Эксплуатация технически неисправных автотранспортных средств значительно увеличивает выбросы вредных веществ в окружающую среду. Причем эти выбросы растут быстрее физического износа и старения машин. В частности, для легковых автомобилей только в первые три года можно поддерживать уровень выбросов, гарантированный заводом-изготовителем.
Были проведены исследования, показывающие изменение экологической безопасности автомобиля в процессе эксплуатации, и установлена связь между величиной пробега и токсичностью отработавших газов.
Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что доля оксида углерода является наибольшей (от 76 до 84 % по массе), затем идут углеводороды (от 7 до 17 % по массе) и на последнем месте оксиды азота (от 2 до 7 % по массе). Содержание оксида углерода к 30 000 км пробега возрастает до 91 %. Общее количество выбросов возрастает примерно в три раза.
У автомобилей с карбюраторным ДВС эти показатели снижаются вследствие отклонений в системе питания ДВС (на 30... 40 %), в системе зажигания (на 25... 30 %), в механической части ДВС (на 20... 25 %), в трансмиссии и ходовой системе (на 15 %).
Таблица 1 Влияние величины пробега на токсичность отработавших газов
|
Пробег, км |
СО |
СН |
N0X |
Итого |
||||
|
г/км |
% |
г/км |
% |
г/км |
% |
г/км |
% |
|
|
0 |
0, 310 |
76 |
0, 070 |
17 |
0, 030 |
7 |
0, 410 |
100 |
|
2500 |
0, 600 |
82 |
0, 090 |
12 |
0, 040 |
6 |
0, 730 |
100 |
|
6000 |
0, 780 |
85 |
0, 070 |
8 |
0, 050 |
5 |
0, 920 |
100 |
|
16 900 |
0, 710 |
88 |
0, 070 |
9 |
0, 030 |
3 |
0, 810 |
100 |
|
30 000 |
1, 680 |
91 |
0, 120 |
7 |
0, 040 |
2 |
1, 840 |
100 |
|
40 000 |
1, 320 |
87 |
0, 150 |
10 |
0, 040 |
3 |
1, 510 |
100 |
|
50 000 |
1, 010 |
85 |
0, 120 |
10 |
0, 060 |
5 |
1, 190 |
100 |
|
60 000 |
0, 980 |
85 |
0, 110 |
10 |
0, 060 |
5 |
1, 150 |
100 |
|
70 000 |
0, 770 |
84 |
0, 090 |
10 |
0, 060 |
6 |
0, 920 |
100 |
|
80 000 |
1, 020 |
84 |
0, 120 |
10 |
0, 080 |
6 |
1, 220 |
100 |
Таблица 2. Влияние неисправностей карбюраторного ДВС на выбросы вредных веществ в атмосферу
|
Вид неисправности |
Увеличение выбросов, % |
|
|
СО |
сmнn |
|
|
Неправильная регулировка системы холостого хода |
34.. 40
|
30... 35 |
|
Увеличение уровня топлива в поплавковой камере |
До 50 |
— |
|
Негерметичность клапана экономайзера |
40... 55 |
60.. 70 |
|
Износ деталей ускорительного насоса |
До 10 |
До 40 |
|
Повышение сопротивления воздушного фильтра |
До 25 |
До 30 |
|
Раннее зажигание |
12... 16 |
15... 20 |
|
Увеличение зазора между электродами свечей |
— |
До 30 |
У нового ДВС главная дозирующая система карбюратора выполнена таким образом, что при 50... 80%-ной нагрузке α = 1, 05... ... 1, 1 (обедненная смесь). Это обеспечивает минимальное содержание в ОГ оксида углерода СО в пределах 0, 5... 1 %.
В конструкции карбюратора предусмотрен экономайзер (рис. 3. 9) рабочих режимов, который обеспечивает обогащение горючей смеси при полных нагрузках ДВС или при резком открытии дроссельной заслонки (7). При работе ДВС на средних нагрузках экономайзер не включается в работу, и состав смеси соответствует указанному выше пределу оптимального обеднения (α = 1, 05) с обеспечением минимального содержания СО.
Рис. 1. Схемы экономайзеров: а — с механическим приводом; б — с пневматическим приводом; 1 — жиклер экономайзера; 2 — главный жиклер; 3 — клапан; 4 — шток; 5 — тяга; 6 — рычаг; 7 — дроссельная заслонка; 8 — распылитель; 9 — воздушный патрубок; 10 — пружина; 11, 14— каналы; 12— цилиндр; 13 — поршенек
При изменениях в главной дозирующей системе карбюратора в процессе эксплуатации с увеличением проходных сечений и при повышении уровня топлива в поплавковой камере выше нормы происходит обогащение горючей смеси до а = 1, 8. Вследствие этого явления содержание СО достигает 4 % при работе на частичных нагрузках и 6 % при работе на максимальной мощности ДВС для среднего скоростного режима (1899 мин-1). При максимальной мощности токсичность ОГ в результате сокращения времени на сгорание топлива повышается с содержанием СО до 8 %.
При разгерметизации клапана экономайзера на режимах малых и средних нагрузок выброс СО возрастает в 1, 5... 2 раза. При этом в реальных условиях эксплуатации указанный дефект экономайзера увеличивает выброс СО на 1 км пути на 40... 55 % и СхНу на 60... 70 %. Вследствие износа раннее включение клапана экономайзера существенно обогащает горючую смесь на режимах малых и средних нагрузок, что увеличивает выброс СО на 35... 60 % и СmНn на 40... 50 %.
Вместе с тем при уменьшении зазора Картина иная. В этом случае при зазорах в свече 1, 2; 0, 8; 0, 6 мм содержание СО соответственно составляет 0, 3; 1, 5; 3, 0 %, а содержание СmНn увеличивается от 0, 05 до 1, 1 %.
При отклонении от нормы величины зазора в контактах прерывателя ухудшается искрообразование в свечах, что приводит к неполному сгоранию смеси, в результате чего количество СmНn в выбросах увеличивается в 2... 3 раза.
Из-за изменения величины зазора в приводе клапанов происходит нарушение фаз газораспределения, и выбросы СmНn могут возрасти на 60 %.
Повышение аэродинамического сопротивления воздушного фильтра вследствие его засорения в процессе эксплуатации ДВС вызывает обогащение рабочей смеси и увеличивает выброс СО и СmНn. Так, если сопротивление фильтра возрастет в 2 раза, выброс СО увеличится с 42 до 54 г/км и СmНn — с 6, 5 до 8, 1 г/км пути для автомобиля средней грузоподъемности при скорости движения 40 км/ч.
Обобщая изложенное выше, можно констатировать, что при увеличении пробега с начала эксплуатации машин с карбюраторными ДВС возрастание содержания токсичных веществ в ОГ обусловливается следующими основными причинами:
• изменением технического состояния карбюратора (засорение или износ главного и вспомогательного жиклеров, нарушение уровня топлива в поплавковой камере, изменение регулировки карбюратора);
• неисправностью в системе зажигания, вызывающей изменение его установки и ослабление мощности искры (подгорание контактов прерывателя и электродов свечей, нарушение изоляции проводов, замыкание обмоток катушки высокого напряжения);
• износом клапанов и втулок в газораспределительном механизме;
• износом цилиндропоршневой группы и отложением нагара в цилиндрах ДВС.
К неисправностям дизельных ДВС, вызывающим повышенное содержание токсичных веществ в ОГ, относятся:
• засорение сопловых отверстий форсунок, заедание иглы форсунки;
• неравномерный износ прецизионных пар;
• негерметичность топливоподающей аппаратуры и неправильная ее регулировка;
• ухудшение подвижности поршневых колец в канавках поршней из-за сильного осмоления и потери упругости от износа по толщине;
• поздний впрыск топлива;
• увеличение аэродинамического сопротивления воздушного фильтра при всасывании воздуха (возрастание сопротивления фильтра в 2 раза приводит к увеличению дымности в 2... 3 раза).
Но и при эксплуатации нового двигателя и нового автомобиля можно расходовать неоправданно большое количество топлива. Существуют определенные правила, как избежать большого расхода топлива на исправном автомобиле.
1. На расход топлива влияет вес автомобиля. Известно, что каждые 500 кг веса машины потребляют примерно 700 л бензина в год (при норме пробега 20 тыс. км в год). Это значит, что если ваш автомобиль весит 1000 кг, вы сожжете за год около 1400 л топлива; если он весит 1500 кг — 2100 л и т. д.
2. Регулярное обслуживание автомобиля позволит сократить расход топлива — исправный, но не отрегулированный автомобиль расходует топлива на 10 % больше (будь то газ или бензин).
3. Поддержание оптимального давления в колесах. Более 2/3 автомобилистов ездят на колесах с заниженным давлением, в то время как известно, что снижение давления с 2, 0 до 1, 5 кг/см2 ведет к увеличению расхода топлива примерно на 3 %. Измерять величину давления в колесах следует в холодном их состоянии. Даже после небольшого пробега давление в колесах повышается.
4. Обеспечение правильной регулировки колес («развал—схождение»).
5. Дополнительное потребление топлива связано с лишним грузом. Каждые 50 кг груза вызывают перерасход топлива примерно на 2 %.
6. Включение кондиционера увеличивает расход топлива примерно на 10 %.
7. Открытые стекла при скорости автомобиля свыше 50 км/ч также приводят к повышенному расходу топлива. Величина перерасхода зависит от того, насколько эти стекла приоткрыты и какова скорость автомобиля.
8. Каждое торможение предполагает последующий разгон, что, в свою очередь, вызывает большой расход топлива. Если вы видите, что через две-три машины впереди зажглись сигнальные огни торможения — уберите ногу с педали акселератора.
9. Для удержания автомобиля на склоне следует использовать ручной тормоз, а не педали сцепления и акселератора.
10. Лучше ехать медленно и плавно, чем резко трогаться и тормозить. Особенно часто эта ошибка заметна у водителей в «пробках», где они придерживаются принципа: «главное, никого не пропустить вперед себя».
11. Правильный выбор передачи. На повышенной передаче, если вы полностью утопите педаль газа, нормального разгона не получится, кроме того, это приведет к перерасходу топлива. Как только разогнались, сразу же выключайте повышенную передачу.
12. Высокие скорости для автомобилей 80-х годов приведут к перерасходу топлива — расход топлива при 110 км/ч на 25% больше, чем при 90 км/ч.
13. При остановке нужно глушить двигатель.
14. Резкое нажатие на педаль газа — чем резче вы нажимаете на педаль газа, тем больше будет расход топлива.
15. Любое снижение мощности двигателя тут же приводит к большему расходу топлива.
Используемая литература: Графкина М. В., Михайлов В. Л., Иванов К. С.
Экология и экологическая безопасность автомобиля : учебник / М. В. Графкина, В. А. Михайлов, К. С. Иванов. — М. :
ФОРУМ, 2009. — 320 с. — (Высшее образование).
Скачать реферат: