Промислова екологія - Апостолюк C.O. - 4.7.1. Особливості конструкції та режимів роботи автотранспортних засобів з позиції екологічної безпеки

4.7.1. Особливості конструкції та режимів роботи автотранспортних засобів з позиції екологічної безпеки

На промислових підприємствах України широко використовують автомобільний транспорт, який виконує значний обсяг як внутрішньозаводських, так і позазаводських перевезень.

Великої шкоди людині та навколишньому природному середовищу завдають газоподібні компоненти, що викидаються в атмосферу з вихлопними газами автомобілів. Приблизно 60 % забруднення атмосфери припадає на автотранспорт. Світовий автомобільний парк за останні роки подвоївся. Щорічно у всьому світі випускається більше 25 млн одиниць. У 2000 р. чисельність світового парку автомобілів досягнула понад 500 млн одиниць, з них легкових машин близько 400 млн.

Усі двигуни внутрішнього згоряння, що експлуатуються на автомобілях, поділяють на дві групи: карбюраторні та дизельні. Специфіка згоряння палива та склад шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу з вихлопними газами, є різними.

Усі карбюраторні двигуни працюють за циклом Отто. Співвідношення між спалюваними вуглеводнями й повітрям визначають так званим коефіцієнтом надлишку повітря а; він відповідає відношенню кількості повітря, що надійшло в циліндр двигуна, до кількості повітря, теоретично необхідного для повного згоряння заданої кількості палива.

Максимальна швидкість згоряння палива в карбюраторних двигунах і їхня максимальна потужність досягається при а -— 0,85 —0,9. Таким чином, сам цикл роботи карбюраторних двигунів зумовлює неповне згоряння палива і, як наслідок, виділення токсичного компонента (CO) у вихлопних газах. Водночас слід зазначити, що при згорянні палива в карбюраторних двигунах виникають висока температура й тиск, що зумовлюють утворення токсичних оксидів азоту.

Встановлено, що якісне горіння палива в карбюраторних двигунах супроводжується незначним числом детонацій. Критерієм якості палива є октанове число. Чим більше октанове число, тим краще відбувається процес спалювання палива в карбюраторних двигунах. Для підвищення октанових чисел до бензину додають спеціальні речовини-антидетонатори. Найбільш поширеним антидетонатором є етилова рідина з тетраетилсвинцем (ТЕС), яка під час реакції (спалювання) з киснем утворює дуже отруйну речовину у вигляді сполуки свинцю.

Умови горіння палива в циліндрі двигуна сприяють утворенню складних ароматичних сполук, деякі з них належать до категорії канцерогенних, наприклад 3,4-бензопірен. Якщо в складі є сажа, то такі вуглеводні адсорбуються нею, і при вдиханні затримуються в легенях людини, що дуже небезпечно для її здоров'я.

У дизельних двигунах спалюється більш високомолекулярне паливо типу лігроїнів і гасу, з температурою початку кипіння 180—200 °С. У цих двигунах одночасно відбуваються процеси випаровування крапель палива, окислення їх парів, а також догоряння окремих крапель у процесі розширення. Такі двигуни працюють при коефіцієнті надлишку а = 1,4—1,7, тому вміст CO у відпрацьованих газах незначний.

У зв'язку з тим, що граничний вміст сірки в дизельних паливах вищий, ніж у моторному, кисень знаходиться в надлишку, викиди S02 дизелями вищі. Робота дизельних двигунів створює сприятливі умови для утворення канцерогенних речовин. Однак свинцю у відпрацьованих газах дизельних двигунів немає, оскільки в паливо не додається антидетонатор у вигляді ТЕС.

Кількісний склад шкідливих речовин у вихлопних газах автомобілів наведений у табл. 4.3 [39].

Таблиця 4.3. Кількісний склад шкідливих речовин у вихлопних газах автомобілів

Отже, екологічно безпечними є дизельні двигуни внутрішнього згоряння.