца, содержащегося в выхлопных газах. [c.160]

Как мы видим, катализатор представляет собой вещество, которое ускоряет химическую реакцию, обеспечивая более легкий путь ее протекания, но само не расходуется в реакции. Это не означает, что катализатор не принимает участия в реакции. Молекула РеВгз играет важную роль в многостадийном механизме рассмотренной выше реакции бромирования бензола. Но в конце реакции РеВгз регенерируется в исходной форме. Это является общим и характерным свойством любого катализатора. Смесь газов Н2 и О2 может оставаться неизменной при комнатной температуре целые годы, и в ней не будет протекать сколько-нибудь заметной реакции, но внесение небольшого количества платиновой черни вызывает мгновенный взрыв. Платиновая чернь оказывает такое же воздействие на газообразный бутан или пары спирта в смеси с кислородом. (Некоторое время назад в продаже появились газовые зажигалки, в которых вместо колесика и кремня использовалась платиновая чернь, однако они быстро приходили в негодность вследствие отравления поверхности катализатора примесями в газообразном бутане. Тетраэтилсвинец тоже отравляет катализаторы, которые снижают загрязнение атмосферы автомобильными выхлопными газами, и поэтому в автомобилях, на которых установлены устройства с такими катализаторами, должен использоваться бензин без примеси тетраэтилсвинца.) Каталитическое действие платиновой черни сводится к облегчению диссоциации двухатомных молекул газа, адсорби- [c.303]

В связи с увеличением числа автомобилей в городах все более острой становится проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами. В среднем за сутки работь автомобиля выделяется около 1 кг выхлопных газов, со держащих оксиды углерода, серы, азота, различны( углеводороды и соединения свинца. [c.508]

Контроль за состоянием воздушной среды в Федеративной республике Германии осуществляет сеть постов и 9 постоянных станций (Мюнхен), следящих за содержанием в атмосфере вредных газов и пыли Наиболее опасными для окружающей среды являются вещества, входящие в состав выхлопных газов автомобилей. Данные измерений поступают в центр обработки, оборудованный ЭВМ, для составления необходимых характеристик загрязнения воздуха и их классификации. [c.11]

Загрязнение воздуха диоксидом углерода от выхлопных газов автомобилей, от факелов нефтеперерабатывающих заводов, горнометаллургических предприятий, от факелов нефтепромыслов создает парниковый эффект, В результате чего уменьшается рассеяние н отражение солнечного света, следовательно возможен перегрев атмосферы. [c.7]

Транспортные, связанные прежде всего с выхлопными газами автомобилей. Они содержат оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, канцерогенные полициклические углеводороды и наиболее активный из них 3,4-бензпирен, сажу, а также сильно токсичные продукты, содержащие свинец, хлор, бром. Оксиды углерода, серы и азота, в свою очередь, в результате взаимодействия с влагой воздуха образуют вторичные загрязнения, так называемые кислотные дожди . Сажевые частицы канцерогенны по той причине, что являются хорошим адсорбентом для бензпирена. Вредное воздействие выхлопных газов усиливается в связи с тем, что, поступая в приземные слои атмосферы, оседая на почве и концентрируясь на растениях (например, свинец в количестве 50 мг на 1 кг сухой биомассы), они затем попадают в организм животных, человека и становятся возбудителями канцерогенных заболеваний. Количество выделяемых в атмосферу транспортных загрязнителей зависит от численности и структуры автомобильного парка, технического состояния автомобиля и двигателя, типа двигателя и вида применяемого топлива, а также условий его эксплуатации. [c.841]

Всем нам известно, что автотранспорт является главным источником загрязнения воздуха. Поэтому мы должны решать и самую важную задачу — снижение отрицательного воздействия выхлопных газов автомобилей на окружающую среду. И здесь природный газ, наряду с широким внедрением нейтрализаторов отработавших газов, является неоспоримым лидером, позволяя снизить вредное влияние на атмосферу выхлопных газов в 2-3 раза. [c.39]

В загрязнении воздуха городов одно из ведущих мест занимает автотранспорт. Во многих городах на выхлопные газы автомобилей приходится 30 %, а в некоторых — 50 % загрязнений воздуха. В Москве за счет автотранспорта в атмосферу поступает около 96 % оксида углерода, 33 % диоксида азота, 64 % углеводородов. [c.45]

В настоящее время проблема защиты воздушного бассейна от загрязнений становится одной из важных и сложных задач, стоящих перед человечеством. Особое внимание этой проблеме уделяется в нашей стране. В директивах XXVI съезда КПСС предусматривается ог-ромная работа по охране окружающей среды. Решение этой проблемы осуществляется по трем направлениям обезвреживание выбросов, изменение состава топлива и разработка новых методов преобразования энергии. На первом этапе в основном использовался и пока еще используется первый путь. Тепловые электростанции оборудуются высокими трубами для рассеивания выбросов в более высокие слои атмосферы, золоуловителями для улавливания золы из продуктов горения, фильтрами и адсорберами для сорбции некоторых газов и т. п. Например, оксиды серы можно сорбировать растворами, имеющими основную реакцию, монооксид углерода и углеводороды можно дожигать. Для автомобилей предложены дожигатели, которые могут устанавливаться в выхлопных трубах и представляют собой пористую насадку с катализатором, например палладием. На катализаторе происходит окисление значительной части вредных выбросов автомобиля. Однако обезвреживание продуктов горения весьма дорого и в будущем, по-видимому, будут применяться другие методы защиты воздушного бассейна. [c.355]

Фотохимические процессы в атмосфере уже не в состоянии перерабатывать загрязняющие вещества и восстанавливать баланс в природе. Накопление в воздухе углекислого газа, поступающего с выхлопными газами автомобилей, дымовыми газами тепловых станций и горно-металлургических предприятий, а также от факелов нефтехимических, нефтеперерабатывающих и других заводов, может привести к глобальной катастрофе на нашей планете. Увеличение количества диоксида углерода вызывает парниковый эффект, обусловленный изменением прозрачности атмосферы, уменьшением рассеяния и отражения солнечного света и приводящий к более высокому нагреву внутренних слоев атмосферы. Значительную долю в антропогенное загрязнение атмосферы вносят и другие парниковые газы. [c.4]

Более 30 лет загрязнение атмосферы автомобилями рассматривается как опасность для окружающей среды. Сущность этой проблемы изучалась почти со всех точек зрения доказывали сходство между составом фотохимического смога и компонентами выхлопных газов двигателей была разработана методика количественного анализа выхлопных газов и веществ, загрязняющих атмосферу, учитывали интенсивность движения транспорта, режим работы, техническое состояние автотранспорта вели поиски решения путем внесения изменений в конструкции транспортных средств, дорожных систем и видов используемого горючего оценивались потенциально новые виды энергии для автомобилей и новые системы общественного транспорта. [c.197]

Катализаторы нашли широкое применение в ограничении загрязнения окружающей среды. Их используют в дожигателях выхлопных газов автомобилей для снижения концентрации углеводородов, монооксида углерода и оксидов азота в атмосферном воздухе. Аналогичные катализаторы на основе благородных металлов используются для снижения концентрации углеводородов в газах, выбрасываемых в атмосферу химическими предприятиями. [c.37]

В современных городах иногда до 60% вредных веществ, загрязняющих атмосферу, поступает с отходящими газами автомобилей. В число основных загрязнений выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания входят окись и двуокись углерода, окислы азота, двуокись серы и твердые аэрозоли — сажа. [c.487]

Быстрое развитие автомобилестроения способствует резкому загрязнению атмосферы выхлопными газами, которые отрицательно воздействуют на организм человека. В составе выхлопных газов автомобилей содержатся основные вредные вещества УОС (легколетучий органичесий углерод), КОх, 80х, СО, бензол, альдегид, 1,3-бу-гадиен и полициклические ароматические углеводороды. Перед нефтеперерабатывающей промышленностью поставлена задача производства экологически чистых топлив. [c.127]

Помимо отработавших (выхлопных) газов загрязнителями атмосферы являются также картерные газы автомобилей, поступающие из системы вентиляции картера, и пары горючего, попадающие в атмосферу из топливной системы и топливного бака. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят выхлопные газы. [c.151]

Помимо кислорода активно реагируют с полимерами такие компоненты воздуха, как озон, двуокись азота, двуокись серы, соединения хлора и фтора, аммиак, пары воды, сероводород, углеводороды. Последние выделяются с выхлопными газами автомобилей . Загрязненность воздуха активными примесями в последние годы сильно увеличивается, особенно в крупных городах и индустриальных центрах. Так, в Лос-Анжелосе ежедневно выбрасывается в атмосферу 13 730 т вредных веществ, из них 12 420 т автомобилями (в том числе 2 тыс. т углеводородов и 530 т окислов азота) Наличие выхлопных газов приводит в свою очередь к резкому (в 50—100 раз) увеличению в воздухе концентрации озона , который разрушает резину и текстиль серная кислота, образующаяся при окислении и взаимодействии с водой сернистого газа, разъедает лакокрасочные покрытия, вызывает ускоренное изнашивание текстильных материалов, порчу бумаги и кожи . Еще более агрессивна азотная кислота, образующаяся из двуокиси азота. С двуокисью азота и двуокисью серы, в особенности при наличии кислорода и ультрафиолетовых лучей взаимодействуют разветвленный полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, полиакрилонит-рил найлон, поливинилхлорид, резины из полибутадиена, натурального каучука и бутилкаучука . Уменьшение долговечности хлопка и триацетатного волокна при малых напряжениях в воздухе по сравнению с вакуумом а также снижение сопротивляемости растрескиванию полиметилметакрилата в этих условиях , по-ви-димому, происходит под влиянием влаги воздуха. Следовательно, при эксплуатации изделий даже в обычной среде — воздухе (в том [c.7]

Нитрат — один из са.мы.х распространенных анионов. Избыточное содержание нитратов в питьевой воде связано с источниками загрязнения промышленного и сельскохозяйственного происхождения. Загрязнение атмосферы оксидами азота связано с выхлопными газами автомобилей их определение часто проводят после переве- [c.118]

Весьма тщательное исследование загрязнений свинцом, выносимых в атмосферу с выхлопными газами, провели Дэйн с сотр. [27]. Они установили зависимость между интенсивностью движения, расстоянием от дороги, ускорением автомобилей до постоянной скорости, направлением ветра и содержанием свинца в воздухе. Они обнаружили, что 65% свинца на расстоянии от 10 до 550 м от дорог состоит из частиц диаметром менее 2 мкм и 85% частиц диаметром менее 4 мкм. Ими отмечено высокое содержание свинца на расстоянии до 80 м от главных дорог. Результаты работы показаны на рис. ХП1-5. Хотя содержание свинца на расстоянии более 80 м начинает убывать, все же заметные его количества имеются на расстоянии 200 м от дорог, [c.383]

Прогрессирующее загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобилей и отходящими газами промышленных предприятий приводит к резкому увеличению концентрации озона в атмосфере крупных городов и индустриальных центров (озон образуется при этом за счет фотохимических реакций, протекающих в присутствип окислов азота и паров органическах веществ). Так, например, в Лос-Анжелосе концентрация озона в воздухе достигает 6—9-10 %, что в 10—50 раз превышает его средние концентрации в атмосферном воздухе . [c.258]

В Германской Демократической республике, как и в СССР, исследованием атмосферы занимаются институты и кафедры гигиенического профиля (Берлин,, Росток), разрабатывающие методические указания к наблюдению за загрязнением воздуха городов. Научное и методическое руководство осуществляет метеорологическая обсерватория в Вансдорфе. Значительную работу проводят пункты контроля выхлопных газов автомобилей министерства металлообрабатывающей-промышленности и автомобилестроения. Широко проводятся исследования фотохимического образования озона как основного загрязнителя, образующегося в-, воздухе из-за наличия в нем окиси азота и углеводородов. [c.10]

В Японии создан специальный орган — Агентство по охране окружающей среды, в центре внимания которого находятся вопросы нормирования уровня токсичных веществ как в наружной атмосфере, так и для источников выброса загрязняющих веществ. Например, ограничено содержание в выхлопных газах автомобилей окиси углерода (от 1,5 до 4,5%) не допускается присутствие в этих тазах углеводородов, оставшихся от несгоревшего топлива. В области контроля за загрязнением воздуха Агентство по охране окружающей среды Японии при- ступнло к стандартизации методов отбора проб, их предварительной обработки iH последующих измерений. [c.11]

Определение вредных примесей, загрязняющих атмосферу, токсичных веществ в промышленных газах — одна из актуальных задач аналитической химии, в том числе аналитической химии азота и его соединений. Не менее важна задача определения азота и его окислов в различных газовых смесях. Можно отметить несколько обзоров, посвященных методам изучения загрязнения атмосферы, в частности, методам определения окислов азота в окружающем воздухе [204, 353а, 1145], в дымовых газах [1428], в выхлопных газах автомобилей [661]. Сравнительный обзор методов определения инертных газов в природных газах дан в [584]. Методы определения следов газов и микроанализа газов и паров приведены в [807]. [c.205]

Реализация программы создания многотоннажного производства метанола и аммиака на базе природного газа северотюменских месторождений существенно облегчит решение задачи производства автомобильных бензинов улучшенных качеств, позволит уменьшить загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей за счет добавок метанола к бензину, расширить одновременно сырьевую базу для производства искусственного белка из метанола, а также удовлетворить растущие потребности сельского хозяйства в азотных удобрениях. [c.330]

Хотя имеются и промышленные источники выброса свинца, которые повышают его содел ание з пыли и воде загрязнение свинцом атмосферы города происходит в основном от выхлопных газов автомобилей. Данные, полученные в Великобритании и США устанавливают, что лишь менее Ю7о находящегося в воздухе Рв может быть отнесено за счет других источников. Эта взаимосвязь была подтверждена при изучении зависимости концентрации свинца в атмосфере близ автомобильных дорог от интенсивности дорожного движения. Идентификация выхлопных газов как источника свинца в атмосфере подтверждается также тем, что свинец находится в воздухе в виде твердых и газообразных бромистых соединений. Поскольку в антидетонационной жидкости содержится и дибромметилен, свинец и бром в атмосфере имеют общий источник. Некоторое количество свинца обнаружено [c.203]

Необходимость улучшения противоизносных свойств масла связана также с наблюдаемым иногда повышенны.м износом деталей механизма привода клапанов. В связи с этим многие автомобилестроительные компании пришли к выводу, что минимальная концентрация диалкилдитиофосфата цинка в масле должна соответствовать содержанию в нем 0,1% фосфора или цинка. Таково, в частности, требование спецификации Рог(1 М2С 144А [18]. Однако это противоречит другой тенденции — снижению содержаяия фосфора в моторных маслах в связи с его отрицательным влиянием на работу катализатора, используемого в дожигательных устройствах последние устанавливают на легковых автомобилях в, целях меньшего загрязнения атмосферы продуктами, содержащи- мися в выхлопных газах. В связи с этим к 1985 г. содержание фосфора в. моторных маслах намечается ограничить до 0,04% [20]. [c.19]

Последствия техногенного влияния на окружающую среду настолько серьезны, что привели к заметному ухудшению экологич. состояния атмос ры, гидросферы и литосферы. Осн. источники загрязнений атмосферы — пром-сть, транспорт, тепловые электростанции. Наиб, доля загрязнений атм. воздуха приходится на оксиды углерода, серы и азота, углеводороды и пром. пыль. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается (млн. т) СО -г-Ю СО-200, 802-150, (N0 + К02)-50, пыль-250, углеводороды-св. 50 в СССР (всего вредных в-в пром-стью и транспортом) — 100. Каждый из имеющихся в мире автомобилей за пробег длиной 15 тыс. км потребляет в среднем 4350 кг О2 и выбрасывает выхлопные газы, содержащие примерно 200 в-в, в т. ч. 3250 кг СО2, 530 кг СО, 27 кг (N0 + N0 ), 93 кг углеводородов (включая канцерогенные соед.). Кроме того, в результате широкого использования тетраэтилсвинца в качестве антидетонац. добавки к бензину с выхлопными газами выбрасываются оксиды, хлориды, фториды, нитраты и сульфаты свинца. Твердые частицы этих соед. образуют аэрозоли, к-рые оседают в непосредств. близости от автомобильных дорог. Время нахождения мелких частиц свинца в атмос ре составляет от одной до четырех недель. [c.429]

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 находящимися в воздухе химическими веществами. 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 (УВ) — УВ 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, воздействию которых 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 2030 году, чтобы побудить людей перейти на электромобили.

Во многих городах по всему миру ввели зоны с чистым воздухом, чтобы не допустить въезд 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 по выбросам, которые устанавливают максимальные пределы для вредных веществ, выделяемых 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 технического обслуживания и 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, пострадают ли вы. С другой стороны, не существует ЖНВЛП для оплаты полностью электрических автомобилей с нулевым уровнем выбросов.

Один из лучших способов снизить выбросы — повысить эффективность использования топлива.Это связано с тем, что количество CO2, производимого транспортным средством, напрямую зависит от того, 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 ЖНВЛД и топливе.И чем новее ваша машина, тем лучше для планеты.

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

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 находящимися в воздухе химическими веществами. 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 (УВ) — УВ 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.

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

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 находящимися в воздухе химическими веществами. 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 (УВ) — УВ 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.

Сравнение выбросов выхлопных газов автомобилей, работающих на сжатом природном газе и бензине: масса и состав

Образец цитирования: Hochhauser, A., Koehl, W., Benson, J., Burns, V. et al., «Сравнение выбросов КПГ и бензиновых транспортных средств: масса и состав — Программа исследований по улучшению качества воздуха в автомобилях и масле. , «Технический документ SAE 952507, 1995 г., https://doi.org/10.4271/952507.
Загрузить Citation

Автор (ы): Альберт М. Хоххаузер, Уильям Дж. Кёль, Джек Д. Бенсон, Вон Р. Бернс, Джей К. Неппер, Уильям Р. Леппард, Луи Дж. Пейнтер, Ларри А. Рэпп, Брайан Х.Риппон, Роберт М. Рейтер, Джеймс А. Резерфорд

Страниц: 29

Событие: 1995 Международная осенняя встреча и выставка топлива и смазочных материалов SAE

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Программа исследований улучшения качества воздуха в автомобилях и масле — Том Iii-SP-1117, Сделки SAE 1995: Журнал по топливу и смазочным материалам-V104-4

Бензиновые автомобили производят больше углеродистых твердых частиц, чем современные дизельные автомобили, оборудованные фильтрами

Большинство углеродистых ТЧ из легковых автомобилей — это SOA ^1,2,3,4, который, как известно, содержит вредные реактивные формы кислорода ⁵ и повреждает ткань легких ⁶.Однако, несмотря на обширные исследования загрязнения окружающей среды дизельными автомобилями ⁷, относительный вклад дизельных и бензиновых автомобилей в окружающую среду SOA остается неустановленным. Хотя в настоящее время средний по ЕС коэффициент выбросов ТЧ для парка легковых автомобилей намного выше для дизельного топлива, чем для бензина ⁸, эти значения искажены по сравнению с более старыми автомобилями и не отражают воздействия устройств последующей обработки последнего поколения. Дизельные легковые автомобили, продаваемые сегодня в ЕС / США, имеют дизельные сажевые фильтры (DPF) ⁹, пристенный фильтр, часто покрытый или связанный с катализатором окисления.Таким образом, чтобы оценить относительные достоинства различных технологий двигателей и уменьшить загрязнение транспортных средств, необходимы знания о первичных выбросах и образовании SOA от современных легковых автомобилей, оснащенных новейшими технологиями доочистки.

В то время как в предыдущих исследованиях изучались выбросы / образование углеродсодержащих аэрозолей из транспортных средств с помощью восходящего подхода (лабораторная количественная оценка выбросов из выхлопной трубы) ^{1, 10} или подходов к распределению источников сверху вниз ¹¹, здесь мы объединяем оба подхода.Мы количественно определяем углеродсодержащие ТЧ из современных легковых автомобилей (бензин, соответствующий стандарту Euro 5 и дизельное топливо с сажевым фильтром; предельные значения для загрязняющих веществ указаны в таблице S1 дополнительной информации (SI)). Затем мы ограничиваем наши измерения, используя самые современные исследования распределения источников, обеспечивая всестороннюю оценку текущего состояния и будущих тенденций в загрязнении бензином и дизельным двигателем транспортных средств. Кроме того, мы представляем лабораторные измерения образования SOA бензиновых автомобилей при низких температурах (-7 ° C) в дополнение к измерениям при 22 ° C.Низкие температуры значительно увеличивают общий выброс углеводородов (THC) автомобилем ^{12, 13}, включая прекурсоры SOA, и способствуют конденсации газов в аэрозольную фазу ¹⁴. С помощью этих измерений мы параметризуем образование SOA в транспортных средствах, учитывая полный диапазон соответствующих температур окружающей среды, фоновые концентрации OA и степень атмосферного старения. Этот метод параметризации является новым и, что критически важно, не требует прямых знаний о составе прекурсора (который обычно включает неизвестные и / или не поддающиеся количественному определению газы).

На рис. 1 показана экспериментальная установка, использованная в этом исследовании, а подробные сведения об оборудовании, испытательном парке и условиях экспериментов в смоговой камере приведены в таблицах SI–5. На рисунке 2a показано сравнение коэффициентов выбросов (EF, г углерода (C), кг ⁻¹ топлива) углеродсодержащего аэрозоля и образования SOA во время Нового европейского ездового цикла (NEDC, SI, рис. S1, от используемого бензина стандарта Euro 5). и легковые автомобили с дизельным сажевым фильтром, измеренные в камере для смога ⁴. КВ автомобилей с дизельным сажевым фильтром EF на несколько порядков ниже инвентарной стоимости (0.68–2,64 г кг ⁻¹ топливо) ⁸ и намного ниже тех, которые указаны для старых легковых автомобилей без сажевого фильтра ^{3, 15}, в то время как автомобили с бензиновым двигателем сопоставимы с инвентарной стоимостью (0,01–0,04 г кг ^{— 1} топлива). Бензиновые автомобили выбрасывают в среднем в 10 раз больше углеродистого аэрозоля при 22 ° C и в 62 раза больше при -7 ° C по сравнению с дизельными автомобилями, в основном из-за значительно более высокого BC, с EF при -7 ° C, сравнимым с выбросами от старого дизельного топлива. Низкие температуры резко увеличили первичные выбросы и образование вторичного углеродистого аэрозоля от бензиновых автомобилей, но не от дизельного топлива.Поразительно, что для одного бензинового автомобиля выбросы ЧУ были как минимум в 400 раз выше, чем у дизелей (по сравнению с пределом обнаружения). Увеличение выбросов при более низких температурах связано с более выраженным эффектом холодного пуска, который, вероятно, является следствием (1) более низкой эффективности сгорания из-за потери энергии на холодных поверхностях двигателя и повышенного трения из-за того, что смазочные материалы слишком вязкие при низких температурах; и (2) увеличенная задержка перед зажиганием катализатора. Эти факторы имеют тенденцию быть более важными для автомобилей с бензиновым двигателем, чем для автомобилей с дизельным двигателем ^{16, 17}.Дизельные автомобили выделяли в 10 раз больше NO _X при обеих температурах. Выбросы NO _X от транспортных средств в реальном мире имеют тенденцию отличаться от результатов лабораторных исследований ^{18, 19}. Однако важно отметить, что таких смещений не ожидается для других загрязнителей, например ТГК ²⁰. Если бы SOA было добавлено к первичным выбросам, инвентарные значения для бензиновых автомобилей были бы намного превышены: выбросы от новых бензиновых автомобилей (как в ЕС, так и в США) производят до 6,5 раз больше SOA, чем POA, после 5–10 часов эксплуатации. Атмосферное старение ².Между тем, новые дизельные автомобили не производили обнаруживаемого SOA, в отличие от старых дизелей, для которых производство SOA примерно равно произведенному POA ³. Отсутствие наблюдаемого SOA в дизелях DPF объясняется химическим составом выбросов THC; в то время как выбросы от дизелей без DPF химически напоминают пары дизельного топлива ²¹, выхлоп дизельных двигателей с DPF содержит большую долю (> 70%) короткоцепочечных кислородсодержащих соединений, в основном формальдегида и ацетальдегида, которые являются гораздо менее эффективными прекурсорами SOA чем ароматические соединения, содержащиеся в выбросах бензина (рис.3в). Эти результаты ставят под сомнение существующую парадигму, согласно которой автомобили с дизельным двигателем связаны, как правило, с гораздо более высокими уровнями выбросов ТЧ ⁸, что отражает эффективность недавних средств дополнительной обработки дизельного топлива, соответствующих стандарту Евро 5–6, таких как сажевые фильтры в сочетании с катализаторами окисления дизельного топлива. Кроме того, хотя Gordon et al . ³ сообщает о первичных выбросах ТЧ (г кг ^-1 топлива) во время регенерации DPF (сжигание накопленных ТЧ), аналогично тем, которые происходят при обычном вождении автомобиля без DPF, регенерация DPF активируется нечасто (каждые несколько сотен км ), длится около одной минуты и, скорее всего, произойдет с высокой скоростью (более вероятно, за пределами густонаселенных районов).Таким образом, маловероятно, что чистый результат регенерации значительно снизит эффективность DPF. Все коэффициенты выбросов и коэффициенты производства SOA для различных испытаний (в том числе в г км ⁻¹) см. В таблицах SI S6–7.

Рис. 1

Схема (не в масштабе) экспериментальной установки. Испытательный автомобиль и камера для смога работали внутри испытательной камеры с контролируемой температурой с приборами снаружи. Во время испытаний приборы работали на выхлопной трубе и от пробоотборника постоянного объема (CVS), в то время как небольшая часть выбросов отбиралась в камеру для смога через нагретый эжекторный разбавитель (общий коэффициент разбавления ~ 150).Оборудование выхлопной трубы включало инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (FTIR), недисперсионный инфракрасный датчик (NDIR), пламенно-ионизационный детектор (FID) и хемилюминесцентный детектор (CLD). В CVS были инструменты NDIR, CLD и FID, а также подогреваемый пробоотборник с гравиметрическим фильтром. После тестирования первичные выбросы были исследованы, а затем выдержаны в камере для смога под УФ-светом. Газофазными приборами были времяпролетный масс-спектрометр реакции переноса протона (PTR-ToF-MS), FID, резонаторный кольцевой спектрометр, детекторы оксида азота (NO _X), монитор озона (O ₃). и датчики относительной влажности и температуры (RH / T).Аэрозольные приборы представляли собой времяпролетный масс-спектрометр аэрозолей с высоким разрешением (HR-ToF-AMS), сканирующий измеритель подвижности частиц (SMPS) и эталометр. В таблице S2 подробно перечислены все камерные инструменты, в то время как Platt et al . ⁴ дают более полное описание этой установки.

Рис. 2

Выбросы углерода / образование вторичных органических аэрозолей от современных легковых автомобилей с дизельным и бензиновым двигателем. ( a ) Коэффициенты выбросов аэрозолей (г кг ^-1 топлива), измеренные в этом исследовании.SOA находится при воздействии ОН = 10 ⁷ мол. см ⁻³ ч. Дизельные автомобили не производили измеримого OA, поэтому приводится гравиметрический PM. Для сравнения среднее и стандартное отклонение коэффициентов выбросов ТЧ от дизелей средней мощности без DPF из Gordon и др. . 2013 ref. 3, показан. ( b ) Среднее соотношение коэффициентов выбросов дизельного топлива / бензина для OA, BC, PM, метана (CH ₄), общего количества углеводородов (THC), ароматических углеводородов (Ar. HC), оксидов азота (NO _X) и окись углерода (CO) при 22 ° C и -7 ° C.Значения Euro 5 получены с использованием NEDC, в то время как автомобили с технологией LEV2 и DPF для США используют унифицированный ездовой цикл США, UC ^{3, 21}. Хотя истинное соотношение не может быть рассчитано для OC и BC, максимальное значение, основанное на пределах обнаружения, может быть выделено красными звездочками (*). В отличие от CO и особенно NO _X, выбросы ТЧ и углеводородов от бензиновых автомобилей выше, чем от дизельных автомобилей. ( c ) Средний состав выхлопных газов, нормированный по ТГК (температура в скобках), в камере для смога с неохарактеризованными выбросами серым цветом.Самая большая часть бензина THC состоит из метилбензолов, присутствующих в топливе, тогда как остальная часть, вероятно, состоит из уцелевших линейных / разветвленных, насыщенных / ненасыщенных углеводородов. Между тем, выбросы дизельного топлива в основном состоят из продуктов пиролиза, включая небольшие карбонилы (формальдегид, ацетальдегид) и карбоновые кислоты (муравьиная, уксусная), которые не являются эффективными прекурсорами SOA. Вспомогательный материал, относящийся к рис. 2, доступен в таблицах SI S3–7, SI.

Рис. 3

Выходы вторичных органических аэрозолей от выбросов бензиновых автомобилей, соответствующих стандарту Евро 5.Смоделированные выходы вторичных органических аэрозолей (SOA) в зависимости от концентрации взвешенных органических аэрозолей (C _OA) от трех бензиновых автомобилей стандарта Евро 5 при 22 и −7 ° C (оранжевый и синий, соответственно). Планки погрешностей представляют собой одно стандартное отклонение. Также показаны: выходы SOA из легких ароматических углеводородов (выход _Ar) и паров дизельного топлива и бензина (выход _{паров дизельного топлива}, выход _{паров бензина}), данные Jathar и др. . ³⁸. Сравнение ясно показывает, что выход SOA из выбросов бензина выше, чем выход, основанный на содержании ароматических веществ в топливе или ожидаемый из паров бензина, что позволяет предположить присутствие неидентифицированных прекурсоров SOA в выхлопных газах.Между тем, выбросы дизельного сажевого фильтра не приводят к сколько-нибудь измеримому SOA, в отличие от окисления паров дизельного топлива. Взятые вместе, оба этих наблюдения показывают, что выход SOA из выбросов бензина и дизельного топлива нельзя предсказать на основе выхода паров топлива. Обратите внимание, что выходы SOA для бензиновых автомобилей не корректируются с учетом потерь на стенках из паровой фазы (см. Методы) для целей взаимного сравнения с предыдущими исследованиями.

Рисунок 3 показывает, что выходы SOA (ΔSOA / ΔTHC) для бензиновых легковых автомобилей выше при –7 по сравнению с 22 ° C и превышают выходы как для сырого бензина, так и для чистых однокольцевых ароматических углеводородов.Эти урожаи были определены с использованием новой методологии, как описано в SI. Мы также оценили эффективную энтальпию испарения (включая эффект неидеального перемешивания) в 19 кДж моль ^-1 и изменение выхода на 2 ± 0,4% K ^-1. Выходы SOA в зависимости от температуры и концентраций взвешенных OA см. На SI Рис. S6. Поскольку бензиновые автомобили производили SOA, а дизели с сажевым фильтром — нет, ожидается, что легковые автомобили с бензиновым двигателем будут преобладать в городских транспортных средствах SOA ^{11, 22,23,24}.Однако не все исследования согласны, например, Gentner et al . ²⁵ предполагают, что автомобили с дизельным двигателем производят больше SOA, поскольку 1) большая часть THC на шоссе поступает от дизелей и 2) THC в выхлопных газах аналогичен испаренному топливу, для которого выход SOA в дизельном топливе выше (рис. 3). Одно из объяснений этого может заключаться в том, что предположение 1 неверно для новых автомобилей, поскольку состав ТГК из новых дизелей включает большую долю низкомолекулярных карбонилов, которых нет в сыром дизельном топливе (рис.2). Другое объяснение может заключаться в том, что измерения на обочине дороги не учитывают большие выбросы ТГК, связанные с холодным запуском бензина, которые, вероятно, происходят до выхода на основные автомагистрали (рис. 4). Наши результаты показывают, что выбросы от транспортных средств чувствительны к месту отбора проб, возрасту парка и температуре окружающей среды, подразумевая, что региональные исследования, представляющие совокупность выбросов, вероятно, дадут более точные оценки относительной важности дизельного топлива по сравнению с бензином для SOA окружающей среды, чем придорожные исследования на одно место.

Рис. 4

Концентрации общего количества углеводородов в выхлопных газах (THC) с временным разрешением от бензиновых (количество автомобилей, n = 11) и дизельных (n = 6) легковых автомобилей стандарта Евро 5. ( a ) Медиана разрешенных во времени концентраций ТГК в выхлопных газах дизельных и бензиновых легковых автомобилей во время ездового цикла NEDC при -7 и 22 ° C (целевая скорость, заштрихованная область) ( b ) Соотношение распределений чьи медианы указаны в A и показаны как функция плотности вероятности (PDF, цветовая шкала) для случая 22 ° C.Несмотря на то, что соотношение THC в выхлопных газах дизельного топлива и бензина широко распределено (> 10) и варьируется, особенно во время начальных операций на более высоких скоростях, разница по-прежнему остается статистически значимой. Серая линия показывает интегрированное по времени медианное значение распределения (то есть от начала испытания до обозначенного времени, меньшее, чем разрешенное по времени отношение для большей части цикла из-за высоких абсолютных концентраций и низкого содержания THC бензин: дизельное топливо во время холода. start, и ниже единицы, что указывает на то, что общие выбросы THC в выхлопных газах выше).Обратите внимание на логарифмическую шкалу на обеих панелях. В то время как выбросы THC от дизельных автомобилей на порядок выше, чем выбросы бензина в течение почти всего периода вождения, выбросы бензина на два порядка выше, когда катализатор холодный. Из-за эффекта холодного пуска суммарные выбросы бензиновых автомобилей превышают выбросы дизельного топлива даже после поездки на несколько километров (~ 14 км). Этот эффект более выражен при -7 ° C (SI Рис. S3).

Далее мы показываем, что SOA для бензиновых транспортных средств может составлять большую, иногда доминирующую часть SOA для транспортных средств, моделируя SOA окружающей среды из бензиновых и старых дизельных автомобилей в L.A. области (рис. 5a, см. Также материалы SI) и сравнение результата с наблюдаемыми SOA, связанными с ископаемым топливом ( f _SOA) ^{24, 26, 27}. Мы используем толуол в качестве индикатора выбросов бензиновых автомобилей и выходов из наших экспериментов со смоговой камерой, начиная с Borbon и др. . ²⁸ демонстрируют, что транспорт является преобладающим источником толуола в Лос-Анджелесе, исходя из отношения толуола к CO, в то время как наши собственные эксперименты показывают минимальные выбросы толуола из дизельного топлива.Кроме того, Бейкер и др. . ^{6, 29} показывают, что во время кампании CALNEX и с использованием данных инвентаризации выбросов на точечные источники, не являющиеся транспортными средствами, приходится 12% и 6% бензол + толуол + ксилолы (BTEX) в Бейкерсфилде и Пасадене, соответственно.

Рис. 5

Оценки доли дизельных и бензиновых легковых автомобилей в атмосферных городских твердых частицах и углеродистых аэрозолях. ( a ) Вклад бензина (синий, заштрихованный) и дизельных автомобилей (розовый, заштрихованный) в ископаемом SOA (зеленый, заштрихованный) в L.A. бассейн, включающий измерения воздействия OH в окружающей среде, выходы SOA камеры для транспортных средств LEV1 / LEV2 и концентрации индикаторов в окружающей среде (см. Методологию в SI). Максимумы-минимумы для полной автомобильной SOA показаны черными пунктирными линиями. Синие маркеры показывают приблизительную доходность по 5 евро для сравнения. Неопределенности в воздействии OH не учитываются, что, возможно, объясняет временной сдвиг между модельными и наблюдаемыми пиковыми концентрациями. Для измеренного SOA ископаемых, диапазон определяется путем распространения наилучшей оценки ошибок в определении SOA из Hayes et al .²⁶ и те, которые связаны с определением фракции ископаемых SOA на основе измерений ¹⁴ C в Zotter et al . ²⁷. ( b ) Черный углерод (BC), углеводородоподобный органический аэрозоль (HOA) и связанный с ископаемым топливом (f) SOA и национальная доля дизельных дорожных транспортных средств (всех типов) в соответствии с моделью GAINS ³⁹. Состав ископаемого углеродистого вещества в Европе и США явно отличается, с преобладанием ЧУ из выбросов дизельного топлива в Европе и ископаемого SOA из выбросов бензина в США, что согласуется с восходящими расчетами.( c ) Доля дизельных легковых автомобилей в основных автомобильных ТЧ (бензин + дизельное топливо) в зависимости от общего расхода топлива легковых автомобилей и доли дизельных сажевых фильтров при 22 ° C. Пунктирными линиями показано влияние фракции сажевого фильтра на долю дизельных транспортных средств в выбросах ТЧ при любой данной фракции расхода топлива. Прогноз для ЕС показан с данными о доле дизельного топлива Euro 5 из модели TREMOVE ³⁰. Для нынешнего парка первичных ТЧ из бензиновых автомобилей будет больше, чем из дизельного топлива, только если 97% дизелей оснащены сажевым фильтром.SOA будет демонстрировать аналогичную, но менее выраженную тенденцию. Дополнительные данные показаны в SI Рис. S5 и SI в Таблице S11.

Смоделированная SOA с погрешностями соответствует измеренным f _SOA при условии выхода из LEV1 / LEV2 / Euro 5, в то время как только выбросы бензина могут объяснить до 82% наблюдаемых f _СОА. Между тем, расчетный вклад дизельного топлива значительно ниже. Хотя мы не достигаем завершения с данными окружающей среды, важная информация — это разделение между f _SOA для автомобилей с бензиновым и дизельным двигателем, показывающий, что бензин составляет большую долю.Этот вывод согласуется с данными наблюдений за аэрозолями, связанными с ископаемым топливом, в европейских городах и США (рис. 5b). POA и BC составляют самую большую долю углеродсодержащих ТЧ в Европе, что соответствует более высокой доле дизельных автомобилей. В этих местах: f _SOA, вероятно, в основном связан с выбросами дизельного топлива без DPF, если предположить, что он приблизительно равен выбросам дизельного двигателя POA ¹². В США, где автомобили работают почти исключительно на бензине, SOA является преобладающей долей углеродсодержащих ТЧ, как и следовало ожидать из восходящих оценок на рис.5а. Таким образом, в сочетании лабораторные выходы SOA и измерения в окружающей среде предполагают, что большая и, вероятно, все более доминирующая доля углеродсодержащих аэрозолей приходится на бензиновые легковые автомобили в США, в то время как в Европе старые дизельные двигатели без сажевого фильтра по-прежнему доминируют в углеродсодержащих аэрозолях.

Мы подчеркиваем, что, поскольку выбросы ТЧ намного выше от дизельных автомобилей без сажевого фильтра, выбросы углерода от дизельных легковых автомобилей еще некоторое время будут оставаться значительными. На рисунке 5c показана оценка воздействия постепенного ввода сажевых фильтров на долю первичных автомобильных ТЧ из дизельного топлива ³⁰.Прогноз для ЕС, показанный синим цветом, предполагает первоначальное увеличение доли первичных ТЧ из дизельных транспортных средств с последующим снижением по мере широкого распространения сажевых фильтров. Принятие электромобилей не меняет выводов, поскольку они не влияют на относительную долю бензиновых или дизельных легковых автомобилей. Результаты показывают, что при наличии только 3% автомобилей с дизельным двигателем без сажевого фильтра дизельные автомобили по-прежнему будут преобладать в выбросах первичного углерода от автомобилей в ЕС в теплых условиях. Между тем, зимой бензин может уже в настоящее время преобладать над углеродосодержащими ТЧ легковых автомобилей.

Повышенное образование углеродистых аэрозолей современными бензиновыми автомобилями наблюдалось в ходе испытаний на транспортных средствах, зарегистрированных в США, а также в этой работе на транспортных средствах Европы. Во всех наших тестах современные бензиновые автомобили производили больше углеродсодержащего аэрозоля, чем современные дизели с сажевым фильтром. Это было верно при рассмотрении только первичных твердых частиц, но разница больше, если учесть дополнительное производство SOA из бензинов, и даже больше, если учесть влияние низких температур на выбросы.Мы также показываем, что эти измерения согласуются с наблюдениями в окружающей среде за высокими фракциями ископаемого SOA в районах с высокой долей бензиновых автомобилей. Наши результаты показывают, что по мере модернизации автопарка за счет увеличения доли дизельных сажевых фильтров относительный вклад бензиновых легковых автомобилей в углеродсодержащие аэрозоли будет увеличиваться. Обратите внимание, что хотя мы делаем эти выводы из ездовых циклов, предназначенных для представления реального вождения, и из данных об окружающей среде, отражающих совокупность всех выбросов, возможны исключения.Важно отметить, что количество углеродсодержащего аэрозоля в любом регионе от той или иной технологии двигателей будет зависеть от количества транспортных средств с каждым типом используемых двигателей и возраста транспортных средств (т. Е. Количества старых двигателей без сажевого фильтра. по сравнению с современными дизелями с сажевым фильтром), что может зависеть от региона. Конкретные случаи, когда легковые автомобили с дизельным двигателем могут выделять больше углеродсодержащего аэрозоля, чем бензин, могут включать очень длительные поездки (относительная важность холодного запуска ниже), условия эксплуатации здесь не исследуются. E.грамм. высокая скорость (> 120 км / ч ⁻¹) или экстремальные температуры, а также автомобили с нестандартными значениями (обратите внимание на очень большие диапазоны выбросов, например, на рис. 4). Тем не менее, поскольку выбросы NO _X обычно выше у дизельных автомобилей, существует выбор между новыми легковыми автомобилями, которые обычно выбрасывают меньше PM и производят меньше SOA (дизельное топливо), или новыми легковыми автомобилями, которые выбрасывают меньше NO _X (бензин ).

Сравнение выбросов выхлопных газов автомобилей, работающих на сжатом природном газе и бензине: масса и состав

Абстрактный

Выбросы выхлопных газов трех автомобилей, работающих на сжатом природном газе (КПГ), сравнивались с выбросами трех аналогичных автомобилей с бензиновым двигателем.Транспортные средства, работающие на природном газе, были испытаны на четырех видах топлива КПГ, охватывающих широкий диапазон составов природного газа для трубопроводов. Бензиновые автомобили были испытаны на бензине AQIRP Industry Average и на бензине с измененным составом, отвечающем нормативным требованиям Калифорнии 1996 года. Выбросы неметановых углеводородов (NMHC) и токсичных загрязнителей воздуха от транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, были примерно в десять раз меньше, чем от аналогичных автомобилей с бензиновым двигателем, в то время как выбросы метана были примерно в десять раз выше, чем от автомобилей с бензиновым двигателем. Выбросы монооксида углерода (CO) и оксидов азота (NOX) были более разнообразными среди трех пар транспортных средств.Выбросы CO были на 20–80% ниже для КПГ, чем для бензина, а выбросы NOX были на 80% ниже для КПГ до эквивалента бензина. Сравнивая четыре топлива КПГ, содержание метана увеличилось примерно на 40%, NMHC снизилось примерно на 40%, а выбросы, взвешенные по реактивности, снизились примерно на 15%, когда содержание метана в топливе КПГ увеличилось с 91 до 98% топливных углеводородов (от 86 до 97% от общего состава газа. ). Статистически значимого воздействия на CO, NOX или токсичные загрязнители воздуха не наблюдалось. Экономия топлива, выраженная в милях на миллион БТЕ, была примерно на 20% ниже для автомобилей, работающих на КПГ, чем для их бензиновых аналогов.Выбросы, взвешенные по реактивности (RWE), рассчитанные для оценки различий в потенциальных характеристиках образования озона в выбросах, были примерно на 90% ниже для трех транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, чем для их бензиновых аналогов, когда расчет основывался только на выбросах NMHC, и примерно на 80% ниже при выхлопе. метан и CO были включены. Воздействие топлива на RWE аналогично влиянию на массу NMHC. Реформулированный тестовый бензин C2, представляющий бензин фазы 2 Калифорнии, испытанный на бензиновых транспортных средствах, имел неизменно более низкие выбросы NMHC, CO, NOX и токсичных веществ, чем бензин AQIRP Industry Average.Среднее снижение трех выбросов составило 24%, 21%, 12% и 36% соответственно. Эти результаты согласуются с другими данными AQIRP для этих видов топлива.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов.Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Выхлоп без угрозы для здоровья

Выхлопы автомобилей вредны для здоровья

«Вдох-выхлоп». Как влияют выхлопные газы на окружающую среду и людей?

Выхлопные газы — как они влияют на наше здоровье и можно ли ограничить их вдыхание? | Фитнес🌟RELAX

Какой состав выхлопа автомобиля?

Каков риск чрезмерного вдыхания выхлопных газов?

Как работает каталитический дожигатель?

Вредные вещества, производимые двигателем

Как каталитический дожигатель борется с загрязнением?

Борьба с загрязнением и повышение КПД

Выхлопные газы автомобилей, загрязнение атмосферы

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

Выбросы выхлопных газов автомобилей | Что выходит из автомобильного выхлопа?

Сравнение выбросов выхлопных газов автомобилей, работающих на сжатом природном газе и бензине: масса и состав

Бензиновые автомобили производят больше углеродистых твердых частиц, чем современные дизельные автомобили, оборудованные фильтрами

Сравнение выбросов выхлопных газов автомобилей, работающих на сжатом природном газе и бензине: масса и состав

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Добавить комментарий Отменить ответ