Автомобильные двигатели с высокой степенью сжатия выбрасывают в воздух смесь галогенидов и окиси свинца. Галогениды образуются в результате добавления к бензину специальных присадок (например, дибром-этана) для повышения летучести свинца.[ ...]
Автомобильный транспорт с его парком подвижного состава, превышающим 400 млн. автомобилей, является крупным потребителем топливно-энергетических ресурсов. На его долю приходится около 80% производимой в мире энергии. Суммарная мощность автомобильных двигателей превышает в настоящее время мощность всех электростанций в 8 раз. Ежесуточное потребление топлива мировым парком автомобилей составляет примерно 2,5 млн. т.[ ...]
Типичный автомобильный двигатель середины 60-х годов выбрасывал с выхлопными газами в среднем 73 г оксида углерода на каждые 1,5 км пробега. К 1981 г. выброс оксида углерода новыми автомобилями достиг уровня всего 3,4 г на 1,5 км (данные США).[ ...]
При работе автомобильного двигателя атмосферный воздух загрязняется, помимо окиси углерода и соединений свинца, и другими веществами. Выше при описании случаев загрязнения воздуха в Лос-Анжелосе было отмечено, что в соответствии с современными данными автомобили являются главным источником веществ, создающих условия возникновению смога. Другими словами, выхлопные газы автомобилей загрязняют воздух углеводородами и окислами азота; из них под действием солнечной энергии образуются вещества, вызывающие возникновение тумана, раздражение глаз, повреждение растений. Двигатели автомобилей выделяют также вещества, которые в эксперименте на животных оказались канцерогенными. Значение этого факта для человека рассматривается ниже.[ ...]
Современные автомобильные двигатели имеют, как правило, замкнутую систему вентиляции картера, которая практически исключает выбросы вредных веществ в атмосферу с картерными газами. Так как испаряемость дизельного топлива на порядок ниже испаряемости бензина, то эта проблема актуальна главным образом для бензиновых двигателей.[ ...]
Режим работы двигателя. Токсичность выхлопных газов находится в известной зависимости от режима работы двигателя (см. главу 1). В сложившихся городах, к сожалению, не всегда удается эксплуатировать автомобили на наиболее благоприятных режимах с точки зрения токсичности выхлопных газов. Согласно наблюдениям Д. П. Великанова и В. И. Бернацкого (1960), а также Г. Ф. Богацкого (1967), в крупном городе автомобильный двигатель ГАЗ-21 «Волга» 43% времени работает на режиме холостого хода, причем реж-им принудительного холостого хода составляет более 16%). Длительность режимов принудительного холостого хода в общем времени движения грузовых автомобилей ЗИЛ и автобусов в Москве равен 18—20% (А. С. Озерскийи соавт., 1971).[ ...]
Переход всего автомобильного парка на аккумуляторные батареи связан с потреблением колоссального количества электроэнергии. Так, например, общая мощность автомобильных двигателей США несколько превышает суммарную мощность электростанций этой страны. В зарубежной литературе высказано мнение, что величина эмиссии вредных продуктов в результате работы электростанций, энергия которых необходима для зарядки батарей электромобилей, представит большую угрозу, чем выбросы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Это мнение, однако, нам представляется спорным. Современные возможности передачи электроэнергии позволяют размещать электростанции на значительном удалении от городов. С другой стороны, достигнут большой прогресс в очистке выбросов электростанций от пыли и ведутся успешные поиски очистки этих выбросов от газовых компонентов. Применяя электромобили, можно решить проблему оздоровления воздушного бассейна в крупных городах, если электростанции будут расположены от них на достаточном расстоянии. Во всяком случае, при всей дискуссионное™ этого вопроса, можно предположить, что в дальнейшем электрический транспорт будет развиваться по пути как использования аккумуляторов, так и применения топливных элементов.[ ...]
Выхлопные газы автомобильных двигателей содержат около двухсот различных веществ. Однако преобладают в них лишь несколько токсичных компонентов, которые и принято определять.[ ...]
Испытаниями на автомобильном двигателе Оа1Бип 218 (рядный 4-цилиндровый, рабочий объем 1770 см3) показано, что расход масла возрастает прогрессивно в диапазоне 1000-3000 мин 1, достигает максимума при 3500 мин 1, а затем резко снижается. Расход масла в каждом из четырех цилиндров был неодинаков, а соотношения между расходами масла в каждом цилиндре не оставались постоянными при разных частотах вращения.[ ...]
Шум автомобильных двигателей. Допустимые уровни и методы измерения.[ ...]
Ежегодно в мире в автомобильных двигателях внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.[ ...]
Во многих странах автомобильные фирмы платят огромные штрафы; особенно жесткие требования предъявляются именно к бензину - он не должен содержать канцерогенные вещества (бензол и конденсированные ароматические углеводороды). Бензин с ароматическими углеводородами получают при каталитическом риформинге нефти, без них бензин имеет низкое октановое число и непригоден для автомобильных двигателей. Замена каталитического риформинга (алкилированием, изомеризацией, синтезом оксигенатов), как и перестройка всей нефтеперерабатывающей промышленности, весьма дорога (в США, по некоторым оценкам, она обошлась в 300 млрд. долл.). Даже высокоразвитые страны (например, Япония) пока не решаются делать этого. Чтобы уменьшить затраты, нефтедобывающие компании (как правило, объединенные с перерабатывающими) должны способствовать снижению себестоимости добычи нефти и повышению полноты ее извлечения из скважин. Проще всего достичь этого при добыче легкой ближневосточной нефти (поэтому именно ее добыча так стремительно возросла). США потребляют не столько собственную нефть, сколько нефть Ближнего Востока (потреблялась до войны с Ираком в 2003 г.), Мексики, Венесуэлы; однако и у американцев в недалеком будущем возникнут проблемы в связи с исчерпанием ресурсов нефти.[ ...]
В выхлопных газах автомобильных двигателей присутствуют до 150 ПАУ, их замещенных производных и гомологов [50,51].[ ...]
Нормируемыми компонентами ОГ автомобильных двигателей являются монооксид углерода, оксиды азота и углеводороды, как обладающие наибольшей токсичностью.[ ...]
На рис. 1 показан принцип работы автомобильного двигателя на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Для выполнения одного такта, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, необходимо выполнить два подготовительных такта—■ впуск и сжатие и заключительный такт — выпуск. Давление расширяющихся газов после воспламенения рабочей смеси наиболее полно используется только при условии, если смесь полностью сгорит ¡в то время, когда поршень находится вблизи в. м. т. (±15° поворота коленчатого вала). Учитывая, что смесь горит определенный промежуток времени, ее следует зажигать с опережением, т. е. до подхода поршня к в. м. т. Величина угла поворота коленчатого вала с момента зажигания рабочей смеси до в. м. т. называется углом опережения зажигания. Этот угол зависит от числа оборотов коленчатого вала, скорости сгорания топлива и нагрузки на двигатель..[ ...]
Краткие сведения об устройстве автомобильного двигателя и принципах его работы.[ ...]
Отбор проб можно проводить, используя автомобильный двигатель как аспиратор, а в зимнее время как средство обогрева поглотительных приборов, заполненных жидкой поглотительной смесью.[ ...]
Причиной образования паровых пробок в автомобильном двигателе является перегрев топлива, особенно в условиях жаркого климата.[ ...]
Однако применение водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей вследствие ряда его физико-химических свойств серьезно затрудняется. Водород имеет низкую плотность. И, несмотря на то, что в единице массы водород содержит почти в 3 раза больше тепловой энергии, чем известные ископаемые топлива, острой является проблема размещения необходимого количества водородного топлива на автомобиле: Требуется большой объем тары (1м3 водорода в нормальном состоянии имеет массу всего 90 г). Экспериментально доказана реальная возможность работы двигателя на сжатом водороде. Установлено, что один баллон с водородом, сжатым до давления 14 МПа, имеет массу 57 кг, а масса водорода при этом составляет лишь 0,45 кг. При удельной теплоте сгорания водорода 55 кДж/кг для получения количества тепловой энергии, выделяемой при сжигании 75 л бензина, на автомобиле надо иметь 40 таких баллонов со сжатым водородом. Масса тары для топлива - более 2т. Это практически полностью исключает такой вариант применения водорода в качестве автомобильного топлива.[ ...]
Очень активно во многих странах мира ведется разработка новых автомобильных двигателей (газотурбинных, роторных, паровых, аккумуляторных электрических), в том числе для уменьшения загрязнения атмосферы, В санитарном отношении из этих разработок наиболее перспективны электромобили, узловыми вопросами при конструировании которых являются поиски энергоемких легких и экономичных аккумуляторов (воздушно-цинковых, серебряно-цинковых, литий-никель-галоидных и др.). Перспективной также считается разработка топливных элементов для питания электротранспортных средств. Принцип действия этих элементов заключается в продукции электрического тока при прохождении водорода и кислорода через пористые металлические электроды (платина, никель и др.).[ ...]
Преградами на пути широкого внедрения Водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.[ ...]
Топливные элементы — это прорыв в технологии на пути к экологически чистому автомобильному двигателю. Основным горючим является водород — его пропускают через полимерные мембраны с катализаторами, которые вызывают химическую реакцию с кислородом воздуха: водород превращается в воду, а химическая энергия его сгорания — в электрическую. Еще одно достоинство двигателя на топливных элементах — высокий КПД. Для обычных двигателей, работающих на бензине и дизельном топливе, он составляет 25-45%, КПД же топливных элементов — 70% и выше.[ ...]
Наконец, необходим постоянный контроль за содержанием суперэкотоксикантов в автомобильных выбросах. В России эта проблема стоит чрезвычайно остро Хорошо известны города, где атмосферный воздух в наибольшей степени загрязнен выбросами автомобилей: Москва, Санкт-Петербург, Омск, Новосибирск, Уфа, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Волгоград, Екатеринбург, Самара, Казань и др. Наряду с ПАУ выхлопные газы автомобильных двигателей содержат ПХДД и ПХДФ. Обычно они присутствуют на уровне следов, Исследования, выполненные в Швеции, показывают, что в выхлопах автомобилей, работающих на этилированном бензине, содержание ТХДД и ТХДФ может достигать 8 нг/кг топлива [70]. Имеется много параметров, которые оказывают влияние на концентрацию диоксинов в выхлопных газах: состояние масла в двигателе. степень его изношенности, наличие присадок и др.[ ...]
Одним из наиболее распространенных источников загрязнения атмосферы является автомобильный транспорт. Автомобильные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработанными газами (ОГ), картерными газами и топливными испарениями. При этом 95-99% вредных выбросов приходится на ОГ, представляющие собой аэрозоль сложного состава, зависящего от режима работы двигателя.[ ...]
В качестве заменителя свинца в бензине был предложен спирт. Блум [50] сообщил об испытаниях автомобильного двигателя на бензине с октановым числом 91, который содержал 10% метанола в качестве добавки. Было обнаружено, что мощность двигателя возросла на 3 л. с. по сравнению с двигателем, работающим на бензине с добавками свинца.[ ...]
Большое значение имеет чистота топлив и масел для обеспечения нормальной работы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Износ автомобильных двигателей возрастает с увеличением среднего размера частиц загрязнений до 30 мкм.[ ...]
Однако такая зависимость расхода масла от его вязкости имеет место не всегда. Как показано опытами на автомобильном двигателе Skoda 1000МВ и дизеле VD14,5/12-ISRW в стендовых условиях с использованием масел, имевших вязкость в пределах 7-17 мм2/с при 100°С и испаряемость по Ноаку (DIN 51581) в пределах 6,8 - 32%, расход масла через ЦПГ с увеличением вязкости возрастал, что обусловлено большей толщиной масляной пленки, а следовательно, и более высокой температурой ее поверхности. Расход через направляющие клапанов, напротив, уменьшался. Общий расход масла в двигателе зависит от соотношения этих двух его составляющих.[ ...]
Проблема уменьшения содержания наиболее опасных для здоровья человека окислов азота в выхлопных газах автомобильных двигателей без снижения их КПД трудноразрешима с технической точки зрения. Окислы азота образуются во время любого высокотемпературного горения в присутствии воздуха, состоящего главным образом из азота и кислорода. Причем чем выше температура, тем в большем количестве образуются окислы азота. Понижение температуры горения уменьшает их содержание в выхлопных газах, однако одновременно снижается КПД двигателя и его мощность.[ ...]
Калильное зажигание по своему характеру принципиально отличается от детонационного сгорания, хотя эти явления в условиях работы автомобильного двигателя тесно связаны. Однако процесс сгорания смеси после калильного зажигания протекает с нормальными скоростями и может не сопровождаться детонацией. И хотя калильное зажигание и детонация тесно связаны между собой и часто оба явления имеют место в двигателе в одно и то же время, но механизм протекания этих процессов и меры борьбы с ними существенно различаются.[ ...]
В крупных городах и городах-курортах создается сеть контрольно-регулировочных пунктов. Так, в Алма-Ате организуется служба контроля токсичности автомобильных выбросов в атмосферу. По решению горисполкома руководители автохозяйств, промышленных предприятий, организаций и ведомств, имеющих более 50 автомобилей, организуют службу контроля токсичности выхлопных газов. Автомашины, находящиеся в индивидуальном пользовании, проходят проверку токсичности на специальной станции Казавтотехобслуживания. Впервые в стране создана передвижная контрольная лаборатория для выборочной проверки работы автомобильных двигателей на улицах города. С 1 августа 1972 г. эксплуатация в городе автомобилей без талона проверки на токсичность запрещена.[ ...]
Системы холостого хода с подачей эмульсии в пространство за дроссельной заслонкой до недавнего времени применялись во всех карбюраторах. Однако с введением ограничений на выброс токсичных веществ автомобильными двигателями появились новые конструкции систем холостого хода, получивших название автономных. Отличительной особенностью этих систем является то, что процесс образования горючей смеси происходит не непосредственно в основной камере карбюратора, а в специальном смесеобразующем устройстве. Топливная эмульсия, образующаяся после смешивания поступающего через топливный жиклер топлива с подсасываемым через воздушный жиклер воздухом, не сразу подается в пространство за дроссельной заслонкой, во впускной тракт, а подвергается предварительному дроблению и перемешиванию с воздухом в специальном распыливающем устройстве. Далее почти готовая топливо-воздушная смесь поступает во впускной трубопровод из автономной системы карбюратора.[ ...]
Борьба с картерными газами. Основным методом борьбы с выбросом картерных газов является замкнутая система вентиляции картера, при которой картер-ные газы отводятся не в атмосферу, а во впускную систему двигателя. Подобная система вентиляции картера внедрена на американских автомобильных двигателях. На наших двигателях используется как замкнутая, так и открытая система вентиляции картера. При возвращении картерных газов после карбюратора снижается эмиссия углеводородов на 10—40%, окиси углерода — на 10—25%, но возрастает выброс окислов азота на 10—40.% . Авторы приходят к выводу, что для уменьшения влияния системы вентиляции картера на поступление вредных продуктов в атмосферу необходимо применять такие системы вентиляции, которые обеспечивают одновременное возвращение картерных газов как до карбюратора, так и после него.[ ...]
Концентрация ПАУ в воздухе большинства городов мира до последнего времени имела довольно высокие значения - от 0,1 до 100 и более нг/м’ [49] Принятие в ряде стран законодательных решений и усовершенствование автомобильных двигателей привело к сокращению токсичных выхлопов и уменьшению уровня загрязнений. В США эта цифра составила 95%. В настоящее время основным фактором, способствующим загрязнению атмосферы в США и других странах Европы Г1АУ, является рост числа автомобилей.[ ...]
Катер-экраноплан «Волга-2» спроектирован на класс «ЭР» Российского Речного регистра. Полная масса 2,85 т. Габаритные размеры: длина 11,6 м, ширина 7,6 м, высота 3,6 м. В качестве СЭУ установлено два автомобильных двигателя ЗМЗ-В.4062. Скорость судна до 140 км/ч. Оно может двигаться по земле, спокойной воде и при волнении до 0,5 м, выходить на берег при уклоне до 5 . Успешно прошли летние и зимние испытания головного судна. Построено 6 судов.[ ...]
Работы по снижению концентрации вредных веществ в выхлопных газах автомобилей в широких масштабах проводятся как в США, так и в Европе. Исследование ведется в двух направлениях: с одной стороны, совершенствование процесса сжигания топлива в цилиндрах двигателя, в частности, с помощью соответствующих добавок; с другой стороны, уменьшение количества несгоревших компонентов топлива путем дожигания выхлопных газов после выхода из цилиндров в условиях дополнительной подачи воздуха и особенно с использованием катализаторов, а также отвод выхлопных газов из картера в воздухосборник. Окончательное решение проблемы в настоящий момент еще не найдено. Необходимо подчеркнуть однако, что дополнительные расходы на такие устройства не должны являться препятствием к их созданию и использованию, если только конструкторы автомобильных двигателей будут стремиться не допустить отставания этой отрасли в общей борьбе за поддержание чистоты воздуха.[ ...]
Канцерогенность ПАУ зависит от их структуры. Так, бенз[а]пи-рен - сильный канцероген, хорошо известный и часто использующийся в качестве маркера. В то же время его структурный изомер -бенз[е]пирен - не является канцерогеном. Оба этих вещества канцерогенны, а коронен, основной компонент выхлопов автомобильных двигателей, не является таковым. Таким образом, чтобы установить, насколько токсична смесь ПАУ, требуется определить не только их суммарное содержание, но и содержание каждого компонента в отдельности.[ ...]
Загрязнения, возникающие в процессе добычи свинцовых руд, не являются причиной для беспокойства, они незначительны по сравнению с другими источниками. Загрязнения при выплавке свинца можно уменьшить, улучшив контроль производства, при этом имеются свидетельства того, что это может быть достигнуто. Гораздо более важной проблемой является предотвращение загрязнения свинцом в результате выхлопа автомобильных двигателей. Простое уменьшение количества свинца в бензине скорее всего окажется неэффективным, так как оно приведет к снижению мощности двигателей и к увеличению выброса других загрязняющих веществ, таких как СО. Так, во многих странах количество свинца в бензине снижено до 1 г/л; уменьшение до 0,30 г/л в США предполагали осуществить до 1977 г; в ФРГ надеялись уменьшить этот уровен до 0,12 г/л к 1976 г.[ ...]
Собственно говоря, обозначать состояние атмосферного воздуха в Лос-Анжелосе термином «смог» неправильно, поскольку там благодаря использованию бездымных видов топлива з пустынной по своему характеру местности нет ни дыма, ни тумана в обычном понимании. Загрязнение атмосферного воздуха в этом районе возникает главным . образом в результате фотохимических реакций между окислами азота и парами органических веществ, причем источниками обоих являются процессы неполного сгорания топлива на промышленных предприятиях, в автомобильных двигателях и мусоросжигательных печах, а также непосредственное испарение газолина в атмосферу (Haagen-Smit, 1962; Haagen-Smit a. Fox, 1956). ¡Конечно, кроме этих веществ, в атмосфере Лос-Анжелоса присутствуют и многие другие неорганические ,и органические соединения (Los Angelos Air Pollution Control District, 1951; Standford Research Institute, 1954).[ ...]
Наиболее распространенные приборы, применяемые для оценки изменения плотности (называемые калибраторами), состоят из редуктора (рис. 6.4), у которого впускной и выходной патрубки сообщаются с манометрами. Во впускной патрубок из резервуара под давлением поступает воздух или жидкость. Выходной патрубок имеет наконечник для подключения к проверяемому сопряжению. Редуктор позволяет устанавливать постоянную величину давления при подаче рабочего тела. При таком положении давление на выпуске из прибора будет функцией изменения расхода в зависимости от состояния сопряжения, Для проверки автомобильных двигателей выпускается прибор К-69А, работающий по этому принципу. Им можно определять также герметичность клапанов.[ ...]
При изучении проблем, связанных с воздействием на окружающую среду, прежде всего следует отметить, что они не являются такой четко очерченной областью, как это представляется на первый взгляд. Конечно, в некоторых случаях эти вопросы решаются достаточно однозначно. Так, например, утечка из хранилища на химическом предприятии высокотоксичного соединения 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксина(ТХДД) в 1976 г. (Севезо, Италия), приведшая к трагическим результатам для людей и животных, несомненно, должна рассматриваться как прямое воздействие на природу. Естественное поступление оксидов азота в атмосферу во много раз превосходит вклад, обусловленный антропогенной деятельностью. Этот вопрос обстоятельно будет разобран в дальнейшем (разд. 2.2.6). Проблема усложняется также и тем, что условия жизни на нашей планете не сохраняются постоянными, а непрерывно изменяются во времени.[ ...]
Особое место занимают проекты новых технологий и технических устройств. При достаточно большой инерционности производства непрерывно происходит их замена по цепи «лучший из имеющихся (доступных) — лучший из разработанных (изобретенных) —лучший из желаемых (теоретически достижимых)». Понятие «лучший» рассматривается с технической, экономической, социальной и экологической точек зрения одновременно, к тому же с учетом географических и общих социально-экономических условий конкретных регионов (включая технологическую культуру), где технологию или техническое устройство собираются использовать. Например, выхлоп автомобильного двигателя по своему воздействию на среду жизни различен в условиях Крайнего Севера, умеренной полосы, влажных регионов и сухих пустынь юга. Типы энергетических устройств в этих же местах получат также различную оценку, усложненную критериями легкости получения энергоисточника, его воздействия на среду при транспортировке (при ее необходимости) и т. п. показателями.[ ...]
В качестве примера использования Тенакса ТА как материала для ловушки можно привести анализ выхлопных газов автомобиля [31].[ ...]