Меры по сокращению токсичности автомобильных двигателей

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ВЛИЯНИЕАВТОМОБИЛИЗАЦИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
1.1Автомобиль как источник отработавших газов
1.2Состав и структура выбросов двигателей внутреннего сгорания
1.3Характеристики основных токсичных компонентов
2.МЕРЫ ПО СНИЖЕНИЮ ТОКСИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
2.1Эксплуатационные мероприятия по снижению токсичности отработавших газов
2.2Основные направления, мероприятия, методы и средства по снижению токсичности идымности отработавших газов
2.3Малотоксичные и нетоксичные двигатели
2.4Электромобили
2.5Влияние различных факторов на экологичность автомобиля
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Проблемаохраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от еерешения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Этапроблема обострилась в XX в., когда интенсивное развитие промышленности итранспорта, а также несовершенство технологических процессов привели кзагрязнению атмосферы, воды и почвы. Ежегодно мировое хозяйство выбрасывает ватмосферу 350 млн. т окиси углерода, более 50 млн. т различных углеводородов,150 млн. т двуокиси серы. В атмосфере накапливается углекислый газ, уменьшаетсяколичество кислорода.
Первымвиновником порчи атмосферного воздуха является детище научно-техническогопрогресса — автомобиль. Поглощая столь необходимый для жизни кислород, онинтенсивно “обогащает” воздушную среду токсичными компонентами, наносящими вредвсему живому и неживому.
Угарныйгаз и окислы азота, выделяемые из глушителя автомобиля, выступают причинамиголовных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкойтрудоспособности. Сернистый газ воздействует на святая святых — генетическийаппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам. Все эти факторы ведут кстрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самымблизким людям. В больших городах широко распространены заболевания органовкровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. Вкладавтомобильного транспорта в атмосферу составляет 90% по окиси углерода и 70% поокиси азота. Автомобиль добавляет в почву и воздух тяжелые металлы, другиевредные вещества,
Врезультате сжигания жидкого топлива в воздух ежегодно выбрасывается, по разнымоценкам, от 180 тыс. до 260 тыс. т свинцовых частиц, что в 60—130 разпревосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканическихизвержениях (2—3 тыс. т/год). /В некоторых крупных американских, европейских ияпонских городах, переполненных автомобилями, содержание свинца в атмосфере ужедостигло опасной для здоровья человека концентрации или приближается к ней. Привдыхании городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхахи носоглотке, а те, что имеют диаметр менее 1 мк (их примерно 70— 80%),попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами,отравляют кровь. Причем известно, что “свинцовый воздух” вреднее “свинцовойводы”. Признаки свинцового отравления — анемия, постоянные головные боли,мышечная боль — проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Этоопасный рубеж, начало болезни.
Токсичныевещества нарушают и рост растений, способствуя снижению урожаев, потерям вживотноводстве, постепенной гибели деревьев. В растениях может аккумулироватьсязначительное количество свинца.
Необходимыширокомасштабные и комплексные меры по предотвращению, нейтрализации или хотябы существенному сокращению тех негативных последствий, которые порождаютсяавтомобилизацией общества. Все вышесказанное обуславливает актуальность работы.
Предметомисследования являются автомобильные двигатели.
Объектисследования – снижение токсичности автомобильных двигателей.
Цельработы – выявить основные мероприятия по снижению токсичности двигателей.
Задачиисследования:
1.Исследовать влияние отработавших газов на экологию.
2.Рассмотреть основные меры по сокращению токсичности автомобильных двигателей.

1.ВЛИЯНИЕАВТОМОБИЛИЗАЦИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
1.1 Автомобиль как источник отработавших газов
Экологическаябезопасность – это свойство автомобиля, позволяющее уменьшатьвред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе егонормальной эксплуатации. Мероприятиями по уменьшению вредного воздействияавтомобилей на окружающую среду следует считать снижение токсичностиотработавших газов и уровня шума.
Основнымизагрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:
–выхлопные газы;
–нефтепродукты при их испарении;
–пыль;
–продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых ибетонных покрытий.
Яркимпримером неблагоприятного влияния развития производства на окружающую средуможет служить автомобилизация. Автомобили оказывают вредное воздействие наприроду и человека, так как в отработанных продуктах содержатся опасные дляздоровья и окружающей среды компоненты, при движении автомобилей возникает шум.
Придорожно-транспортных происшествиях наносится материальный ущерб (уничтожение иповреждение грузов, транспортных средств и сооружений) и возможны гибель иранение людей. По данным Всемирной организации здравоохранения на автомобильныхдорогах мира ежегодно гибнет (в том числе и от послеаварийных травм) свыше 900тыс. человек, несколько миллионов становятся калеками, а свыше 10 млн. человек- получает травмы.
Автомобильныедороги и их инфраструктура отняли у человечества свыше 50 миллионов гектаровземли (такова суммарная территория таких стран, как ФРГ и Великобритания).Кроме того, дороги с интенсивным движением создают “разделяющий эффект”,затрудняя связи между объектами и участками живой природы, расположенными поразные стороны дороги. Дорожное строительство нарушает экологическое равновесиев природе вследствие изменения существующего ландшафта; усиления водной иветровой эрозии; развития геодинамических процессов, например оползней иобвалов; загрязнения окружающей местности, поверхностных и грунтовых водматериалами и веществами, применяемыми при эксплуатации автомобилей и дороги;неблагоприятного воздействия на существующий растительный и животный мир.
Источникомзагрязнения и истощения окружающей среды стала как сама трасса, так и еёинженерные сооружения, объекты обслуживания, особенно места хранениянефтепродуктов, автозаправочные станции, станции технического обслуживания,мойки и т.п.
Пришироком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещаетранее недоступные для них природные комплексы, что приводит к загрязнениюотходами территорий, прилегающих к автомобильным дорогам, и других мест.
Вотдельных городах и их агломерациях под воздействием автомобильного транспортаи других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния,что препятствует устойчивому их развитию и требует кардинальных решений поулучшению их коммуникационной инфраструктуры[1].
1.2 Состав иструктура выбросов двигателей внутреннего сгорания
Автомобильные и тракторные двигателивнутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми сОГ, картерными газами и топливными испарениями. При этом 95—99 % вредныхвыбросов современных автомобильных двигателей приходится на ОГ, представляющиесобой аэрозоль сложного, зависящего от режима работы двигателя, состава.Атмосферный воздух, являющийся окислителем топлив, состоит в основном из азота(79 %) и кислорода (21 %). При идеальном сгорании стехиометрической смесиуглеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствоватьлишь N2, СО2, Н20. В реальныхусловиях ОГ содержат также продукты неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды,альдегиды, твердые частицы углерода, перекисные соединения, водород иизбыточный кислород), продукты термических реакций взаимодействия азота скислородом (оксиды азота), неорганические соединения тех или иных веществ,присутствующих в топливе (сернистый ангидрид, соединения свинца и т. д.).
Всего в ОГ обнаружено около 280компонентов, которые можно подразделить на несколько групп. Группа нетоксичныхвеществ — азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ. Группатоксичных веществ — оксид углерода СО, оксиды азота NOх, углеводороды CnHm (парафины,олефины, ароматики и др.), альдегиды Rx*CHO,сажа. При сгорании сернистых топлив образуются неорганические газы — сернистыйангидрид S02 и сероводород H2S.В отдельную группу можно отнести канцерогенные полициклические ароматическиеуглеводороды (ПАУ), наиболее активный из которых бенз(а)пирен, являющийсяиндикатором присутствия канцерогенов в ОГ. В случае применения этилированныхбензинов образуются токсичные соединения свинца. В табл. 1 представлены данныепо составу ОГ основных типов двигателей — бензинового с искровым зажиганием и своспламенением от сжатия (дизеля).

/>
Таблица 1. Состав ОГ автомобильныхдвигателей
Необходимо отметить, что в настоящеевремя основным источником загрязнения воздуха являются бензиновые двигатели.Тем не менее снижение токсичности дизелей также является актуальной задачей,учитывая наметившуюся тенденцию дизелизации AT.Состав ОГ этих двух типов двигателей существенно различается прежде всего поконцентрации продуктов неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды, сажа).
Основными токсичными компонентами ОГбензиновых двигателей следует считать СО, CnHm,NOx и соединения свинца, дизелей — NOx,сажу. В табл. 2 указано содержание вредных веществ в ОГ бензиновых двигателейна различных режимах работы, в табл. 3 представлены источники образованиявредных веществ (ВВ).
/>
Таблица 2. Содержание ВВ в ОГ (в %) нахарактерных режимах работы автомобилей

/>
Таблица 3 Источники образования вредныхтоксичных веществ
Пары топлива (СхНу)— испарение топлива из топливных баков, элементов системы питания двигателей:стыков, шлангов и т. д. Состав — углеводороды топлива различного состава (15-20%).
Картерные газы —смесь газов, проникающих через неплотности поршневых колец из камеры сгорания вкартер, и паров масла, находящихся в картере, а затем попадающих в окружающуюсреду.
Отработанные газы (СО, СхНу, NOx,сажа и др.) — смесь газообразных продуктов полного или неполного сгораниятоплива, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и твердыхчастиц, поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную систему).
Пример. При сжигании 1кг дизельного топлива образуется 80—100 г токсичных компонентов (20 г СО; 20—40г NOx, 4—10 г СН; 10—30 г SO;3—5 г сажи; 0,8—1,0 г альдегидов). При сжигании 1 кг бензина выделяется 300—310г различных токсичных компонентов: (225 г СО; 55 г NOx;20 г СхНу; 1,5— 2,0 г SO;1,0—1,5 г сажи; 0,8—1,0 г альдегидов).
Исследования показывают, чтокарбюраторный двигатель выбрасывает СО примерно в 7 раз, а альдегидов в 3 разабольше дизеля. Дизель выбрасывает значительно больше СхНу, S02(в 10-15 раз).
Необходимо также представить данные овредных выбросах различных типов автомобильных двигателей (табл. 4).

/>
Таблица 4 Зависимость количества вредныхвыбросов в ОГ от типов двигателей
До сих пор считается, что карбюраторныедвигатели более токсичны, чем дизельные, но еще неизвестно, какие двигателиболее канцерогенны[2].
1.3 Характеристикиосновных токсичных компонентов
Оксид углерода (СО)—прозрачный, не имеющий запаха газ, несколько легче воздуха, практическинерастворим в воде. Поступая в организм с вдыхаемым воздухом, СО снижаетфункцию кислородного питания, выполняемую кровью, так как поглощаемость СОкровью в 240 раз выше поглощаемости кислорода.
СО образуется на поверхности поршня и настенке цилиндра, в котором активизация не происходит вследствие интенсивноготеплоотвода в стенки, плохого распыления топлива и диссоциации С02 на СО и 02при высоких температурах.
У карбюраторных двигателей при работе нахолостом ходу (х. х.) и малых нагрузках содержание СО достигает 5—8 % приработе на обогащенных смесях. Нормы на токсичность двигателей допускают 2 % содержанияСО при работе на х. х.
Оксиды aзота(NOx) — самый токсичный газ из ОГ. В ОГдвигателей 90 — 99 % всего количества оксидов азота составляет N0. Однако уже всистеме выпуска и далее в атмосфере происходит окисление NO®NO2. N02— газ красновато-бурого цвета, в малых концентрациях не имеет запаха, хорошорастворяется в воде с образованием кислот.
NOx раздражающедействует на слизистые оболочки глаз, носа, остаются в легких в виде азотной иазотистых кислот, получаемых в результате их взаимодействия с влагой верхнихдыхательных путей.
Оксиды азота способствуют разрушениюозонового слоя. Считается, что токсичность NOxбольше в 10 раз, чем СО. Норма NOxв воздухе — 0,1 мг/м3.
Выброс NOxс ОГ зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем вышетемпература в камере сгорания, и, соответственно, увеличивается выброс NOx.
Кроме того, температура в камересгорания зависит от состава смеси. Слишком обедненная или обогащенная смесь присгорании выделяет меньшее количество теплоты, процесс сгорания замедляется исопровождается большими потерями теплоты в системе, т. е. в таких условияхвыделяется меньшее количество NOx,а выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому (1 кг топливак 15 кг воздуха).
Для дизельных двигателей состав NOxзависит от угла опережения впрыска топлива и периода задержки воспламенениятоплива.
С увеличением угла опережения впрыскатоплива удлиняется период задержки воспламенения, улучшается однородностьтопливовоздушной смеси, большее количество топлива испаряется, и при сгораниирезко (в 3 раза) увеличивается температура, т. е. увеличивается количество NOx.
Уменьшая угол опережения впрыска топлива,можно существенно снизить выделение NOx,но при этом значительно ухудшаются мощностные и экономические показатели.
Углеводороды (Сх Н ) — этан, метан,бензол, ацетилен и др. (около 200 различных типов).
В дизельных двигателях С Н образуется вкамере сгорания из-за гетерогенной смеси, т. е. пламя гаснет в очень богатойсмеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкойтемпературы, плохого распыления.
Двигатель выбрасывает большое количествоуглеводородов, когда работает в режиме х. х., за счет плохой турбулентности иуменьшения скорости сгорания. СхН действуют раздражающе на органы зрения,обоняния и очень вредны для окружающей среды. СхН от паров бензина такжетоксичны (допускается 1,5мг/м3 вдень).
Углеводородные соединения. Наиболееактивную роль в образовании смога играют олефины. Вступая в реакции с оксидамиазота под воздействием солнечного облучения, они образуют озон и другиефотооксиданты — биологически активные вещества, вызывающие раздражение глаз,горла, носа у людей, нанося также ущерб флоре и фауне.
Дым — непрозрачный газ.Может быть белым, синим, черным. Цвет зависит от состояния ОГ. Белый и синийдым — это смесь капли топлива с микроскопическим количеством пара. Образуетсяиз-за неполного сгорания и последующей конденсации. Белый дым образуется, когдадвигатель находится в холодном состоянии, затем исчезает из-за нагрева. Наличиедыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива. Дымтакже отрицательно влияет на организм человека, животных и растительность.Черный дым состоит из сажи.
Сажа — бесформенное тело безкристаллической решетки. В ОГ дизельных двигателей сажа состоит изнеопределенных частиц с размерами 0,3—100 мкм.
Причина образования сажи заключается втом, что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываютсядостаточными, чтобы молекула топлива разрушилась полностью. Более легкие атомыводорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и какбы изолируют углеводородные атомы от контакта с кислородом.
Образование сажи зависит от температуры,давления в камере сгорания, типа топлива, состава топливо-воздушной смеси.Содержание сажи в ОГ уменьшается с увеличением угла опережения впрыска топлива.При уменьшении этого угла выделение сажи заметно возрастает. Количество сажизависит от температуры в зоне сгорания.
Существуют другие факторы образованиясажи — зоны обогащенной смеси и зоны контакта топлива с холодной стенкой, атакже неправильная турбуленция смеси.
При вдыхании сажи ее частицы вызываютнегативные изменения в системе дыхательных органов человека. Если относительнокрупные частицы сажи размером 2—10 мкм легко выводятся из организма, то мелкие,размером 0,5—2 мкм, задерживаются в легких, дыхательных путях, вызываюталлергию. Как и любая аэрозоль, сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость надорогах, но, самое главное, на саже адсорбируются ароматические углеводороды, втом числе канцерогенный бенз(а)пирен, токсичные свойства которого хорошоизвестны.
Норма сажи в ОГ составляет 0,8 г/м3. Скоростьсжигания сажи зависит от размера частиц (при размере частиц меньше 0,01 мкмсажа сжигается полностью).
Оксиды свинца (РЬО)возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированныйбензин для повышения октанового числа и уменьшения детонации, т. е. быстрого,взрывного сгорания отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя соскоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающегося значительнымповышением давления газов. РbОвыбрасываютсяс ОГ в виде аэрозолей в соединении с бромом, фосфором, хромом. Аэрозоли,попадая в организм при дыхании, через кожу и с пищей, вызывают отравление,приводящее к нарушениям функций органов пищеварения, нервно-мышечных систем,мозга. Свинец плохо выводится из организма и может накапливаться в нем доопасных концентраций.
Сернистый ангидрид (S02)— бесцветный, с острым запахом газ. Раздражающее действие на верхниедыхательные пути объясняется поглощением S02влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Этот газвызывает раздражение глаз, кашель, нарушает белковый обмен и ферментативныепроцессы. S02 и H2Sтакже очень опасны для растительности.
S02 образуется вовремя работы двигателя из топлива, получаемого из сернистой нефти (особенно вдизелях).
Альдегиды (RCHO).В ОГ присутствуют в основном формальдегид и акролеин (С2Н3СНО).
Формальдегид — бесцветный газ с резким инеприятным запахом, раздражает глаза и верхние дыхательные пути, поражаетцентральную нервную систему, печень, почки. Акролеин также обладает сильным раздражающимдействием.
Альдегиды образуются при сжиганиитоплива при низких температурах, при обедненной смеси, из-за окисления тонкогослоя масла в стенке цилиндра.
Именно эти газы определяют запах ОГ.
Следует отметить, что загрязнениевоздуха идет следующим образом (по усредненным показателям):
—ОГ,выбрасываемые через выхлопную трубу (65 %);
—картерныегазы (20 %);
—углеводородыв результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов (15 %)[3].

2. МЕРЫ ПО СНИЖЕНИЮ ТОКСИЧНОСТИАВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
2.1Эксплуатационные мероприятия по снижению токсичности отработавших газов
Основными эксплуатационнымимероприятиями снижения токсичности ОГ являются следующие:
Для карбюраторных двигателей
1.Своевременноерегулирование карбюраторов по оптимальному составу рабочей смеси.
2.Оптимизацияхарактеристики ускорительного насоса при разгоне автомобиля.
3.Поддержаниеоптимальной регулировки зазоров между торцами стержней клапанов и носкамикоромысел газораспределительного механизма.
4.Контрольи регулировка оптимального угла опережения зажигания. Поддержание нормальногозазора в контактах прерывателя.
5.Повышениеминимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на 50—100 об/мин.
6.Периодическаяпромывка системы смазки специальным промывочным маслом.
7.Периодическаяпроверка герметичности цилиндро-поршне-вой группы.
8.Движение,по возможности, с постоянной скоростью.
9.Систематическаяпромывка топливных и воздушного фильтров систем питания двигателя.
10.Работадвигателя на средних скоростных режимах и нагрузках 60—80 % от максимальноймощности.
11.Добавкав бензин 3 % антитоксичного изопропилового спирта.
Для дизельных двигателей
1.Систематическийконтроль оптимального угла опережения начала подачи топлива. Он должен быть удвигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 16-19° до ВМТ.
2.Поддержаниепостоянной цикличности подачи топлива для каждого цилиндра. Допускаетсянеравномерность подачи топлива +5 %.
3.Контрольи регулировка оптимальной максимальной подачи топлива, исключающей дымныйвыхлоп.
4.Своевременныйконтроль технического состояния и регулировка оптимального давления началавпрыска топлива каждой форсункой. Для двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 давлениеначала подъема иглы должно быть 150+5 кгс/см2.
Разогрев двигателя и его систем передначалом движения автомобиля до температуры не ниже 30°С и полная нагрузкадвигателя при температуре охлаждающей жидкости не ниже 55°С.
6.Работадвигателя на средних скоростных режимах и нагрузках 60—70 % от максимальноймощности.
7.Периодическаяпроверка герметичности цилиндро-поршне-вой группы.
8.Движение,по возможности, с постоянной скоростью.
9.      Своевременная промывка топливныхи воздушных фильтров.
Чтобы судить о своевременном выполнении вышеуказанных мероприятий на АТП,организуется контроль за токсичностью ОГ с применением современныхгазоанализаторов.
Углубленная проверка исправноготехнического состояния топливных систем двигателей обычно проводится 2 раза вгод. При этом проверяют:
—производительность топливных жиклеров;
—износ деталей привода ускорительного насоса и его производительность;
—      систему балансировки поплавковойкамеры.
Хорошая взаимосвязь системы холостого ходакарбюратора и главной дозирующей системы обеспечивают автомобилю хорошиеходовые качества.
При ТО-2 техническое состояниекарбюратора и воздушного фильтра проверяют в первую очередь, т. е.контролируют: состояние системы холостого хода; положение винта минимальногооткрытия дросселя; минимальные обороты холостого хода и содержание СО в ОГ.Затем проверяют техническое состояние аккумуляторных батарей и системызажигания.
У дизельных двигателей в первую очередьопределяется техническое состояние топливной системы. То есть проверяетсяисправность топливной аппаратуры (форсунок, топливных насосов). Обращаетсятакже внимание на техническое состояние воздухоочистителя, топливных фильтров иих герметичность.
Кроме того, автомобили с дизельнымидвигателями проверяются на дымность при техническом обслуживании и припроведении годовых технических осмотров[4].
2.2 Основныенаправления, мероприятия, методы и средства по снижению токсичности и дымностиотработавших газов
1.      Новые схемы двигателя:
—стурбокомпаундированием;
—сутилизацией теплоты в цикле Ренкина—Стирлинга;
—комбинированные;
—газотурбинные;
—аксиальные;
—двухтактные;
—электрические.
2.      Совершенствование рабочегопроцесса:
—оптимизациякамеры сгорания;
—оптимизацияпараметров топливоподачи;
—улучшениенаполнения цилиндров;
—оптимизацияструктуры воздушного вихря;
—оптимизацияфаз газораспределения;
—разработкамалотоксичных рабочих процессов;
—теплоизоляциякамеры сгорания;
—предварительнаяфизико-химическая обработка топлива, воздушного заряда, рабочей смеси;
—совершенствованиесистем турбонаддува:
—совершенствованиесистем впуска и выпуска.
3.      Совершенствование конструкции итехнологии изготовления ДВС:
—снижениемеханических потерь;
—утилизациятеплоты ОГ;
—ужесточениедопусков;
—оптимизациястепени сжатия:
—совершенствованиесистем теплоподачи:
—совершенствованиеузлов и деталей дизеля;
—совершенствованиесистем охлаждения и смазывания;
—созданиеэлектронных систем управления.
4.      Разработка средств и методовснижения токсичности и дым-
ности ДВС:
— воздействие на рабочий процесс:
• регуляция ОГ;
/>•впрыскиваниеводы, присадки и эмульсии;
—      устанавливаемых в системевыпуска:
•  каталитическиеили жидкостные катализаторы, фильтры, термореакторы;
•  прочиеустройства;
—комбинированныесистемы очистки ОГ;
—химическиепоглотители.
5.      Применение альтернативных топливи масел:
—жидкиетоплива;
—водород;
—сжатыйгаз (природный, синтетический и др.);
—сжиженныйгаз (природный, синтетический и др.);
—антидымныеприсадки;
—масла;
—смеситоплив, масел и присадок;
—метанол,этанол;
—подсолнечное,рапсовое масла.
6.      Технологическое обеспечение,эксплуатация, техническое
обслуживание и ремонт:
—обкатка;
—ремонт;
—диагностика;
—эксплуатация;
—обслуживание;
—хранение;
—повышениекачества моторных масел.
7.      Комбинированные методы исредства:
—гаражныенавесные системы очистки ОГ;
—стационарныесистемы очистки ОГ;
—малотоксичныережимы обкатки;
—оптимальнаяорганизация движения;
—оптимизациятранспортных потоков.
Наличие в транспортном потоке АТС сразличными эксплуатационными свойствами приводит к возрастанию неравномерностидвижения и расхода топлива. С ростом загрузки магистралей, естественно,возрастают и выбросы ОГ. Создание однородных потоков возможнодифференцированием полос движения для легковых и грузовых АТС, выделениеммагистралей для пассажирского и грузового движения, выделением отдельных полосдля маршрутного пассажирского транспорта, специализацией полос при подходе кпересечению по дальнейшему направлению движения.
Воздействие на скоростной режимтранспортного потока также дает положительный эффект по снижению токсичныхвыбросов ДВС.
Снизить вредные выбросы АТС можно путемвнедрения автоматизированных систем управления движением (АСУД). Внедрение АСУДспособствует снижению числа задерживаемых ТС и времени их задержки уперекрестка, уменьшением неравномерности движения на перегонах магистралей.
2.3Малотоксичные и нетоксичные двигатели
Малотоксичными являются газотурбинные,роторные и гибридные двигатели, а нетоксичными — инерционные.
Газотурбинный двигатель прощепоршневого по конструкции, имеет меньшую массу, проще в эксплуатации, легкопускается и значительно меньше загрязняет воздух, поскольку в его отработавшихгазах содержится существенно меньше оксидов углерода и углеводородов. Однакодля двигателя этого типа характерны высокая стоимость, большой расход топлива ималая приемистость (медленно развивает максимальную мощность).
Роторный двигатель — этобензиновый двигатель, отличающийся по конструкции от поршневого. У роторногодвигателя нет цилиндров и шатунно-поршневой группы. Вместо поршней двигательимеет вращающийся ротор, который передает крутящий момент через зубчатуюпередачу. В двигателе также отсутствуют клапаны, а вместо них предусмотренывпускные и выпускные отверстия. Двигатель имеет меньшую массу и более высокуючастоту вращения. Он компактен, прост в производстве, бесшумен и способенработать на бензине с любым октановым числом и без добавок антидетонационныхсвинцовых присадок. Однако по сравнению с поршневым роторный двигатель менееэкономичен. Кроме того, трудно обеспечить необходимую герметичность между егокорпусом и ротором по мере их изнашивания и эксплуатации.
Гибридные двигатели менеетоксичны и более бесшумны по сравнению с поршневыми. На автомобиле (рис. 2.1)устанавливают два двигателя: двигатель 1 внутреннего сгорания и тяговыйэлектродвигатель 4. В условиях города используется электродвигатель, которыйработает от аккумуляторной батареи 3, а при выезде из города — двигательвнутреннего сгорания. При работе последнего генератор 2 подзаряжаетаккумуляторную батарею. Автомобиль с гибридным двигателем сложнее поконструкции и дороже в производстве, чем обычный электромобиль.
/>
Рис. 2.1. Автомобиль с гибриднымдвигателем:1 — двигатель внутреннего сгорания; 2 — генератор; 3 —аккумуляторная батарея; 4 — электродвигатель
Инерционный двигатель представляетсобой маховик. Достоинства такого двигателя связаны с его экологическойчистотой, отсутствием токсичных отходов, практически бесшумной работой ивысоким КПД. Недостатком, препятствующим его внедрению, является малаяэнергоемкость маховика и, следовательно, незначительный пробег автомобиля впериод между подзарядками (раскручиванием) маховика. Кроме того, определеннуюсложность | представляет создание трансмиссии, передающей энергию от маховика кведущим колесам автомобиля[5].
2.4Электромобили
Электромобили существенно улучшаютсостояние окружающей среды. Они не потребляют топливо, не загрязняют воздухотработавшими газами, работают почти бесшумно, неогнеопасны; ими легкоуправлять. Электродвигатель такого автомобиля выдерживает кратковременныеперегрузки и имеет хорошую тяговую характеристику, поэтому на электромобиле можноустанавливать двигатель меньшей мощности. Кроме того, электромобиль ненуждается в сложной трансмиссии и во многих системах, характерных для обычногосовременного автомобиля. Однако быстрое развитие электромобилей сдерживаетсяиз-за отсутствия высокоэффективных источников электроэнергии.
/>
Рис. 14.3. Электромобиль: 1 —аккумуляторная батарея; 2 — силовая проводка; 3 — система регулирования; 4—электродвигатель; 5— карданная передача; 6— ведущий мост
Основным недостатком современногоэлектромобиля, снабженного в качестве источника тока свинцово-кислотнымиаккумуляторными батареями, являются ограниченный пробег, большая масса, малыйсрок службы источника тока и высокая стоимость.
Источником энергии для электромобиля(рис. 2.2) служит аккумуляторная батарея 1. Электрический ток поступает втяговый электродвигатель 4 через силовую проводку 2 и систему регулирования 3. Крутящиймомент от электродвигателя к ведущему мосту б подводится с помощью карданнойпередачи 5. Крутящий момент электродвигателя увеличивается при уменьшениичастоты вращения вала. Это позволяет электромобилю преодолевать повышенноесопротивление движению и развивать большое ускорение при трогании с места безизменения передаточного числа трансмиссии. Вследствие этого отсутствуетпотребность в коробке передач, повышается плавность движения электромобиля иоблегчается управление им[6].
2.5 Влияниеразличных факторов на экологичность автомобиля
автомобиль токсичностьдвигатель выброс
Экологичность автомобиля неразрывносвязана с его топливной экономичностью. Чем меньше автомобиль расходует топливапри выполнении транспортной работы, тем незначительнее выброс отработавшихгазов и токсичных веществ, а также вред, наносимый окружающей среде. В связи сэтим многие факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля,сказываются и на его экологичности.
Рассмотрим влияние конструктивных иэксплуатационных факторов на экологичность автомобиля.
Тип двигателя. Потоксичности отработавших газов наиболее экологичными являются двигатели,работающие на сжатых и сжиженных газах. В отработавших газах этих двигателейсодержится меньше в среднем в 4,5 раза оксида углерода, в 1,6 раза — оксидовазота и в 1,3 раза — углеводородов по сравнению с бензиновыми двигателями.
Дизели по токсичности также экологичнеебензиновых двигателей. В их отработавших газах содержится меньше оксидауглерода в 30 раз, оксидов азота — в 1,3 раза и углеводородов — в 10 раз,однако в 6 раз больше сажи.
Техническое состояние двигателя. Полностьютехнически исправный двигатель расходует меньше топлива и, следовательно,меньше загрязняет окружающую среду. Так, например, поддержание дизеля в техническиисправном состоянии позволяет снизить общий выброс ядовитых веществ в среднемна 35 % и значительно уменьшить его дымление.
Ухудшение технического состояниядвигателя и систем его обслуживания (питания, зажигания и др.) приводит кснижению экологичности автомобиля. Например, при нарушении регулировки работыкарбюратора на холостом ходу выброс оксида углерода увеличивается в 2 — 3 раза,углеводородов — в 2 —2,5 раза и альдегидов — в 1,5 раза.
Вентиляция картера двигателя. Ядовитыевещества, выбрасываемые автомобилями в окружающую среду, — это отработавшиегазы (65 %), картерные газы (20 %), состоящие из горючей смеси и продуктовсгорания, и пары топлива (15 %). В связи с этим система вентиляции картерадвигателя и ее тип существенно влияют на экологичность автомобиля.
Автомобили с закрытой (замкнутой)системой вентиляции картера двигателя более экологичны, чем с открытой. Прииспользовании открытой системы вентиляции картерные газы выбрасываютсянепосредственно в окружающий воздух, тогда как в случае применения закрытойсистемы картерные газы за счет вакуума во впускном трубопроводе двигателяпринудительно направляются в цилиндры двигателя на догорание. В результатепредотвращается попадание картерных газов в салоны кузовов легковых автомобилейи автобусов, кабины грузовых автомобилей и уменьшается выброс ядовитых веществв окружающую среду, в том числе углеводородов, на 25...30%. При этом содержаниеоксидов углерода и азота не увеличивается.
Топливо. Сорт топлива и присадки к немусущественно влияют на токсичность отработавших газов и экологичностьавтомобиля.
Применение бензина с меньшим октановымчислом по сравнению с рекомендуемым заводом — изготовителем автомобиля приводитк более сильному загрязнению воздуха. При использовании очень ядовитых этилированныхбензинов отработавшие газы содержат наибольшее количество токсичных веществ,особенно свинца и его соединений. Поэтому в настоящее время использованиеэтилированных бензинов, в состав которых входит в качестве антидетонатораядовитый тетраэтилсвинец, запрещено. Имеются другие, менее ядовитыеантидетонаторы. Например, антидетонатор, созданный на марганцевой основе, в 50раз менее токсичен, чем тетраэтилсвинец.
Дизельное топливо с повышенным цетановымчислом (более 45) обеспечивает уменьшение выброса с отработавшими газамиуглеводородов и оксидов азота, а также более мягкую и бесшумную работудвигателя.
Газообразное топливо (метан, техническийбутан, смесь пропана с бутаном и др.) более экологично, чем бензины и дизельноетопливо.
Нейтрализаторы. Применениенейтрализаторов в системе выпуска отработавших газов позволяет превращатьядовитые вещества в продукты, которые не оказывают вредного влияния наокружающую среду. Так, например, нейтрализаторы, содержащие в качествекатализаторов оксиды меди, хрома, никеля, марганца и др., значительно снижаюттоксичность отработавших газов по оксидам углерода, а также углеводородам.
Режим движения. Токсичностьотработавших газов во многом зависит от режима движения автомобиля. Большевсего ядовитых веществ автомобиль выбрасывает в воздух при трогании с места иторможении.
При равномерном движении, на которое вусловиях города приходится около 20 % времени работы автомобиля, загрязнениеокружающей среды отработавшими газами наименее значительно. Однако в этомслучае в отработавших газах содержится наибольшее количество оксидов азота,объем которых по сравнению с режимом холостого хода возрастает в среднем в 32раза.
При торможении автомобиля двигателемсодержание альдегидов в отработавших газах увеличивается в 10 раз.
При разгоне, общая продолжительностькоторого в условиях города составляет 40 % времени движения автомобиля,токсичность отработавших газов возрастает, а при движении в режиме разгон —накат количество выбрасываемых ядовитых веществ при выпуске может быть меньшеили больше, чем при установившемся движении автомобиля.
Квалификация водителя. При работе водинаковых условиях (тип дороги, автомобиля и т.п.) у водителей разнойквалификации разница в расходе топлива автомобилем составляет 20 %.Следовательно, более опытные и квалифицированные водители, используярациональные приемы вождения, добиваются снижения не только расхода топлива, нои токсичности отработавших газов, улучшая при этом экологичность автомобилей[7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Такимобразом, основное ограничение загрязнения атмосферы автотранспортом сводится ксовершенствованию двигателя автомобиля и его технического состояния.
Одноиз основных мероприятий — совершенствование конструкции современного двигателявнутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием. Наибольшее влияние натоксичность отработанных газов оказывают изменения, вносимые в систему питанияи зажигания ДВС, поскольку они определяют процесс воспламенения и сгораниярабочей смеси.
Работыведутся в следующих направлениях:
— улучшение качества смесеобразования во впускной системе;
— улучшение распыления топлива в карбюраторе;
— применение регуляторов принудительного холостого хода;
— обеспечение равномерного распределения смеси по цилиндрам.
Отработников автомобильного транспорта — водителей, ремонтных рабочих,инженерно-технических работников зависит, насколько полно будут реализованысвойства, заложенные в конструкцию автомобиля. Чем жестче требования к токсичностии топливной экономичности, чем сложнее конструкция двигателя, тем болеесовершенным должно быть техническое обслуживание автомобиля, тем большетребований предъявляется к квалификации водителей.
Техническиграмотно эксплуатировать сложную технику можно лишь при знании основныхзакономерностей работы двигателя и автомобиля, а выполнение требований ктоксичности отработавших газов возможно лишь тогда, когда люди, от которых этозависит, будут выполнять свою работу осознанно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. АмбарцумянВ. В., Носов В. Б., Тагасов В. И., Сарбаев В. И. Экологическая безопасностьавтомобильного транспорта. – М.: Научтехлитиздат, 1999.
2. БеднарскийВ. В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – Ростов н/Дону: Феникс,2005.
3. БеднарскийВ. В. Экологическая безопасность при эксплуатации и ремонте автомобилей. –Ростов н/Дону: Феникс, 2003.
4. ВахламовВ. К. Автомобили. Основы конструкции. – М.: Академия, 2008.
5. ВахламовВ. К. Автомобили: Эксплуатационные свойства. – М.: Академия, 2005
6. ИларионовВ. А. Эксплуатационные свойства автомобиля. – М.: Машиностроение, 1996.
7. СаньковВ. М., Евграфов В. А., Юрченко Н. И. Основы эксплуатации транспортных итехнологических машин и оборудования. – М.: Колос, 2001.