Выброс CO2 автомобиля: что необходимо знать при выборе автомобиля? Состав и влияние на экологию

Любой современный автомобиль, в основе которого лежит двигатель внутреннего сгорания, вырабатывает токсичные вещества или выхлопные газы. Этот термин больше известен, как выброс CO2, который рассчитывается в граммах на пройденное расстояние в километрах. Многие автомобилисты пренебрежительно относятся к этому моменту, а зря, по той простой причине, что выхлопы транспортных средств наносят непоправимый вред окружающей среде. Разумеется, есть и неравнодушные к этому люди, из-за чего автопроизводители в последние годы стараются существенно снизить уровень выбросов в атмосферу, используя различные дополнительные конструктивные элементы для автомобилей. Так как далеко не все автовладельцы в курсе, что такое выбросы CO2, здесь потребуется более подробно раскрыть эту тему.

Состав выбросов CO2

Перед тем, как углубляться в основные подробности конструктивных особенностей транспортных средств, необходимо прежде всего рассмотреть состав выхлопных газов, куда входят следующие компоненты:

• обычный водяной пар;
• такие газы, как азот и кислород;
• диоксиды и оксиды углерода;
• определенное количество углеводородов;
• альдегиды и диоксид серы;
• сажа и бензапирен.

Некоторые вещества в данном случае не представляют какой-либо угрозы для окружающей среды. Другие, напротив, являются токсичными и отравляют не только атмосферу, но и здоровье человека.

Компания Mitsubishi возвращается на европейский рынок. Для этого ей потребуется помощь Renault

Опубликованы первые фотографии серийной версии седана Honda Civic нового поколения. Он выглядит, как Accord

Новый Renault ZOE Limited: чем привлекательна ограниченная серия французского хэтчбека?

Если говорить про количество вредных выбросов автомобилем, то их принято рассчитывать, взяв за основу стандартный двигатель внутреннего сгорания, который при сжигании одного литра топлива выделяет в атмосферу порядка 16 килограмм вредных веществ. В частности, среди всех упомянутых ранее компонентов выхлопных газов следует поговорить про наиболее опасные вещества, которые токсичны и могут оказать пагубное воздействие на здоровье человека.

Углекислый газ и моноксид углерода

В первую очередь необходимо упомянуть именно про эти вещества, так как они относятся к наиболее опасным компонентам выбросов CO2 автомобиля. Эти элементы наносят непоправимый вред экологии. По этой причине, большинство стран выполняют соответствующую проверку транспортных средств, чтобы выбросы этих веществ не превышали допустимый показатель нормы, когда состав не так опасен для экологии и здоровья человека. В частности, стоит напомнить, что вред, который могут нанести данные вещества, напрямую зависит от их концентрации в воздухе. К примеру, менее 0,05% углекислого газа влечет за собой тошноту и появление головной боли. Если концентрация достигает 0,5%, то человек может умереть спустя 15 минут, так как наступает удушье.

Стоит отметить, что повышенное содержание углекислоты в воздухе — это следствие неполного прогорания горючей смеси, проходящей через двигатель и выхлопную систему. Наиболее часто подобное происходит в тот момент, когда транспортное средство находится в режиме прогрева. Именно поэтому, автомобили принято прогревать на улице либо в тщательно проветриваемых помещениях. Примечательно, что снизить количество выбросов можно путем правильного проведения настройки карбюратора или иного механизма, отвечающего за подачу топлива и его впрыск в цилиндры.

Органические масла и углеводороды

Сразу стоит оговориться, что сами по себе упомянутые вещества не способны навредить здоровью человека. Однако, ситуация в корне меняется, как только эти компоненты начинают вступать в реакцию с солнечными лучами. Под их воздействием такие пары смешиваются с другими элементами в воздухе, из-за чего впоследствии появляются токсичные соединения. В конечном итоге, полученные элементы чаще всего вызывают раздражение слизистой оболочки, а также дыхательных путей человека. Необходимо понимать, что при правильной настройке мотора, уплотнительных колец, а также свечей зажигания и модуля, отвечающего за впрыск топлива, весь углеводород начинает прогорать, и в конечном итоге выделяется углекислый газ и водяной пар – вещества, которые полностью безвредны для человека.

Формальдегид

Автомобили, которые работают за счет двигателя внутреннего сгорания, в небольших количествах выделяют формальдегиды. Эти вещества достаточно быстро вступают в реакцию с азотом, присутствующем в атмосфере. В конечном итоге, появляются токсины, которые могут оказать пагубное воздействие не только на здоровье человека, но и на окружающую среду. Если концентрация таких веществ достаточно высокая, то впоследствии проявляется туман, представляющий самую натуральную угрозу жизни человека.

Сажа и пыль

Еще одни частицы, которые так или иначе выделяются из выхлопной системы в результате отвода выбросов CO2 по отводным каналам. Чаще всего, это происходит из-за металлической стружки, которая так или иначе образуется при работе цилиндров. Полностью эти элементы не прогорают, из-за чего в небольшом составе вырываются наружу и загрязняют окружающую среду. Сами по себе частицы не представляют опасности, пока не попадают в организм человека, где они достаточно быстро оседают, а после влекут за собой проблемы с дыхательной и сердечно-сосудистой системами. В настоящее время нет возможности полностью избавиться от выделения таких частиц, однако, можно заметно снизить их величину, если пользоваться только качественным топливом.

Бензпирен

В данном случае речь идет про полициклический ароматический углеводород. Этот компонент может без каких-либо проблем скапливаться в любых природных объектах (к примеру, почва или вода). Также такое вещество может регулярно накапливаться в человеческом организме до определенного момента, когда не достигнет критической концентрации. После этого начинается необратимое воздействие на человеческое здоровье. Именно поэтому, на современных транспортных средствах устанавливается качественная выхлопная система, которая не позволяет веществу в большом количестве проникать в окружающую среду.

Конструкция выпускной системы автомобиля

Для того, чтобы существенным образом снизить пагубное воздействие выбросов CO2 на окружающую среду, а также человеческое здоровье, современные автопроизводители оборудую свои автомобили качественным выхлопом. Он состоит из следующих компонентов:

• коллектор выпускной – в данном случае речь идет про элемент, задействованный для отвода газов, а также последующего охлаждения, методом продувки цилиндров мотора. Коллектор чаще всего выполняется из крепких и жаростойких материалов, которые не будут подвергаться пагубному воздействию отработанных газов, которые могут на выходе разогреваться от 700 до 1000 градусов Цельсия;
• приемная труба – это металлическая труба, которая имеет достаточно сложную форму. Элемент крепится при помощи фланца к коллектору или к турбокомпрессору;
• нейтрализатор каталитического типа – это конструктивный элемент, который устраняет из отработки наиболее вредные примеси, переводя их водяной пар. Это устройство ставится почти на все авто с бензиновыми моторами, соответствующими экологическому классу Евро-2 и выше. Также данное приспособление преобразует углекислый газ в более безопасный азот;
• пламегаситель – это наиболее бюджетный вариант вместо сажевого фильтра или катализатора. Применяется для снижения температуры отработанных газов, а также уменьшения энергии. Это приспособление практически не используется в современных автомобилях, так как никак не уменьшает токсичность выбросов;
• лямбда-зонд – еще один важный атрибут выпускной системы, который контролирует величину кислорода в составе отработке. На сегодняшний день авто может оснащаться одним или сразу двумя датчиками соответствующего типа;
• сажевый фильтр – данное приспособление применяется в обязательном порядке на дизельных моторах. Этот элемент позволяет удалить сажу из выбросов CO. В современных авто он может совмещать в себе также функции катализатора;
• резонатор – этот компонент используется для снижения уровня шума, который вырабатывается в процессе выпуска отработанных газов, а также в результате работы самого силового агрегата;
• трубопроводы – это вспомогательные конструктивные элементы, которые позволяют соединить всю выхлопную систему воедино, чтобы на выходе выбросы не загрязняли окружающую среду, а также не угрожали здоровью человека.

Следует понимать, что современные выхлопные системы далеко не всегда используют сразу все упомянутые компоненты, так как производители автомобилей берут за основу только определенные изделия, способные в полной мере очистить отработанные газы, а также снизить уровень шума авто.

Принцип работы выхлопной системы

Для того, чтобы автомобилист понимал, из-за чего транспортные средства оказывают пагубное воздействие на окружающую среду, стоит на наглядном примере разобрать принцип работы системы выхлопа, а именно:

• после сгорания топлива, происходит открытие выпускных клапанов и через освободившиеся каналы выходят газы и несгоревшее горючее;
• далее газы попадают в выпускной коллектор, где постепенно объединяются в один сплошной газовый поток;
• отработка проходит по трубе до первого кислородного датчика, который передает в блок управления данные, где учитывается состав топливовоздушной смеси;
• после этого отработка добирается до катализатора, где газы вступают в реакцию с металлами-окислителями, из-за чего теряют свою токсичность;
• далее отработка проходит второй кислородный датчик, где определяется качество очистки газов и работоспособность катализатора;
• практически в самом конце отработанные газы попадают в резонатор, где происходит перенаправление потоков, что снижает уровень шума;
• после прохождения через последний глушитель, отработанные выбросы CO2 напрямую попадают в атмосферу.

Примечательно, что такая система выпуска отработанных газов с каждым годом совершенствуется автомобильными производителями, чтобы существенно снизить вред, наносимый окружающей среде.

Особенности выхлопной системы дизельного двигателя

Автолюбителям необходимо принимать во внимание тот факт, что силовые агрегаты, работающие на тяжелом топливе, выбрасывают в атмосферу большее количество токсичных веществ. Именно поэтому стоит выделить некоторые особенности системы выхлопа для дизелей:

• начальная температура выхлопных газов в дизельном моторе несколько ниже и варьируется в пределах 500 – 600 градусов Цельсия;
• после выхода из цилиндров отработанные газы в первую очередь направляются в турбокомпрессор, с помощью которого осуществляется наддув;
• далее отработка проходит через лямбда-зонд и направляется в сажевый фильтр, где происходит очистка;
• на завершающем этапе выхлоп проходит через глушитель, после чего попадает напрямую в атмосферу.

Стоит отметить, что эволюция силовых агрегатов, а также выхлопных систем ведется регулярно, и уже, к примеру, для двигателей бензинового и дизельного типа с классом Евро-5 наличие сажевого фильтра, а также катализатора является обязательным моментом. При этом, такие компоненты нельзя поменять на пламегаситель в соответствии с действующим законодательством.

Вывод

Современным автолюбителям необходимо принимать во внимание тот факт, что автомобиль, по своей сути, является сложным механизмом, в составе которого присутствует целый ряд конструктивных элементов. В том числе, здесь присутствует система выброса CO2 напрямую в атмосферу, которая очищает и отводит выхлопные газы и частицы несгоревшего топлива. Знать про эти элементы необходимо каждому водителю, по той простой причине, что с течением времени система выхлопа выходит из строя, после чего в окружающую среду начинают выбрасываться ядовитые вещества, не проходящие специальную очистку. В этот момент автолюбитель должен незамедлительно приступить к ремонту, потому что неочищенные отработанные газы вредят не только природе, но и здоровью человека. Автор: Олег Мокров

Снижение выбросов СО2: меньше газа — чище воздух

МЕЛКАЯ МОТОРИКА

В цивилизованных странах показатель выбросов двуокиси углерода в последние три-четыре года вошел в число основных характеристик автомобиля. Ирония в том, что сократить количество вылетающего из трубы углекислого газа можно лишь одним путем — урезать аппетит двигателя. Ведь масса выплюнутого автомобилем CO2 и литры съеденного топлива напрямую зависят друг от друга.

Поэтому на передовой в войне с опасным врагом стоят отряды мотористов и инженеров автомобильных компаний. Основные средства борьбы за чистоту выхлопа известны еще с середины 90-х годов прошлого века: изменяемые фазы газораспределения, впускные тракты с изменяемой длиной, облегченные детали и узлы, не говоря уже о различных материалах и технологиях, снижающих потери на трение. Кроме того, по оценкам инженеров компании «Бош», выпускающей топливную аппаратуру для большей части европейских моделей, одно только взаимодействие турбонаддува (или механического нагнетателя) с непосредственным впрыском снижает вредные выбросы на величину до 4%. А если взять эту парочку и снять ту же мощность с меньшего объема (популярный нынче принцип даунсайзинга), то выбросы можно сократить на треть.

«Если машина не может коптить, то и ехать не может», — радостно констатировал главный герой чешского мультфильма «Крот в городе», закупоривая сардельками выхлопные трубы. Действительно, самый дешевый и действенный способ снизить выбросы углекислого газа — заглушить двигатель. Сейчас за водителя это делает электроника. Например, система «старт-стоп», которой оснащают уже не только дорогие модели, выключает мотор на светофорах, снижая выбросы на 4–8%. Различные гибридные схемы вносят еще более ощутимый вклад — аж до 25% в определенных режимах движения. Наконец, двигатель можно заглушить частично. Отключение половины цилиндров до недавнего времени было прерогативой многоцилиндровых V-образных двигателей, но такую систему начинают устанавливать и на более компактные моторы. Например, концерн «Фольксваген» оснастил ею новые «четверки» с турбонаддувом.

Избавление от одного светофора или железнодорожного переезда стоит недешево, но это немалый вклад в здоровье планеты.

Впрочем, экономить топливо и снижать выбросы можно, улучшая и другие показатели. Подсчеты конструкторов показывают, что снижение коэффициента аэродинамического сопротивления всего на 0,02 экономит 0,4 л/100 км при скорости 130 км/ч. Применительно к CO2 получается 3–6%. Еще столько же спишут шины с пониженным сопротивлением качению. Недаром именно такими оснащают все модели из экономичных линеек вроде «Блюэффишнс» у «Мерседес-Бенца» и «Блюмоушн» у «Фольксвагена».

В итоге новое поколение машин по сравнению с предшественниками на 13–30% экологичнее и экономичнее. По крайней мере, так утверждают производители. Автомобили с литровыми двигателями уже перешагнули психологическую черту выбросов CO2 в 100 г/км или вплотную приблизились к ней. И это без гибридных технологий, сулящих большую выгоду.

Есть у этой медали и неприглядная сторона: расплачиваться за все достижения придется потребителю. Во-первых, при покупке — производителю охота вернуть сумму, потраченную на разработку, внедрение и производство всех ноу-хау. Во-вторых, частенько и в ходе эксплуатации. Увы, надежность не самая сильная сторона современных автомобилей. А ведь даже некрупный ремонт порой больно бьет по карману. Помнят ли об этом те, кто неутомимо ужесточает нормы выбросов?

НЕ БЕНЗИНОМ ЕДИНЫМ

С точки зрения выбросов СО2 все виды автомобильного топлива предпочтительнее бензина. Даже более «грязная» (как полагают многие) солярка: легковые турбодизели, особенно большого объема, сдержаннее бензиновых моторов сопоставимой мощности на 5–15%. Но это не повод призывать к скорейшей дизелизации. Иначе возникнут проблемы со сбытом горючего, ведь при переработке нефти получается примерно равное количество бензина и дизтоплива. Кроме того, по выбросам сажи ДТ впереди планеты всей.

Альтернативные виды топлива менее щедры на выброс СО2 (г/км), чем давно знакомый бензин. Но у каждого есть как плюсы, так и минусы. За основу при расчетах немецкие исследователи взяли атмосферный двигатель со средним расходом 7 л/100 км:

Альтернативные виды топлива менее щедры на выброс СО2 (г/км), чем давно знакомый бензин. Но у каждого есть как плюсы, так и минусы. За основу при расчетах немецкие исследователи взяли атмосферный двигатель со средним расходом 7 л/100 км.

Другая альтернатива — биотопливо. Вдумайтесь: двигатель, работающий на биометане, выделяет СО2 примерно в 30 раз меньше, чем бензиновый ( ЗР, 2012, № 4 ). Весомое преимущество! Однако массовое применение сдерживает неразвитая инфраструктура, а вкладываться в ее развитие никто не спешит. Вдобавок производство биодизельного топлива ограничено посевными площадями, на которых выращивают сырье.

Наконец, самое модное направление — использование электричества. Сюда направляют больше всего средств, а стоит ли? Выработка электрической энергии одаривает природу углекислым газом в два-три раза щедрее, чем весь транспорт, вместе взятый! Даже маленький «Смарт» с электрическим двигателем, если высчитать вред от потребляемой им электроэнергии, выделяет 71 г/км СО2. Немало, учитывая размеры машины! Так что агитировать за массовый и быстрый переход на электротягу, пожалуй, рановато. По крайней мере, пока большую часть энергии не будут вырабатывать возобновляемые источники вроде ветряков или солнечных батарей.

Примерные доли эмиссии СО2, приходящиеся на различные источники. Они зависят от уровня развития конкретной страны:

Примерные доли эмиссии СО2, приходящиеся на различные источники. Они зависят от уровня развития конкретной страны.

ПОД ПРИСМОТРОМ СТАРШИХ

В Европе автомобилям разрешено выбрасывать 130 г/км CO2 (в среднем по модельному ряду для каждого производителя). Норма действует до 2015 года, а к 2020-му порог снизят до 95 г/км. Однако роль государства не ограничивается лишь введением более строгих экологических норм. Оно должно стимулировать граждан покупать новые автомобили, которые извергают значительно меньше вредных газов. Например, за 15 лет БМВ 7-й серии при прежней мощности двигателя стал чадить на треть скромнее. Наряду с кнутом, каким служат высокие налоги на старые машины, есть и пряник: программа утилизации при поддержке правительства.

Другое направление деятельности государства помимо гораздо больших финансовых затрат требует и привлечения грамотных специалистов — это планирование дорожной сети. Автомобиль на крейсерской скорости выбрасывает гораздо меньше СО2, чем толкающийся в многокилометровых заторах. В идеале надо закладывать новые трассы на ранних стадиях застройки, но иногда приходится вписывать дорогу в уже существующую инфраструктуру. И как ни дико это звучит, лучшим выходом для экологии может иногда стать вырубка леса под новую магистраль.

Полсотни квадратных метров леса нейтрализуют углекислый газ от дыхания одного человека. В пробке на этой же площади помещаются три легковые машины, источающие двуокись углерода в самом неэкономичном режиме. Получается, вырубка деревьев — порой логичный и разумный способ снизить выбросы парниковых газов:

Полсотни квадратных метров леса нейтрализуют углекислый газ от дыхания одного человека. В пробке на этой же площади помещаются три легковые машины, источающие двуокись углерода в самом неэкономичном режиме. Получается, вырубка деревьев — порой логичный и разумный способ снизить выбросы парниковых газов.

Как видите, существует множество вариантов для снижения выбросов этого парникового газа. Важно выбрать решения, которые будут не только красивыми, но и по-настоящему действенными. Только тогда удастся сберечь и деньги, и здоровье.