Экология ДВС

  • 18 янв. 2013 г.
  • 4791 Слова
Оглавление
1. Образование токсичных веществ 3
1.1 Сажа и твердые частицы 3
1.2 Ненормируемые токсичные вещества 5
2. Основные пути снижения токсичности отработавших газов 7
2.1 Контроль токсичности отработавших газов 8
при эксплуатации автомобилей 8
2.2 Контроль токсичности отработавших газов 9
на стенде с беговыми барабанами 9
2.3 Стендовые испытания двигателя по 13-режимному циклу11
2.4 Другие виды испытаний 12
3. Программа термодинамического расчета химического равновесия 13
4. Результаты вычислений 16
Список использованной лтературы 24
Приложение 1 25
Приложение 2 28

1. Образование токсичных веществ

1.1 Сажа и твердые частицы

Сгорание топлива в цилиндрах ДВС сопровождается образованием большого количества различных токсичных веществ, которые состоят из продуктовнеполного сгорания и термического разложения углеводородов топлива, оксидов азота, соединений серы и свинца.
Оксид углерода (СО) образуется во время сгорания при недостатке кислорода, в ходе холоднопламенных реакций в дизелях или при диссоциации СО2 (главным образом в двигателях с искровым зажиганием).
В ДсИЗ основное влияние на образование СО оказывает состав смеси: чем она богаче, тем вышеконцентрация СО. В дизелях образовавшийся СО окисляется затем до СО2, поэтому концентрация СО в отработавших газах невелика и зависит в основном от качества процесса смесеобразования: чем оно лучше, тем меньше образуется СО.
Симптомы отравления организма газом СО: головная боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошнота. У водителей ослабляется внимание и замедляется реакция.
Углеводороды (СН) состоят изисходных или распавшихся молекул топлива, которые не принимали участия в сгорании. Углеводороды появляются в ОГ вследствие гашения пламени вблизи относительно холодных стенок камеры сгорания, в «защемленных» объемах, находящихся в вытеснителях и в зазоре между поршнем и цилиндром над верхним компрессионным кольцом.
В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зонах, где происходит пиролиз молекултоплива. Если в процессе расширения в эти зоны не поступит достаточное количество кислорода, то СН окажется в составе ОГ. Углеводороды могут выбрасываться в атмосферу вследствие пропусков воспламенения, негерметичности выпускного клапана или системы вентиляции картера, а также из-за испарения бензина в топливном баке и карбюраторе.
Количество различных индивидуальных углеводородов, входящих в этугруппу токсичных веществ, превышает 200.
Особое значение имеют выбросы бензола, толуола, полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и в первую очередь бенз--пирена (С20Н12). Эта группа высокотоксичных веществ образуется в результате пиролиза легких и средних фракций топлива при температуре 600...700 К. Такие условия возникают во время рабочего хода в цилиндре вблизи его холодных поверхностейпри наличии там недостатка кислорода. Количество ПАУ в ОГ тем больше, чем выше концентрация в топливе бензола. ПАУ относится к так называемым канцерогенным веществам, они не выводятся из организма человека, а со временем накапливаются в нем, способствуя образованию злокачественных опухолей.
Сажа и твердые частицы. Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий в основном из углерода. Кромеуглерода в саже содержится 1...3% (масс.) водорода.
Сажа образуется при температуре выше 1500 К в результате объемного процесса термического разложения (пиролиза) при сильном недостатке кислорода. Формально реакция пиролиза выражается уравнением:

.

Начало образования сажи имеет место, когда а меньше 0,3...0,7 и зависит от температуры и давления газов, а также от вида топлива. При одинаковом количестве атомовуглерода по степени увеличения склонности к образованию сажи углеводороды располагаются следующим образом: парафины, олефины, ароматики.
При сгорании в двигателях с искровым зажиганием концентрационные пределы воспламенения смеси не совпадают с указанными пределами начала образования сажи. Поэтому содержание сажи в ОГ двигателей с искровым зажиганием незначительно.
При...
tracking img