Борьба с выхлопными газами автотранспорта

Причины «дымления» автомобилей разнообразны: не­исправность двигателя, неотлаженность системы пита­ния или зажигания. Если автомобильные двигатели будут правильно отрегулированы, выброс вредных ве­ществ в атмосферу уменьшится в 3-6 раз. Нарушение технологической дисциплины, неисправности двигателя приводят к тому, что автомобиль неделями, а то и ме­сяцами развозит по улицам ядовитый чад. Правильная регулировка карбюратора позволяет не только умень­шить загрязнение воздуха, но и сократить расход топ­лива.

С целью защиты атмосферного воздуха от загрязне­ния выбросами автотранспорта в зоне пребывания человека большое значение имеют градостроительные мероприятия, направленные на снижение концентраций выхлопных газов. Они включают приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой за­стройки по принципу зонирования, причем в первом эшелоне застройки (от магистрали) размещаются здания пониженной этажности, затем дома повышенной этаж­ности и в глубине застройки — детские и лечебно-профилактические учреждения.

Оценка автомобилей по токсичности выхлопов.

Важ­ным средством борьбы с выбросами автотранспорта яв­ляется ограничение количества вредных веществ, выде­ляемых автомобилем.

В РФ на Государственную автомобильную инспек­цию возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния ав­то- и мототранспорта.

Одной из эффективных мер по борьбе с выбросами автотранспорта стало государственное нормирование вредных выбросов автотранспорта. В нашей стране существуют два вида стандартов на нормы и методы определения вредных веществ в отработавших газах автомобилей и двигателей. Первый вид — государствен­ные стандарты, распространяющиеся на автомобили, находящиеся в эксплуатации, т. е. на весь автомобиль­ный транспорт.

Второй вид — отраслевые стандарты на новую продукцию, предусматривающие проверку токсичности отработавших газов автомобилей с иск­ровым зажиганием массой от 400 до 3500 кг, двигателей грузовых автомобилей и автобусов при приемочных и контрольных испытаниях на предприятиях-изготови­телях. Причем количество автомобилей (двигателей, карбюраторов) для контрольных испытаний устанав­ливается предприятием-изготовителем при гарантиро­ванном соответствии всей продукции установленным нормам.

Согласно Закону об охране атмосферного воздуха «Об административной ответственности за нарушение законодательства об охране атмосфер­ного воздуха», предусматривающий ответственность долж­ностных лиц и отдельных граждан за выпуск и экс­плуатацию автомобилей и автотранспортных средств, у которых содержание загрязняющих веществ в выбросах, а также уровень шума, производимого ими при; работе, превышают установленные нормативы.

Созданы портативные газоанализаторы, с помощью которых измеряют степень загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта с карбюраторными двигателями.

Природный газ — топливо для автомобиля.

В настоя­щее время всё большее количество автомобилей переводится на природный газ. Это позво­лит увеличить чистоту воздушного бассейна в городах и районах, где будут работать автомобили, заправлен­ные газом.

Высокооктановое, стабильное по составу газовое топ­ливо хорошо смешивается с воздухом и, равномерно распределяясь по цилиндрам двигателя, способствует более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих, на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик ЗИЛ-130, переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньший, чем бензиновый двигатель.

Наряду с сжиженным газом в настоящее время ис­пользуется сжатый газ. С этой целью создается сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных стан­ций (АГНКС), предназначенных для заправки автомо­билей сжатым природным газом.

Привет студент

3.1 Борьба с выхлопными газами автомобилей

Известные способы борьбы с загрязнением воздушного бассейна можно подразделить на три группы.

К первой группе относятся способы, обеспечивающие уменьшение экологической опасности транспорта (улучшение конструкции автомобильной техники, усовершенствование и создание новых двигателей внутреннего сгорания (форкамерный двигатель), замена двигателей внутреннего сгорания электродвигателями, содержание автомобилей в исправном состоянии и др., перевод автомобилей на новые виды топлива (газ), внедрение различных систем очистки отработавших газов (с каталитическими нейтрализаторами).

Основным источником загрязнения атмосферы от дорожно-транспортного комплекса являются выхлопные газы автомобилей. Система снижения токсичности двигателя включает конструктивные элементы, обеспечивающие сжигание количества загрязняющих веществ, выбрасываемых при его работе. К ним относятся системы вентиляции катера двигателя, система рециркуляции отработавших газов, электронные системы управления карбюратором, улавливание топливных испарений из системы питания. Основным компонентом картерных газов являются углеводороды топлива и масла, поэтому эффективный путь предотвращения загрязнения атмосферы – это создание замкнутой системы вентиляции картера. Для картерных газов в загрязнении атмосферы может достигать 20-30% в общем балансе выброса двигателя. Поэтому закрытая система вентиляции предусматривает транспортирование картерных газов во впускной тракт двигателя для сжигания их в рабочих цилиндрах.

Система рециркуляции отработавших газов применяется как эффективное средство уменьшения выделений оксидов азота. Принцип ее работы основан на всасывании части отработавших газов во впускной трубопровод двигателя. Количество газов, участвующих в рециркуляции, может достигать 20-25%, при этом содержание азота снижается до 70-80%.

Электронная система управления карбюратором учитывает температуру двигателя, температуру горючей смеси, чистоту вращения и др. параметры для обеспечения оптимального состава горючей смеси и ее наилучшего сгорания с наименьшей концентрацией токсичности компонентов в отработавших газах.

Улавливание топливных испарений из системы питания заключается в вентилировании топливных баков и карбюратора с осаждением паров в специальных адсорберах или в картере двигателя. Адсорбер представляет собой емкость, заполненную поверхностно-активным веществом – адсорбентом, в качестве которых обычно используют активированный уголь. При работе двигателя происходит регенерация адсорбента продувкой его воздухом, засасываемом во впускную систему двигателя. Применение такой системы экономит на легковом автомобиле в среднем 36 г. бензина в сутки, на грузовом – 100 г. с одновременным снижением выбросов.

Нейтрализация отработавших газов двигателя автомобиля заключается в окислении продуктов неполного сгорания топлива. Его интенсифицирует повышением температуры в системе выпуска газов, подачей в зону окисления дополнительного воздуха, введением катализаторов. Термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированную емкость со специальной организацией течения отработавших газов. В термоизолированных камерах происходит дожигание промежуточных продуктов сгорания СО и СnHm до конечных продуктов СО₂ и Н₂О. Применение каталитических нейтрализаторов позволяет окислять продукты неполного сгорания и нейтрализировать оксиды азота. Процесс окисления происходит во время прохождения отработавших газов через слой катализатора. В качестве каталитических нейтрализаторов применяют благородные металлы (палладий, платину), а также оксиды переходных металлов (меди, кобальта, никеля, ванадия, марганца и др.). Наилучшую очистку отработавших газов дают двухсекционные нейтрализаторы, позволяющие после прохождения первой секции уменьшить содержание оксидов азота, а после второй – содержание СО и С_nН_m.

Жидкостная нейтрализация отработавших газов получила широкое распространение на автомобилях и оборудовании, работающих в замкнутом пространстве. Система очистки в этом случае включает улавливание мелкодисперсных частиц путем пропуска отработавших газов через слой воды или водного раствора. Часть компонентов отработавших газов (альдегиды, оксиды серы, высшие оксиды азота) при прохождении через слой жидкости нейтрализуются. Для ограничения выбросов твердых частиц дизельных двигателей используют сажевые, керамические и металлические фильтры. Иногда на фильтрующие материалы наносят специальные катализаторы. В последнее время начинают использоваться электрофильтры [30].

Вторая группа охватывает архитектурно-планировочные решения — увеличения площадей парков и скверов, строительство новых транспортных систем, создание безостановочных магистралей, строительство подземных переходов, тоннелей и др., регулирование движения автомобилей и др. Необычайно важен вопрос совершенствования организации движения (оптимизация скоростных режимов, «зеленая волна”, улучшение светофорного регулирования и др.), рациональной организации транспортных процессов (разгрузка улиц, дорог и центра города, введение бестранспортных зон и др.).

К третьей группе можно отнести способы, связанные с уменьшением токсичности ОГ и организационно — технические мероприятия — установка на автомобилях газоулавливающих аппаратов, оптимизация работы карбюраторов, применения к топливу присадок, контроль загазованности, мероприятия по выселению автотранспортных предприятий за пределы города, введение новых нормативно-технических документов в области защиты атмосферного воздуха и т.п.

Эффективность применения того или иного способа борьбы с загрязнением воздуха зависит от конкретных условий эксплуатации автомобильного транспорта. Но все они являются приемлемыми, так как направлены на решение важнейшей проблемы — защиту окружающего нас пространства.

Наиболее логичным способом защиты человека от вредного воздействия дорожно-транспортного комплекса является создание преграды между автомобильной дорогой и селитебной зоной для предотвращения широкого распространения загрязнителей.

Наиболее распространено создание вдоль дорог полосы зеленых насаждений [30].

Защитные свойства зеленых насаждений — основные показатели влияния зеленых насаждений на окружающую среду. Зеленые насаждения очищают воздух от вредных веществ, пыли газов, сажи, снижают шум в жилых квартирах т температуру, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Зеленые насаждения на площади в 1 га за год очищают 10 млн.м 3 воздух, а за 1 ч. поглощают 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газо-защитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадок, видового состава деревьев и кустарников, времени года. Установлено, что на расстоянии 1 км от источника концентрация окиси азота при наличии зеленых насаждений в пять раз меньше, чем без них. Содержание угарного газа на расстоянии 30. 60 м от проезжей части после появления листвы на деревьях снижается в 2. 2,5 раза. Хвоя и листья деревьев способны активно поглощать сернистый газ. Наибольшей интенсивностью поглощения обладает клен серебристый — 568,3мг/ч на 1 кг сухого веса. Значительно ниже этот показатель у ели обыкновенной — 81,8 мг/ч.

Зеленые насаждения имеют рекреационное значение. Они выделяют в воздух лечебные вещества — фитонциды, которые убивают вредные для человека микроорганизмы, отпугивают кровососущих насекомых и тем самым предупреждают многие инфекционные заболевания. Некоторые растения за сутки способны выделить такое количество фитонцидов, что их достаточно, чтобы обезвредить от микроорганизмов целую улицу большого города. Например, в тщательно стерилизованной операционной всегда можно обнаружить 7. 10 микробов на 1 дм 3 воздуха, а в дубовом лесу летом также не удается найти и десятка их на 1 м 3 .

Зеленые насаждения имеют определенное эстетическое и психологическое значение. Благодаря богатству форм, красок и фактуры растения благоприятно действуют на настроение человека, снижают переутомление и нервные «кризисы”, создают оптимальные условия для отдыха.

Велико и многообразно значение зеленых насаждений в формировании ландшафтов, они обогащают архитектуру населенных пунктов, городских площадей и улиц, автомобильных магистралей и мест массового отдыха.

Практика подтверждает эффективность применения зеленых насаждений для защиты жилых районов от загрязнения автотранспортом. В этом случае посадки должны состоять из газоустойчивых пород деревьев и кустарников.

Влияние зеленых насаждений на уровень загазованности воздуха приведена в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Влияние зеленых насаждений на уровень загазованности воздуха

Борьба с токсичностью отработавших газов автомобильного транспорта

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Мая 2014 в 23:44, реферат

Краткое описание

Принцип работы автомобильных двигателей основан на пре-вращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, после чего в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие га¬зы, такие как азот и углекислый газ. [5]
При сгорании топлива в ци¬линдрах двигателей образуются нетоксичные, такие как водяной пар и углекислый газ, и токсичные вещества, являющиеся продук¬тами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся оксид углерода (угарный газ), углеводороды, оксиды азота, оксиды серы, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, соединения свинца. [3, 48с.]

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

Институт «Современные технологии машиностроения, автомобилестроения и металлургии»

Кафедра «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование»

Дисциплина: «Введение в специальность»

Тема: «Борьба с токсичностью отработавших газов

студент группы С01-381-1

Проверил к.т.н. доцент

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, после чего в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. [5]

При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные, такие как водяной пар и углекислый газ, и токсичные вещества, являющиеся продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся оксид углерода (угарный газ), углеводороды, оксиды азота, оксиды серы, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, соединения свинца. [3, 48с.]

(См. Приложение, Рис. 1)

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. [1, 19с.]

Евросоюзом, начиная с 1988 г. приняты нормы токсичности отработавших газов, которые с течением времени и развитием технологий ужесточались из-за ухудшающегося экологического состояния планеты. [2, 134с.]

(См. Приложение, Рис. 2)

Методы снижения токсичности выбросов

Методы, применяемые для снижения токсичности, можно разделить на четыре основные группы:

• изменение конструкции, рабочего процесса, технологии производства и специального регулирования двигателей внутреннего сгорания и их систем;
• применение другого вида топлива или изменение физико-химических свойств топлива;
• очистка выбросов от токсичных компонентов с помощью дополнительных устройств;
• замена традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками. [4, 64с.]

Методы первой группы включают многочисленные мероприятия по улучшению смесеобразования и обеднения смеси, дозирования и распределения ее по цилиндрам (электронные и электромеханические системы впрыска топлива, модифицированные быстропрогреваемые впускные клапаны, термостатирование воздуха, гомогенизация смеси).
Токсичность отработавших газов значительно уменьшается при применении бесконтактных транзисторных систем зажигания; карбюраторов с быстродействующими заслонками, пневматическим впрыском и электронным управлением; использовании форкамерно-факельных, процессов и послойного смесеобразования; установке устройств для рециркуляции отработавших газов, изменении формы камеры сгорания и впрыске в нее воды. [4, 64с.]

С помощью специальных регулировок (состава смеси, частоты вращения холостого хода, угла опережения зажигания и опережения впрыска топлива, времени перекрытия клапанов) можно уменьшить содержание токсичных компонентов в отработавших газах. [4, 64с.]

Снижение выброса вредных компонентов можно достичь путем поддержания двигателя в чистоте и снижения загрязнения системы питания, отложений в газораспределительном механизме, всасывающей трубе. [4, 65с.]

Вторая группа методов имеет два основных направления: применение присадок к топливам, снижающих выброс свинца, серы, канцерогенных веществ, сажи и твердых частиц; перевод двигателей на другие виды топлива (пропан-бутан, природный газ, водород, воздух). [4, 65с.]

Третья группа методов – очистка выбросов от токсичных компонентов, производимая с помощью нейтрализаторов различных типов и очистителей, устанавливаемых на автомобили. Эти методы получили широкое распространение в ряде стран. Нейтрализаторы производят физико-химическую очистку выбросов (термические, каталитические, жидкостные, механические, улавливающие испарения топлива и картерных газов, комбинированные), а очистители осуществляют очистку воздуха на входе в двигатель и отработавших газов при выходе их из двигателя. [4, 66с.]

Распространенные в настоящее время бензиновые карбюраторные двигатели могут быть заменены двигателями других типов, отработавшие газы которых содержат меньше токсичных веществ: дизелями и особенно их малотоксичными модификациями; двигателями, работающими на газовом топливе; гибридной силовой установкой, в которой объединены двигатель внутреннего сгорания, генератор переменного тока, тяговый электромотор и аккумулятор (Toyota Prius); ротопоршневыми; газотурбинными. Могут применяться двигатели, которые вообще не дают вредных выхлопов: электрические; двигатели, работающие на водородном топливе или на сжатом воздухе (двигатель французского изобретателя Ги Негра). Теоретически могут быть применены комбинации ДВС с емкостным накопителем энергии на базе конденсаторов, а также паровые двигатели. Необходимо учитывать, что применение комплекса устройств, снижающих токсичность, в большинстве случаев значительно удорожает автомобиль (до 25%). [6]