3.1. Основные технические решение по снижению загрязнения.
3.1.1 Снижение вредных компонентов за счет установления жесточайшего контроля за качеством топлива.
Основной поставщик вредных компонентов отработанных газов - топливо. Если бы автомобильный транспорт обеспечивался топливом, отвечающий международным стандартам, то выбросы были бы ниже в несколько раз. К примеру, содержание полициклических углеводородов снизилось бы в 2-4 раза, сернистого амидрида в 3-6 раз.
В настоящее время природный газ считается наиболее перспективным и экологичным видом топлива. Существует мнение, что если 19 век был иском угля. 20-нефти, то 21 век будет веком газа. Однако поставляемое сейчас газовое топливо далеко от желаемых стандартов, поэтому нет долгожданного экологического эффекта из-за непостоянного фракционного состава газа, большое содержание в нем серы и других примесей, при сгорании которых выбрасывается больше токсичных веществ, чем при работе на бензине. Это происходит от того, что поставляется неочищенный бытовой газ. При эксплуатации автомобилей на этилированном бензине окружающая среда засоряется свинцом.
В настоящее время неэтилированного бензина производится всего 30%, из них половина, а то и больше уходит на ее экспорт. Разработаны антидетонаторы на основе марганца, не имеющие в своем составе свинца и других вредных примесей, но до массового производства дело не дошло. Уговоры и даже силовое давление не помогают.
Разработаны антидетонаторы на основе Ми (ЦТМ - СССР и МЦТМ - США) испытаны в 1979г. Эксперименты показали, что добавка 5мл на 1 кг бензина попытает октановое число бензина А - 72 до 77ед., 20мл повышает октановое число бензина А-76 до 93ед. Существенное достоинство - его можно влить в топливо, а не вводить в процессе нефтепереработки, что удешевляет бензин. Он в 300 раз менее токсичен (на уровне неэтилированного бензина). Меньше нагара, не ускоряет процесс износа (но больше обложении на свечах). Не отравляет нейтрализатор. Доля СО в отработанных газах уменьшается на 6%, уменьшается содержание бенз(а)пирена. За рубежом же поступили иначе. Установив повышенный налог от реализации этилированного бензина и пониженный от реализации неэтилированного - и выпуск более экологически чистого топлива произошел в наикратчайшее время. Без нервов, тихо, спокойно и убедительно.
В настоящее время доля неэтилированного бензина в общем объеме составляет - вЯпонии99%, США -76%, Канаде -56, у нас 28%.
В заключение необходимо отметить, что у нас в стране практически не контролируется качество топлива при поставках, хранении, заправке, эксплуатации и утилизации. Все это сказывается на экономичности двигателя, величине выброса вредных веществ.
3.1.2. Совершенствование процессов сгорания топлива.
Очевидно, чем качественнее идет процесс сгорания в двигателе, тем меньше вредных веществ останется в отработанных газах. Существует несколько путей решения этого вопроса.
Улучшить процесс горения можно добавлением присадок, позволяющих выделять при горении топлива кислород, что позволят обеспечить более полное сгорание топлива. В качестве присадок используются спирты, водяной пар и др.
Существенное снижение токсичности автомобиля дает использование технических новшеств. Например оборудование моторов бесконтактной электронной системой зажигания с повышенной энергией разряда, применение различных оригинальных систем смесителей, принципиально новые топливные насосы высокого давления типа "КОМПАКТ" (они помогли бы уменьшить дымление дизелей на 20%), применение ионизаторов и др.
Остановимся на некоторых технических решениях, позволяющих снизить токсичность двигателей внутреннего сгорания.
3.1.3. Форкамерно-факельное зажигание.
Применение двигателей с форкамерно-факельным зажиганием является перспективным направлением в работе по снижению токсичности отработанных газов, такие двигатели устанавливаются на автомобили ГАЗ 3102, ГАЗ 31029 и других. Особенностью этих двигателей является наличие 2-х камер сгорания: основной и дополнительной объемом 3-4см3, соединенных между собой каналом. Карбюратор готовит обычную смесь бензина с воздухом в соотношении 1:15 для дополнительной камеры и обеднённую для основной. При проскакивании искры между электродами свечи, ввернутой в дополнительной камеру сгорания смесь воспламеняется и продукты сгорания через канал попадают под определенным углом в основную камеру сгорания и воспламеняют обедненную смесь в основной камере. При этом получается двойной эффект. Во-первых мощность пламени намного больше мощности искры, проскакиваемой между электродами свечи, во-вторых, продукты неполного сгорания, попадая под определенным углом в основную камеру сгорания, обеспечивают хорошее перемешивание рабочей смеси, быстрое распространение фронта племени и, следовательно, лучшее сменобразование и более полное сгорание топлива. Это позволяет снизить расход топлива автомобиля ГАЗ-3102 расход топлива в городских условиях равен 12,7л/100км. у ГАЗ-24 13,8 л/100км, т.е. экономия топлива, составляет 8% у ГАЗ-3102 также лучше экологические показатели. Работы по созданию форкамерных двигателей ведутся во многих странах мира. К этой идее вплотную примыкает идея послойного распределения заряда смеси, хотя обе они имеют совершенно различные формы реализации. В данном случае, так же как и при форкамерном процессе, происходят разделение смеси на обедненную и обогащенную при общем обедненном составе. Слои обогащенной смеси заполняют рабочее пространство в зоне свечи зажигания, в результате чего после подачи искры начинается интенсивный процесс сгорания вовлекающий в себя периферийные слои более бедного состава, т.е. достигается тот же эффект, что и в случае форкамерного процесса.
Одно из направлений работ связанных с повышением экономичности ДВС посредством использования обедненных смесей проявляется и создании электронных систем, основанных на сочетании форкамерной идеи, идей послойного распределения и идеи электронного управления процессом сгорания, несмотря на кажущиеся принципиальные различия между ним.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.