CC BY
27
УДК 504.3.054:656.13
СТАТИСТИКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА И УГЛЕВОДОРОДНЫХ ОСТАТКОВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ АВТОПАРКА Г. ВОРОНЕЖА НА РАЗЛИЧНЫХ
РЕЖИМАХ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ
ЕВ. Шпилёва
Исследованы зависимости экологического состояния автопарка г. Воронежа по содержанию оксида углерода и углеводородных остатков на различных режимах работы усреднённого двигателя
Ключевые слова: оксид углерода, углеводородные остатки, отработавшие газы
В связи с ежегодным увеличением городского автомобильного парка и образованием пробок на основных магистралях, весьма актуальными становятся исследования зависимости токсичности отработавших газов от числа оборотов усреднённого двигателя легкового автомобиля на различных режимах его движения.
Цель работы - экспериментальное изучение выбросов оксида углерода, имеющего наибольшую экологическую опасность, и углеводородных остатков легковыми автомобилями на различных режимах работы усреднённого двигателя
Исследования проводились на 520 легковых автомобилях и микроавтобусах газоанализатором «Мета». Исследовано содержание оксида углерода и углеводородных остатков в отработавших газах автотранспорта на 800, 1200, 1500, 2000 и 2500 об/мин.
Зависимость содержания оксида углерода от числа оборотов усредненного двигателя приведены на рис.1. Зависимость экспоненциальная, причём его содержание на всех режимах укладывается в норму по Российским стандартам. Максимум содержания оксида углерода приходится на холостой ход.
Видно, что предельно допустимая норма содержания оксида углерода 3,5% в среднем для всего автопарка выполняется, так же как и норма в 2,0% для повышенных оборотов двигателя. При 1500 об/мин прослеживается тенденция к перегибу кривой, что можно объяснить скачкообразным обогащением смеси при включении главной дозирующей системы.
Таким образом, экологическое состояние легкового автопарка г. Воронежа по содержанию оксида углерода соответствует нормам по стандартам Евро1 и Евро2, но превышает
Шпилева Елена Васильевна - ВАИУ, ст. преподаватель, тел.: (4732) 23-69-59
Рис.1. Содержание оксида углерода q (%) в отработавших газах в зависимости от числа оборотов п (об/мин) усреднённого двигателя
нормы ЕвроЗ, который предполагалось ввести в России в 2008году.
Влияние оксида углерода на организм человека является особенно опасным. Он вызывает торможение функций активных центров образования гемоглобина, вследствие чего нарушаются окислительные процессы в организме, что может привести к летальному исходу.
Зависимость для углеводородных остатков более сложная, рис.2. На холостом ходу происходит неполное сгорание рабочей смеси, которая обедняется при увеличении числа оборотов, что приводит к снижению токсичности отработавших газов. При 1500 об/мин включается главная дозирующая система и происходит скачкообразное обогащение рабочей смеси, что приводит к резкому увеличению содержания углеводородных остатков в отработавших газах за счёт пропусков воспламенения в отдельных циклах.
Для двигателей с инжекторным впрыском топлива такая картина не наблюдалась. Для них зависимость углеводородных остатков от числа
я
450 -1 400 -350 -300 -
" ' ' Г!
0 1000 2000 3000
Рис.2. Содержание углеводородных остатков q (млн-1) в отработавших газах в зависимости от числа оборотов п (об/мин) усреднённого двигателя
оборотов экспоненциальная (пунктир) как для оксида углерода.
Скорость движения автомобиля на прямой передаче соответствующей 1500 об/мин, в зависимости от диаметра шин, колеблется от 37 до 45 км/час. Это средняя скорость в городском цикле движения, она и обеспечивает максимальный выброс углеводородных остатков, что, к сожалению, соответствует Российским экологическим стандартам и Евро1, но существенно превышают Евро2, а тем более ЕвроЗ.
Не полностью сгоревшие углеводороды, выбрасываемые с отработавшими газами, представляют собой смесь нескольких сотен химических соединений. Эта смесь, имеющая неприятный запах, является причиной многих хронических заболеваний. Наиболее опасным соединением считается бенз(а)пирен С20Н12,
которому часто приписывают канцерогенные свойства.
Выводы.
1. Существующая в России предельно допустимая норма по выбросам оксида углерода и углеводородных остатков технически обоснована. Она связана с низким качеством отечественного топлива, недостатками конструкции российских автомобилей и значительным средним временем эксплуатации автопарка.
2. Экологический контроль целесообразно производить только на холостом ходу, т.к. в среднем экологические характеристики автопарка не зависят от режима работы двигателя.
3. При содержании оксида углерода большем 4,5% автомобиль следует считать технически неисправным и запретить его эксплуатацию.
4. В целом с учетом международных экологических норм Российское экологическое состояние автопарка г. Воронежа можно охарактеризовать как близкое к кризисному.
Для оптимизации Российской экологической ситуации следует улучшить качество отечественного топлива и уменьшить средний возраст автопарка.
Литература
1. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды.- М.: Транспорт, 1979.- 197с.
2. Луканин В. Н., Трофименко Ю. В. Прмышленно-транспортная экология.-М.: Высшая школа, 2001.- 295с.
3. Краткий автомобильный справочник.- М.: Транс-консалтинг,1994.-254с.
Военный авиационный инженерный университет (г. Воронеж)
THE STATISTICS OF CARBON OXIDE AND HYDROCARBON RESIDUES DISTRIBUTION IN THE EXHAUSTED GASES OF VORONESH AUTOPARK ON DIFFERENT REGIMES OF
ENGINE WORK
E.V. Shpilyova
The exploration of the dependences of ecological condition of Voronezh autopark on the content of carbon oxide and hydrocarbon residues on different regimes of work of an average engine is presented here.
Key words: carbon oxide, hydrocarbon residues, exhausted gases
