Как уменьшить выделение выхлопных газов
Проблема загрязнения воздуха и окружающей среды не нова – первые серьезные изменения были отмечены еще в 70-х годах прошлого века. Однако сегодня, спустя почти полвека, ситуация значительно усугубилась: автомобильного транспорта стало значительно больше, вместе с ним возросла концентрация вредных веществ и соединений, попадающих в атмосферу мегаполиса и вызывающих у сограждан серьезные нарушения здоровья.
Борьба за чистоту воздуха привела к созданию так называемых нейтрализаторов для двигателей бензинового и дизельного типа. Сегодня такие системы часто интегрированы в бортовую электронику транспортного средства. Что это за системы и как они работают? Рассмотрим детально.
Выхлопные газы
Во время работы различные системы автомобиля (ДВС, топливная, вентиляционная, а также ходовая часть) выделяют вредные вещества в виде газа и мелкодисперсной пыли. Часть из них – неядовитые соединения, которые содержатся в обычном воздухе. Другая часть является ядовитыми, токсичными и канцерогенными веществами, которые не только негативно влияют на окружающую среду, но и разрушают здоровье человека. Основные загрязнители:
-
СО (он же – оксид углерода, или угарный газ) не имеет цвета и запаха, однако приводит к патологии ЦНС, угнетению сердечно-сосудистой и дыхательной системы, и в концентрации 0,3% от объема воздуха приводит к летальному исходу. Возникает он в результате неполного сгорания топлива.
В современном законодательстве проблема экологии и нормы предельно допустимых выхлопных газов для автотранспортных средств регулируются техрегламентом Таможенного союза ТР ТС 018/2011 в поправке от 11.07.2016. Однако с 11 ноября 2018 и в него будут внесены поправки, ну а пока допускаются следующие предельные показатели: СО — 85 г/кВт•ч, НС — 5 г/кВт•ч, NO — 17 г/кВт•ч.
А к обязательным компонентам автомобилей относятся системы нейтрализации отработавших газов, в том числе сменные каталитические нейтрализаторы (за исключением систем нейтрализации на основе мочевины).
Решение для бензиновых двигателей
Системы нейтрализации выхлопных газов автомобиля бывают двухкомпонентными и трехкомпонентными, причем последние появились сравнительно недавно. Как устроена и работает данная система?
Принцип действия
Работа нейтрализатора заключается в окислении токсичных веществ при помощи катализаторов, в результате чего продукты неполного сгорания топлива дожигаются или разлагаются на безвредные химические элементы и вещества.
Активными компонентами (катализаторами) выступают драгоценные металлы — палладий, платина. Популярны и менее затратны катализаторы на основе оксида меди, кобальта, никеля, ванадия, марганца, железа, алюминия. Нередки катализаторы на основе сплавов стали нержавеющей или легированной, бронзы или латуни.
Конструкция
Основные элементы нейтрализатора – корпус из нержавеющей жаропрочной стали, внутренняя поверхность которой выстлана терморасширительной прокладкой. Внутри бака — газоподводящий и отводящий цилиндр и ячеистые соты, на которые нанесен слой вещества — катализатора.
-
Ячеистые соты, на которые наносится катализирующий состав, могут быть выполнены из керамики. Такие нейтрализаторы в качестве катализатора используют тонкий слой из драгоценных редких металлов. Это самый дорогостоящий вид систем нейтрализации отработанных газов.
Устройство в автомобильных системах и порядок работы
Системы нейтрализации выхлопных газов располагаются в непосредственной близости от ДВС, под днищем транспортного средства. Через шарнирное соединение нейтрализатор подсоединяется к выпускному коллектору с одной стороны, и выхлопной системе – с другой.
Для обеспечения качественной химической реакции с участием кислорода системы нейтрализации используют воздушные насосы или виброклапаны. При разогреве системы нейтрализации до 400-800 градусов CO (оксид углерода) и CH (углеводороды) под действием катализаторов превращаются в углекислый газ и воду. Близкое расположение нейтрализаторов к ДВС позволяет снизить количество NОх (окисла азота) сразу после запуска двигателя.
Обратную связь с блоком управления автомобиля нейтрализатору обеспечивают лямбда-зонды, специальные кислородные датчики, или четырехгазовые анализаторы, которые на входе и выходе из системы определяют уровень кислорода и качество очистки выхлопных газов.
Решение для дизельных двигателей
Аналогично бензиновым двигателям, дизели имеют системы нейтрализации выхлопных газов. Однако главной проблемой остается сажа: не до конца сгоревшее топливо под действием химических процессов превращается в твердые мелкодисперсные частицы — канцерогены.
Нейтрализаторы решить эту проблему не способны. Поэтому перед тем, как выхлопной газ попадет в систему нейтрализации, он проходит очистку сажевым фильтром.
Конструкция
Аналогично нейтрализатору, фильтр имеет ячеистые соты, которые в шахматном порядке закрыты накопительными перегородками-фильтрами частиц. Для каждого производителя автомобиля с дизельным двигателем используется своя система контроля данного параметра. Среди видов таких фильтров можно выделить:
-
DPF – накопительные фильтры;
Проблемы системы нейтрализации выхлопных газов
Все вышеописаные системы характерны для автомобилей импортного производства и моделей последнего поколения. Для отечественного автопрома с карбюраторами установка нейтрализатора не популярна, не пользуется спросом, а также может быть весьма накладна.
Предугадать точный пробег нейтрализатора невозможно: на одних машинах он едва ли переваливает за 100 тыс. км, на других отлично ведет себя при пересечении отметки в 200 тысяч.
Езда с неисправной системой нейтрализации выхлопных газов ведет к поломкам в автомобиле: провалу или периодической самопроизвольной потере скорости, проблемам с запуском ДВС, потере компрессии в цилиндрах, у дизельных моторов – к неисправности турбины.
Гораздо целесообразнее проводить своевременную профилактическую проверку состояния нейтрализатора и сажевого фильтра и при возникновении критической для работы поломки или неисправности – заменить на новый. Ведь суммарная стоимость устранения возникших по причине отсутствия этого важного элемента неполадок может быть существенно выше.
Видео о том, что делать с запахом выхлопа в салоне:
Опасная концентрация
Одна из ведущих причин загрязнения воздуха в мире — сжигание автомобильного топлива. При этом ответственны за ухудшение экологии лишь 25% от общего числа транспортных средств: именно на них и приходится 100% выбросов монооксида и черного углерода, а также 77% других взвешенных частиц, установили ученые канадского Университета Торонто еще в 2015 году.
При этом не стоит недооценивать опасность, которую представляют собой частицы (в том числе и крайне вредная сажа), образующиеся в результате сгорания автомобильного топлива. Мелкие частицы сажи попадают в легкие и даже в кровоток, вызывая различные заболевания. В частности, та же ВОЗ оценивает смертность от загрязнения воздуха в 7 млн человек в год, что сопоставимо со смертностью от курения.
Однако не все выхлопные газы одинаково опасны: современные виды топлива тоже загрязняют воздух, но концентрация вредных веществ при этом может и не превышать принятые нормы. Соответственно, наибольшую опасность создают автомобили, заправленные бензином или дизелем низкого качества и оборудованные неэкологичными, старыми двигателями.
Экологический chek-up: Европа, США, Канада
С 2014 года в США, Канаде и ряде стран Европы — в частности, во Франции, Германии, Италии, Великобритании и Бельгии — активно внедряют технологию инфракрасной спектроскопии выхлопных газов EDAR. Как это работает?
Программно-аппаратный комплекс с лазерными датчиками оценивает объем выделяемых газов в потоке машин с точностью 84% на широкой дороге и 95% — на однополосной. Система собирает данные в виде мультиспектрального трехмерного изображения шлейфа выхлопных газов в реальном времени. А при помощи встроенной видеокамеры фиксируются номерной знак, скорость и ускорение, дата и время — таким образом формируется отчет для каждого автомобиля в отдельности. Мониторинг ведется круглосуточно в любую погоду, кроме дождя. В случае превышения соответствующих показателей водители получают штрафы за загрязнение воздуха.
Бесконтрольный выхлоп
Что до России, то применяемые в нашей стране газоанализаторы не способны измерять выбросы в транспортном потоке, а точечные проверки малоэффективны. В результате меры по борьбе с загрязнением воздуха ограничиваются штрафами, размер которых сложно считать существенным для того крупного бизнеса, в отношении которого и составляются подобные протоколы. Практику применения системы штрафов к автолюбителям также сложно назвать действенной: за превышение нормативов загрязняющих веществ предусмотрены предупреждение или штраф в размере 500 рублей.
Между тем в крупных городах России 80–90% от всего объема загрязняющих веществ выделяет в воздух именно автомобильный транспорт. И, что еще хуже, данные о качестве воздуха поступают лишь из четверти российских городов — в остальных мониторинг по разным причинам не ведется. В результате, по данным Greenpeace, ежегодно из-за загрязнения воздуха преждевременно умирает от 80 тысяч до 140 тысяч россиян.
Новые нормы экоповестки
За выявленное нарушение предлагается автоматически выписывать штраф в соответствии с действующим законодательством.
Также пункты газоанализаторов предлагается установить за счет частных средств: например, возле находящихся в непосредственной близости от магистралей жилых комплексов и крупных организаций, в которых заботятся о здоровье жителей и сотрудников.
Экоэффект: для населения и зеленой экономики
Эффект от внедрения системы мониторинга выхлопов в транспортном потоке очевиден. Прежде всего снизится выброс отравляющих веществ и парниковых газов в атмосферу. Благодаря этому воздух станет чище и проблема глобального потепления не будет стоять так остро.
Необходимо принять во внимание и потенциальное снижение смертности от легочных, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а вместе с этим — рост средней продолжительности жизни.
Предлагаемые меры окажут благотворное влияние и на экоповестку страны в целом: если стимулировать водителей пересаживаться на более экологичный транспорт, это будет положительно влиять не только на качество воздуха, но и на развитие зеленой экономики.
АННОТАЦИЯ
Произведен анализ загрязнения атмосферы выбросами выхлопных газов автомобилей, описаны их вредные воздействия на окружающую среду и человека, предложено использование природного газа как альтернативного вида топлива в решении экологических проблем.
ABSTRACT
The analysis of atmospheric pollution emissions of exhaust gases of automobiles, described their harmful effects on the environment and humans, there is provided the use of natural gas as the alternative fuel in solving environmental problems.
Ключевые слова: экологические проблемы; отработавшие газы; вредные компоненты; автомобильный транспорт; загрязнение; природный газ; пассажирские перевозки.
Keywords: ecological problems; exhaust gases; harmful components; automobile transport; pollution; natural gas; passenger transportation.
В отработавших газах может содержаться свинец, который опасен для умственного развития людей и особенно губителен для детей, поскольку дети более чувствительны к воздействию токсичного металла. Он опасен еще тем, что накапливается в организме.
Содержащаяся в выбросах сера окисляется и образуются два соединения - диоксид серы (SO2) и триоксид (SO3) серы. При растворении в воде диоксид серы образует кислотные дожди, которые губят растения, увеличивают кислотность озер. Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе (100 мкг/м3), что нередко имеет место в больших городах, растения приобретают желтоватый оттенок. Повышение уровня оксидов серы в воздухе приводит к учащению заболевания дыхательных путей. При совместных концентрациях диоксида серы и взвешенных частиц (в виде сажи и пыли) в у взрослых и детей могут наблюдаться изменения в работе легких.
Химические элементы попадают в организм с выхлопными газами и с выбросами промышленных объектов. Доля загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу от автомобилей составляют 75-90 %. Опасности от выхлопных газов превалируют в крупных городах. Выхлопные газы влияют на демографию, рост инвалидности, на здоровье населения. Стремительное развитие автомобильной промышленности, потоки машин в мегаполисах, многочасовые пробки, все это в конечном итоге наносит огромный вред здоровью населения. Загрязнение окружающей среды отрицательно влияет на организм, если физические и химические параметры превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) [1].
В настоящее время мировой автомобильный парк насчитывает более 750 млн единиц и продолжает расти. По статистике каждые две секунды с конвейеров автомобильных заводов сходит новый автомобиль, что приводит к резкому повышению автомобилизации населения мира. В 2005 г. на 1000 человек в мире приходилось около 120 автомобилей, а в 2025 г. эта цифра увеличится до 160 единиц [2].
По оценкам зарубежных специалистов, если сегодняшний темп прироста автомобилей сохранится в ближайшие 20 лет, то уже к 2025 г. в мире будет свыше 1,5 млрд автомобилей. Естественно, что столь интенсивное развитие автотранспорта стало оказывать серьёзное негативное воздействие на все компоненты биосферы, причем наибольшая доля загрязнения атмосферы выхлопными газами приходится легковому автомобилю (рис.1).
/Karimxodjayev.files/image001.jpg)
Рисунок 1. Структурные доли загрязнения окружающей среды различными видами автомобилей, %
Так, только один легковой автомобиль поглощает из атмосферы за год в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.
Только в России общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобильным транспортом в атмосферу, превышает цифру в 30 млн т.[ 2 ].
Состав и объёмы выбросов во многом зависят от типа двигателя автотранспортного средства. В табл. 1 показан состав вредных веществ в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей.
Таблица 1.
Состав вредных веществ в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей. [ 2 ].
Один из самых безобидных, на первый взгляд, выхлопных газов становится в последнее время наиболее вредным для окружающей среды. Выбросы CO2 растут, и если так будет продолжаться, то глобальные изменения климата, а с ними и природные катастрофы произойдут уже в ближайшие десятилетия.
МЕЛКАЯ МОТОРИКА
В цивилизованных странах показатель выбросов двуокиси углерода в последние три-четыре года вошел в число основных характеристик автомобиля. Ирония в том, что сократить количество вылетающего из трубы углекислого газа можно лишь одним путем — урезать аппетит двигателя. Ведь масса выплюнутого автомобилем CO2 и литры съеденного топлива напрямую зависят друг от друга.
Избавление от одного светофора или железнодорожного переезда стоит недешево, но это немалый вклад в здоровье планеты.
Избавление от одного светофора или железнодорожного переезда стоит недешево, но это немалый вклад в здоровье планеты.
Избавление от одного светофора или железнодорожного переезда стоит недешево, но это немалый вклад в здоровье планеты.
В итоге новое поколение машин по сравнению с предшественниками на 13–30% экологичнее и экономичнее. По крайней мере, так утверждают производители. Автомобили с литровыми двигателями уже перешагнули психологическую черту выбросов CO2 в 100 г/км или вплотную приблизились к ней. И это без гибридных технологий, сулящих большую выгоду.
Есть у этой медали и неприглядная сторона: расплачиваться за все достижения придется потребителю. Во-первых, при покупке — производителю охота вернуть сумму, потраченную на разработку, внедрение и производство всех ноу-хау. Во-вторых, частенько и в ходе эксплуатации. Увы, надежность не самая сильная сторона современных автомобилей. А ведь даже некрупный ремонт порой больно бьет по карману. Помнят ли об этом те, кто неутомимо ужесточает нормы выбросов?
НЕ БЕНЗИНОМ ЕДИНЫМ
Альтернативные виды топлива менее щедры на выброс СО2 (г/км), чем давно знакомый бензин. Но у каждого есть как плюсы, так и минусы. За основу при расчетах немецкие исследователи взяли атмосферный двигатель со средним расходом 7 л/100 км:
Альтернативные виды топлива менее щедры на выброс СО2 (г/км), чем давно знакомый бензин. Но у каждого есть как плюсы, так и минусы. За основу при расчетах немецкие исследователи взяли атмосферный двигатель со средним расходом 7 л/100 км.
Другая альтернатива — биотопливо. Вдумайтесь: двигатель, работающий на биометане, выделяет СО2 примерно в 30 раз меньше, чем бензиновый ( ЗР, 2012, № 4 ). Весомое преимущество! Однако массовое применение сдерживает неразвитая инфраструктура, а вкладываться в ее развитие никто не спешит. Вдобавок производство биодизельного топлива ограничено посевными площадями, на которых выращивают сырье.
Примерные доли эмиссии СО2, приходящиеся на различные источники. Они зависят от уровня развития конкретной страны:
Примерные доли эмиссии СО2, приходящиеся на различные источники. Они зависят от уровня развития конкретной страны.
ПОД ПРИСМОТРОМ СТАРШИХ
В Европе автомобилям разрешено выбрасывать 130 г/км CO2 (в среднем по модельному ряду для каждого производителя). Норма действует до 2015 года, а к 2020-му порог снизят до 95 г/км. Однако роль государства не ограничивается лишь введением более строгих экологических норм. Оно должно стимулировать граждан покупать новые автомобили, которые извергают значительно меньше вредных газов. Например, за 15 лет БМВ 7-й серии при прежней мощности двигателя стал чадить на треть скромнее. Наряду с кнутом, каким служат высокие налоги на старые машины, есть и пряник: программа утилизации при поддержке правительства.
Другое направление деятельности государства помимо гораздо больших финансовых затрат требует и привлечения грамотных специалистов — это планирование дорожной сети. Автомобиль на крейсерской скорости выбрасывает гораздо меньше СО2, чем толкающийся в многокилометровых заторах. В идеале надо закладывать новые трассы на ранних стадиях застройки, но иногда приходится вписывать дорогу в уже существующую инфраструктуру. И как ни дико это звучит, лучшим выходом для экологии может иногда стать вырубка леса под новую магистраль.
Полсотни квадратных метров леса нейтрализуют углекислый газ от дыхания одного человека. В пробке на этой же площади помещаются три легковые машины, источающие двуокись углерода в самом неэкономичном режиме. Получается, вырубка деревьев — порой логичный и разумный способ снизить выбросы парниковых газов:
Полсотни квадратных метров леса нейтрализуют углекислый газ от дыхания одного человека. В пробке на этой же площади помещаются три легковые машины, источающие двуокись углерода в самом неэкономичном режиме. Получается, вырубка деревьев — порой логичный и разумный способ снизить выбросы парниковых газов.
Как видите, существует множество вариантов для снижения выбросов этого парникового газа. Важно выбрать решения, которые будут не только красивыми, но и по-настоящему действенными. Только тогда удастся сберечь и деньги, и здоровье.
Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Выполнил студент 1курса
Мастер производственного обучения
Пухов Сергей Викторович
В последнее время очень много говорят об экологическом кризисе. Одной из причин экологического кризиса являются выхлопные газы от неумолимо растущего количества автомобилей. В настоящее время владельцы автомобилей совсем забыли об окружающей среде. И даже не задумываются, что выхлопные трубы их машин выпускают в воздух много вредных веществ. . Выхлопны́ега́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов , являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.
Цель моей исследовательской работы: Выяснить влияние автотранспорта на организм человека. Экспериментально доказать, что выхлопные газы загрязняют атмосферу. Изучить способы снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.
Исследовать выхлопные газы.
Изучить информацию о составе автомобильного топлива и продуктах сгорания, влияние содержащихся веществ на организм человека.
Доказать влияние выхлопных газов автомобилей на окружающую среду;
Найти способы снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.
Сформулировать выводы по выполненной работе.
Гипотеза: автомобиль при работе выделяет большое количество вредных веществ.
Оборудование: лабораторные весы с набором гирь, хлопчатобумажные мешочки, автомобиль оснащённый двигателям внутреннего сгорания
Методы исследования: Эксперимент. Изучение литературы и материалов Интернета по заданной теме.
Проведение эксперимента, доказывающего загрязнение атмосферы автомобилями.
Мне понадобились: два белых хлопчатобумажных мешочка. Мы натянули на выхлопную трубу легковой машины один мешочек, шофёр запустил мотор на холостых оборотах ровно на минуту. После мы выключили двигатель, дождались, когда выхлопная труба остынет, сняли мешок, вывернули его наизнанку и увидели грязь от выхлопной трубы. Это говорит о том, что автомобили загрязняют окружающую среду. Я взвесил чистый мешок и мешок, одетый на выхлопную трубу.Грязный мешочек был тяжелее на 27 мг. В ниже представленной таблице я предлагаю свои расчеты по количеству выброшенной сажи в атмосферу планеты 15тысячами автомобилей за час.
Простые расчеты показывают:
1,62 г сажи выбрасывает за час один автомобиль.
24,3 кг сажи выбрасывают 15 тыс. автомобилей за 1 час.
1.2. Содержание выхлопных газов.
В ходе исследования я узнал, что в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания содержится 280 компонентов, большинство из которых вредны. Одни воздействует на нервную и сердечно сосудистую системы, другиевызывает удушье. Углеводороды обладают наркотическим действием. Вдыхание оксида углерода может привезти к обморочному состоянию.Сажа ухудшает условия дыхания.
(Приложение ) Содержание выхлопных газов.
В выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания содержится до 280 компонентов, большинство из которых относится к категории вредных. Основные из них- углекислый газ, углерод, углеводород, оксид углерода, оксид азота, сажа, тяжёлые металлы (свинец, кадмий) и др.
Действие на организм
это бесцветный, не имеющий запаха газ. Оксид углерода воздействует на нервную и сердечно сосудистую системы, вызывает удушье.
ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Окислы азота в дыхательных путях, соединяясь с водой, превращаются в азотную и азотистую кислоты, известные своим свойством вызывать раздражение слизистых оболочек и весьма тяжелые заболевания. По этой причине окислы азота в несколько раз более опасны для человека, чем окись углерода
обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение, слабость, потеря аппетита, бессонница.
ухудшает условия дыхания, может вызывать приступы удушья, аллергии и бронхиальной астмы. Сажа раздражает кожные покровы, засоряет кожные железы и может быть причиной гнойничковых заболеваний.
В этом наборе весьма коварна окись углерода. Оксид углерода, соединяясь с красными кровяными тельцами (гемоглобином), мешает ему нести кислород в ткани организма. В последние годы загрязнение атмосферы привело к тому, что ухудшилось снабжение кислородом клеток человеческого организма. Исследования в крупных городах показали, что в тканях 40-летнего человека столько кислорода, сколько должно быть у 80-летнего.
При вдыхании оксида углерода в течении нескольких часов возможно отравление, что может привезти к обморочному состоянию.
Автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но, перевозя небольшое число пассажиров и работая на наиболее ценных видах топлива, использует его недостаточно эффективно.
В связи с этим возникла необходимость разработки ряда мероприятий, позволяющих предотвратить загрязнение окружающей среды от автотранспорта.
С целью снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух ученые, инженеры и экологи предлагают организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-экологические мероприятия.
Организационные мероприятия включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размешаются здания пониженной этажности, затем – дома повышенной этажности и в глубине застройки – детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками). Важное значение имеют сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения гаражей и автостоянок.
Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с не выключенным двигателем в ожидании зеленого света, при начале движения с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.
Для снижения загазованности воздушной среды необходимо ограничить количество вредных веществ, выделяемых каждым автомобилем, т.е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами. Соответствие автомобилей указанным стандартам (в частности, по содержанию оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах) проверяют инспектора ГИБДД.
В качестве технологических мероприятий, которые могут резко снизить токсичность выхлопных газов, можно выделить следующие:
- изменение состава топлива;
- использование энергии торможения;
- перевод автомобилей на сжиженный газ;
- совершенствование двигателей внутреннего сгорания;
- применение альтернативных видов топлива;
- внедрение гибридных двигателей;
- внедрение в эксплуатацию электромобилей, солнечных автомобилей, а также применение электрического транспорта и др.
Изменение состава топлива.
При введении в топливо т.н. присадок можно существенно уменьшить количество некоторых токсичных веществ: сажи, альдегидов , оксида углерода и других. Так, для карбюраторных, двигателей самым эффективным оказались смеси различных спиртов.
Использование энергии торможения. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне были построены и успешно использованы на автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27-40%. объем выхлопных газов снизился на 39-49%.
Перевод автомобилей на сжиженный газ приводит к тому, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3-4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа автобус способен пройти без заправки до 500 км. Если добавить к этому, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Например, в США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит полное сгорание рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет свести до минимума содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах. Создан карбюратор, благодаря которому возможно использовать низко октановые сорта бензина без антидетонационных добавок. В этом устройстве, состоящем из теплообменника, смесителя и реактора, бензин не только распыляется, но и расщепляется с помощью катализатора на более простые газы, например метан .
Во многих странах мира разрабатываются новые, более совершенные двигатели, которые можно устанавливать на серийных автомобилях. В частности, указывают на перспективность роторно-поршневого двигателя Ванкеля, который компактнее поршневых двигателей: объем в среднем на 30%, а масса на 11 % меньше.
Признаётся перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.
Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.
Дальнейшие успехи в разработке электромобилей в основном, будут зависеть от решения ряда технических проблем (создания компактных, недорогих и легких аккумуляторов, разработка быстродействующих зарядных устройств). Укажем также на необходимость резкого увеличения резервных мощностей электростанций, поскольку они недостаточны, если потребуется в перспективе ежедневная подзарядка многих миллионов электромобилей.
Практическая значимость.
Я считаю, что моя работа актуальна потому, что:
Во-первых, проблема огромного количества наземного транспорта. В городах создаются заторы на дорогах, придомовые территории заполнены легковыми машинами, этим создают помехи, неудобства для пешеходов.
Во-вторых, п ри сгорании топлива в тепловых двигателях в атмосферу поступают вредные элементы.
В-третьих, стоки с автомоек, гаражей, стоянок загрязняют воду ;
Химические реагенты , используемые для борьбы с гололёдом на дорогах , загрязняют землю ;
частицы резины и асфальта , образующие ся при стирании шин об асфальт, оседают на дома и деревья ;
отходы нефтепроизводства при изготовлении бензина загрязняют окружающую среду.
Автомоб иль - истребитель природных ресурсов - нефти, загрязнитель земли, воды и воздуха, источник болезни, шума и опасности – в автомобильных авариях ежегодно погибает людей больше, чем в иных войнах.
Считаю, что надо заменить автомобили с двигателями внутреннего сгорания на экологически чистые автомобили, которые не наносили бы вред окружающей среде, были безопасные, удобные и качественные.
3.Большая детская энциклопедия. Том 2. Физика: МастерМедиа, 2006.
Читайте также: