ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Товарные бензины из "Применение автомобильных бензинов" Проблема оздоровления воздушного бассейна больших городов в настоящее время привлекает особое внимание в связи с бурным развитием автомобильного транспорта [28—431. Установлено, что в воздухе крупнейших городов мира 50—90% всех вредных веществ своим происхождением обязаны автомобилю. Введено и прочно укрепилось понятие токсичность автомобиля , куда относят токсичность тех веществ, которые выделяются в атмосферу при работе автомобиля. Можно выделить три основных пути засорения атмосферы токсичными веществами. Это, в первую очередь, отработавшие газы, далее — картерные газы, попадающие в атмосферу при вентиляции картера, и, наконец, пары бензина, испаряющегося в топливной системе двигателя и топливном баке. [c.344] Все токсичные компоненты отработавших газов можно разделить на несколько групп. [c.345] Окись углерода — бесцветный газ, не имеющий запаха, легче воздуха. Вызывает кислородное голодание организма, поражение центральной нервной системы. Содержание окиси углерода в отработавших газах бензиновых двигателей достигает 10%, а в газах дизельных двигателей — не более 0,5%. [c.345] Причина появления окиси углерода — неполное сгорание, поэтому содержание окиси углерода в отработавших газах бензиновых двигателей зависит главным образом от коэффициента избытка воздуха (рис. 141). Вследствие неравномерности распределения топлива по массе заряда окись углерода присутствует в отработавших газах даже при стехиометрическом соотношении воздуха к топливу (а = 1). [c.345] Окислы азота. В отработавших газах могут содержаться окись азота (N0), двуокись азота (ЫОз) и высшие окислы (до N365). Попадая в организм человека, они соединяются с водой, образуя соединения азотной, азотистой и других азотсодержащих кислот. Для человека окислы азота примерно в 10 раз опаснее окиси углерода. Зависимость количества окислов азота от регулировочных параметров двигателя носит сложный характер. При изменении состава смеси количество окислов азота в выпускных газах имеет максимум при значениях а=1,05—1,10 и при угле опережения зажигания, близком по крутящему моменту к оптимальному. С ростом степени сжатия и коэффициента наполнения содержание окислов азота в отработавших газах увеличивается. [c.345] Альдегиды представлены в отработавших газах в основном тремя соединениями формальдегидом, акролеином и ацетальдегидом. Альдегиды раздражающе действуют на слизистые оболочки и поражают центральную нервную систему. Доля токсичности, приходящаяся на альдегиды, не превышает 4—5% от общей токсичности отработавших газов. [c.345] Углеводороды представляют собой самую многочисленную группу токсичных веществ в отработавших газах. Обнаружены представители всех классов углеводородов парафины, нафтены, олефины, диолефины и ароматические углеводороды, в том числе с несколькими конденсированными бензольными кольцами. По токсическим свойствам углеводороды очень различны. Однако до сего времени вопрос о токсичности углеводородов недостаточно изучен и нормирование их содержания в отработавших газах осуществляют суммарно. Отмечено лишь, что непредельные углеводороды окисляются в воздухе в результате фотохимических реакций в присутствии двуокиси азота, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения. Такие вещества активно участвуют в образовании стойких ядовитых туманов в виде дымки, висящей над городом с интенсивным автомобильным движением (смог). Борьба со смогом является актуальнейшей проблемой ряда городов США, Японии, Англии и др. [c.346] Появление в отработавших газах полициклических ароматических углеводородов, очевидно, связано с процессами термического разложения и конденсации углеводородов в камере сгорания в предпламенный период. Однако механизм образования многоядерных ароматических углеводородов до настоящего времени не выяснен. [c.346] В состав отработавших газов могут входить окислы серы (при использовании сернистых бензинов), свинец, бром, хлор и их соединения (при использовании этилированных бензинов) и т. д. [c.346] Роль отдельных составляющих в общей токсичности отработавших газов неодинакова и определяется главным образом регулировкой двигателя, его типом, конструктивными особенностями, техническим состоянием и т. п. Все эти вопросы довольно хорошо изучены и результаты этих исследований опубликованы в литературе ]29, 36—38]. [c.347] Применение этилированных бензинов повышает токсичность отработавших газов. Кроме с инца, токсичность газов увеличивают и его галоидные соединения. Считают [44], что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога. Предполагается возможность [44] фотохимического разложения бромистого или хлористого свинца с образованием атомарного хлора или брома — активных компонентов смога. [c.347] Присутствие тетраэтилсвинца в бензине не оказывает существенного влияния на количество окиси углерода, окислов азота и альдегидов в отработавших газах [45]. По вопросу о влиянии ТЭС на количество углеводородов в отработавших газах данные несколько противоречивы. Так, исследования фирмы Форд показали, что добавление 0,78 мл л ТЭС приводит к повышению содержания углеводородов в отработавших газах на 35% [45]. В другой работе [46] отмечено увеличение углеводородов лишь на 7%. Исследованиями на одноцилиндровом двигателе [47] показано, что ТЭС вызывает увеличение количества углеводородов в отработавших газах только при сгорании парафиновых углеводородов. В присутствии ароматических углеводородов (до 40%) такого увеличения не происходит. [c.347] Влияние химического состава бензинов на состав отработавших газов исследовано очень мало, а имеющиеся данные противоречивы. В опытах на одноцилиндровом двигателе показано [48], что при сгорании изооктана и диизобутилена содержание олефиновых углеводородов в отработавших газах значительно больше, чем при сгорании толуола. Максимальное содержание олефинов обнаружено при 1. Добавление в татуол 25%- -гептана приводит к тому, что концентрации этилбензола,, стирола и диметилацетилена в отработавших газах возрастают соответственно в 1,9 1,9 и 2,1 раза. [c.347] Интересно сравнить состав отработавших газов при использовании диизобутилена и изооктана. При а = 0,75 содержание несгоревшего диизобутилена в отработавших газах оказалось значительно ниже, чем несгоревшего изооктана в тех же условиях. При а 1 общее содержание олефиновых углеводородов в отработавших газах хэказалось меньшим при работе на диизобутилене, чем при работе на изооктане. Этот результат указывает на преобладание в отработавших газах углеводородов вторичного происхождения, наличие которых обусловливается температурными условиями сгорания исходного углеводорода. [c.347] К сожалению, не исследован вопрос о влиянии количества ароматических углеводородов и их строения на содержание полициклических ароматических углеводородов в отработавших газах. Такие исследованиу особенно необходимы в связи со все увеличивающимся содержанием ароматических углеводородов в товарных автомобиль-них бензинах. [c.348] Фракционный состав автомобильных бензинов, по-видимому, мало влияет на токсичность отработавших газов, зато значительно — на общую токсичность. Применение легких бензинов с большим давлением насыщенных паров приводит к увеличению количества углеводородов, попадающих в атмосферу из топливных баков, карбюраторов и т. д. Испытания показали, что применение бензина с давлением насыщенных паров 0,41 кг/см вместо 0,68 кг1см в районе Лос-Анжелеса снижает загрязнение атмосферы на 59% [501. [c.348] Исследованы некоторые пути уменьшения токсичности отработавших газов заменой автомобильного бензина на газообразное топливо (пропан, этан и т. п.). Установлено, что при замене бензина пропаном содержание окиси углерода в отработавших газах существенно снижается. Применение пропана позволяет снизить содержание углеводородов в отработавших газах более чем на 50% по сравнению с минимальным содержанием углеводородов при использовании бензина. При этом значительно снижается содержание в отработавших газах углеводородов, активных в реакциях фотохимического синтеза, приводящих к образованию смога. [c.348] Установлено, что токсичность отработавших газов зависит от количества нагара, накопленного в камерах сгорания бензинового двигателя. По мере отложения нагара в течение 60 ч испытаний содержание окиси азота в отработавших газах увеличилось с 0,28 до 0,44%. Содержание углеводородов в отработавших газах возросло с 0,002 до 0,007% за 142 ч работы двигателя. [c.349] После удаления нагара из двигателя содержание окиси азота и углеводородов в отработавших газах снизилось до исходных величин [521. [c.349] Следует отметить, что если детонационная стойкость бензина не отвечает требованиям двигателя и он на каких-то режимах работает с детонацией, то токсичность его отработавших газов может резко измениться. [c.349] Вернуться к основной статье