Утворення токсичних речовин у двигунах

 

Джерелами викидів шкідливих речовин є вихлопні, картерні гази і пари палива.

До складу відпрацьованих газів (ВГ) входять близько 200 компонентів. Усі ці речовини,

подібні по характеру впливу на організм людини чи близькі за хімічною структурою і

властивостям, поділяють на наступні групи:

1. N2, O2, H2O і СО2 – нетоксичні речовини.

2. CO – окис вуглецю. Окис вуглецю утворюється у циліндрі двигуна у стадії

холоднополум'яного процесу (перед початком видимого горіння). СО є проміжним продуктом

розкладання альдегідів. Виділення СО сильно залежить від складу суміші.

3. Окисли азоту x, що включають окис NO і двоокис NO2азоту. Окисли азоту

утворюються у результаті термічної реакції окислювання азоту, що надійшов у циліндр із

повітрям, під дією високої температури і тиску.

4. Вуглеводні CnHm (або СН): алкани, алкєни, циклани й ароматичні вуглеводні, в які

входить канцерогенна речовина – бенз(α)пирен. У двигуні бенз(α)пирен починає утворюватися

при температурі 400°С. Збідніння пальної суміші приводить до деякого зниження викидів

вуглеводнів, однак при цьому підвищується кількість окислів азоту.

5. Альдегіди.

6. Тверді частки – сажа (С). Виділення сажі характерне для дизельних двигунів.

Шкідливість сажі полягає в тому, що вона здатна адсорбувати канцерогенні речовини, що

містяться в відпрацьованих газах. Крім того, неприємну дію на людину робить димність і запах

ВГ з великою кількістю сажі.

7. Антидетонаційні добавки в паливі у виді тетраетилсвинцю приводять до викидів

з'єднань свинцю.

8. І дизелі, і бензинові двигуни викидають в атмосферу досить велику кількість диоксиду

сірки SO2.

Збіднення пальної суміші приводить до деякого зниження викидів вуглеводнів та окису

вуглецю, однак при цьому підвищується кількість окислів азоту. Детонаційне горіння сприяє

утворенню альдегідів і канцерогенних ароматичних вуглеводнів.

Дизелі виділяють меншу кількість окису вуглецю порівняно з бензиновими двигунами,

однак при збільшенні навантаження концентрація СО усе-таки зростає. Трохи менше в них і

викиди NOxі CnHm. У той же час у камерах згоряння відбувається піроліз палива з утворенням

вуглецю у виді сажі. Зі збільшенням навантаження і збагаченням суміші кількість сажі у

вихлопних газах зростає. У процесі самозапалювання утворяться також альдегіди, що також

викидаються з ВГ.

Головним техногенним джерелом забруднення атмосфери в усьому світі є транспортні

засоби, причому більш 80% основних викидів у великих містах дає автомобільний транспорт.

Автомобільні двигуни внутрішнього згоряння забруднюють атмосферу шкідливими речовинами,

що викидаються з вихлопними газами, картерними газами і паливними випарами. При цьому

95ч99% шкідливих викидів приходиться на вихлопні гази, що представляють собою аерозоль зі

складом, який залежить від режиму роботи двигуна і складу суміші.

Основними шкідливими речовинами вважають СО, NOxі CnHm, а у дизелів – ще і С.