Тема 3 мероприятия по снижению выбросов

В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ОТ АВТОТРАНСПОРТА

д) Организационно-правовые, архитектурно-планировочные, конструкторско-технические, эксплуатационные мероприятия.

Е) Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух автотранспортными средствами.

Конструкторско-технические мероприятия:

1. Повышение экономичности двигателей:

– достигается совершенствованием их конструкции и позволяет сократить потребление топлива и соответственно снизить выбросы ЗВ. Одновременно обеспечивается сбережение ТЭР, что является важной экологической задачей.

– совершенствование (модернизация) систем питания, зажигания.

Это мероприятия, направленные на увеличение полноты сгорания топлива путем оптимизации дозирования горючей смеси и более надежного поджигания (в двигателях с искровым зажиганием), а также: улучшение конструкции поршневых колец; использование замкнутых систем вентиляции картера; уменьшение угла опережения зажигания; впрыск топлива; микропроцессорное зажигание и др.

2. Снижение массы конструкции ТС:

– осуществляется за счет изменения конструкции агрегатов, совершенствования технологических процессов изготовления автомобилей и замены материалов на более легкие (например, пластмассы). На каждую дополнительную тонну снаряженной массы автомобиля расходуется на 100 км пути 2,5 л бензина или 1,6 л дизельного топлива. Т.о. за счет снижения массы ТС экономия энергоресурсов составляет 8–10%.

3. Уменьшение сопротивления движению приводит к сокращению расхода топлива:

– определяется правильным выбором передаточных чисел главной передачи и коробки передач. Автоматическая коробка передач обуславливает более экономичную работу ДВС.

– аэродинамика ТС – фактор обтекаемости, представляющим произведение коэффициента сопротивления воздуха на лобовую площадь ТС. Особенно влияет при движении ТС с высокой скоростью (расход топлива). Аэродинамические свойства автомобилей повышаются за счет придания обтекаемой формы, равномерного расположения груза, установки специальных обтекателей на крыше кабины грузового автомобиля.

4. Снижение токсичности отработавших газов – нейтрализация ОГ. – Подробно рассматривается в лекциях №4 и №5.

5. Рециркуляция отработавших газов – представляет собой перепуск части ОГ во впускной трубопровод двигателя. Система рециркуляции ОГ применяется как эффективное средство уменьшения выделений оксидов азота, как в карбюраторных, так и в дизельных ДВС. Концентрация оксидов азота в ОГ зависит от максимальной температуры цикла и содержания кислорода в продуктах сгорания. Уменьшение выброса оксидов азота при рециркуляции ОГ объясняется понижением максимальной температуры процесса сгорания в результате уменьшения количества топлива, поступающего в цилиндр, а также большей теплоемкости продуктов сгорания по сравнению с теплоемкостью воздуха.

При рециркуляции ОГ несколько уменьшаются насосные потери в процессе впуска, что создает предпосылки для улучшения топливной экономичности двигателя. Кроме того, снижаются потери на диссоциацию и теплоотдачу, а термический КПД цикла возрастает.

С другой стороны, с увеличением рециркуляции ОГ затягивается процесс тепловыделения, усиливается невоспроизводимость последовательных циклов и возрастает выброс углеводородов.

Вследствие совместного действия факторов с ростом рециркуляции ОГ экономичность ДВС сначала несколько улучшается, а затем ухудшается, что ограничивает целесообразную степень рециркуляции Rc:

,

где Мr, Мт, Мв – масса рециркулирующего газа, топлива, воздуха.

Уменьшение выброса оксидов азота может достигать 60–80% при Rс=15–20%. Ухудшение топливной экономичности наблюдается обчно при Rс˃10%. Чтобы избежать увеличения выброса углеводородов и топливных потерь, Rс обычно не превышает 20%. Подачу ОГ во впускной трубопровод организуют таким образом, чтобы обеспечить равномерное их распределение по всем цилиндрам ДВС.

6. Повышение качества и использование альтернативных топлив – подробно рассматривается в лекции №6.

Техническое обслуживание и ремонт:

Совершенствование системы ТО и ТР является важным направлением повышения технической готовности подвижного состава, снижения расхода топлива и загрязнения ОС.

Эксплуатация автомобилей с отклонениями параметров технического состояния от нормативных может увеличить расход топлива на 20-30%, а токсичность ОГ – в несколько раз.

Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух автотранспортными средствами – рассматривается в ходе выполнения лабораторных работ

Тема 4 УМЕНЬШЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Ж) Уменьшение токсичности бензиновых двигателей. Нейтрализация отработавших газов автомобилей. Термическая нейтрализация..

З) Каталитический нейтрализатор: устройство, принцип действия.

Термическая нейтрализация

В системе выпуска ДВС продолжается процесс окисления продуктов неполного сгорания топлива, происходящий в цилиндрах двигателя. Его можно интенсифицировать созданием в системе выпуска благоприятных для этого условий: повышением температуры и временем реакции, подачей в зону окисления дополнительного воздуха.

Термический нейтрализатор представляет собой теплоизолированную емкость со специальной организацией течения отработавших газов, устанавливаемую в выпускной системе двигателя и осуществляющие термическое доокисление токсичных компонентов за счет собственного тепла отработавших газов. В термоизоляционных камерах происходит дожигание промежуточных продуктов сгорания окиси углерода и углеводородов в оксид углерода СО₂ и воду. Особенность термического нейтрализатора – наличие градиента температур между его внутренней и наружной поверхностью ≈500÷600°С. В качестве материалов применяются хромоникелевые, железохромоалюминиевые или хромоалюминиевые сплавы.

Недостаки:

- некоторое снижение мощности и увеличение удельного расхода топлива двигателем из-за возрастания противодавления в системе выпуска;

- невозможность нейтрализации оксидов азота.