Шаги к экологической безопасности. Экологизация автотранспортных средств

В предыдущем выпуске рубрики «Человек. Общество. Природа» мы начали рассматривать систему экологической безопасности предприятий, которая должна обеспечить комплексную, своевременную и достоверную оценку показателей, применение которых позволит получить представление о степени экологичности производства, экологической эффективности природоохранной деятельности.

Одним из главных источников загрязнения природной среды являются выбросы вредных веществ от работающих двигателей автомобильного транспорта. На любом предприятии имеется парк автомобилей, который обеспечивает доставку сотрудников к месту работы, грузов на склады хранения, а также осуществляют все виды работ внутри самого предприятия.

Состав отработавших газов двигателей автомобилей дает представление о полноте сгорания топлива и коэффициенте избытка воздуха. По составу отработавших газов можно судить о техническом состоянии двигателя, системы питания и зажигания. Состав отработавших газов — один из параметров, определяющих пригодность эксплуатации автомобилей; при повышенном содержании оксида углерода эксплуатация автомобилей запрещена.

 Отработавшие газы автомобилей состоят из многих химических компонентов: азота, двуоксида и оксида углерода, паров воды и других элементов. Самым ядовитым компонентом является оксид углерода - результат неполного сгорания топлива и показатель технического состояния двигателя в целом, его содержание у неисправных двигателей доходит до 10 %. Поэтому при диагностировании двигателей в первую очередь определяется содержание оксида углерода в отработавших газах. Наибольший выброс оксида углерода происходит при работе двигателя на режимах холостого хода и при разгоне автомобиля.

Способы уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов автомобилей

Уменьшение количества и изменение качественного состава вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду с отработавшими газами, достигается целым комплексом мероприятий. Среди них следует отметить ряд конструктивных разработок — специальные конструкции камер сгорания, в том числе с различными типами рециркуляции отработавших газов, т. е. подача их части на вход в двигатель, системы регулирования газораспределения и т. д. Однако даже при использовании в конструкции двигателей всех самых передовых решений удовлетворить нормам токсичности, установленным, например, в США, Японии и странах Европы, не удается. Вследствие этого современные автомобили с бензиновыми двигателями снабжаются каталитическими нейтрализаторами, которые представляют собой керамический материал, покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250—300 °С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов происходит при более высокой температуре (400 °С). Подобные нейтрализаторы получили широкое распространение на автомобилях с начала 80-х годов, в том числе с карбюраторной системой подачи топлива. Однако последовательное ужесточение норм токсичности потребовало создания нейтрализаторов, снижающих не только концентрацию.

Именно ужесточением норм токсичности объясняется повсеместное внедрение на автомобилях сложных электронных систем топливоподачи. Сложность этих систем со временем, вероятно, будет увеличиваться вместе с дальнейшим ужесточением норм токсичности.

В отличие от бензиновых двигателей дизельные имеют существенно более низкий уровень выбросов азота, двуоксида и оксида углерода, паров воды, и в прошлом не требовал установки специальных устройств для снижения токсичности. Однако в последние годы ужесточение норм токсичности коснулось и дизельных двигателей — на многих моделях автомобилей с такими двигателями уже появились системы снижения токсичности выхлопа, включающие рециркуляцию выхлопных газов, каталитический нейтрализатор и специальный сажевый фильтр.

Методы контроля и нормы допустимой токсичности отработавших газов

Дымность отработавших газов оценивается по плотности отработавших газов, которая представляет собой количество света, поглощенного частицами сажи и другими све-топоглощающими частицами, содержащимися в газах. Она определяется по шкале прибора компактного газоанализатора-дымомера, или измерителя дымности отработавших газов дизельных двигателей, который работает по принципу просвечивания объема газа, или портативного цифрового дымомера с выходом на ПК и принтер. Последний удобен при труднодоступных системах выпуска отработавших газов. Измерение дымности проводится в двух режимах работы двигателя — на холостом ходу и свободного ускорения до максимальной частоты вращения вала. В таблице приведены нормы на содержание основных вредных веществ в отработавших газах.

Таблица. Нормы содержания вредных веществ в отработавших газах, г/(кВт ч)

Республика Казахстан присоединилась к международному Соглашению по экологическим требованиям Правил ЕЭК ООН, что создало правовую основу для контроля по их выполнению со стороны государства.