ЭМИССИЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Техника - молодежи N9, 1982г.

Библиотека бесплатных электронных книг.

ЭМИССИЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

7.8. Образование токсичных веществ

7.8.1.Состав отработавших газов

При полном сгорании топлива, общая химическая формула которого имеет вид С_mH_n, отработавшие в цилиндре двигателя состоят из кислорода (0₂), азота (N₂), диоксида углерода водяного пара (Н₂0). В реальном процессе, когда не происходит сгорания топлива, в отработавших газах содержатся также опасные для здоровья человека и окружающей среды

Рис. 7.7. Зависимость концентрации токсичных веществ от коэффици­ента избытка воздуха (K = 1,61 л; п = 3000 об'¹; р_е = 4 бар; е = 9,4)

вещества, такие, как оксид углерода ( оксиды азота (N0*),а также твердые частицы. Несмотря то, что диоксид углерода не является вредным для здорового человека веществом, налаличие его в атмосфере приводит к образованию парникового эффекта. Очевидно, что снизить концентрацию С0₂в отработавших газах поршневого двигателя можно путем уменьшения расхода топлива или за счет применения топлив, которые при такой же теплоте сгорания ,как у традиционного углеводородного топлива , имеют малое содержание углерода.

Образование токсичных веществ в цилиндре двигателя прежде всего обусловлено коэффициентом избытка воздуха и, как следствие,температурой реакции горения. Концентрация продуктов на полного сгорания (СО и СН) при обогащении смеси (а_в <1) растет, а концентрация оксидов азота (N0,0 максимальна при высокой температуре и коэффициенте избытка воздуха α_в=1,1 (рис.7.7). Обеднение смеси (α_в >1,2)приводит к снижению температуры в цилиндре двигателя, вследствие чего концентрация NО_х уменьшается, а концентрация СН растет.

На рис. 7.8 приведен примерный состав отработавших газов(без катализатора) бензинового двигателя и дизеля. Из рисункаследует, что доля токсичных веществ в отработавших газах поршневых двигателей с энергетической точки зрения не имеет практического значения. Тем не менее они представляют собой большуюпотенциальную опасность для здоровья человека и окружающейсреды в целом. Несмотря на то что в дизеле в отработавших газахсодержится примерно в 5 раз меньше токсичных веществ, чемвотработавших газах бензинового двигателя, абсолютные значения [NO_х] у этих двигателей различаются незначительно. Кроме высоких значений концентраций NO_х типичным

Рис. 7.8. Примерный состав отработавших газов и вредных веществ (ВВ) в объемных процентах: а-бензиновый двигатель; б— дизель

для отработавших в дизелей является существование сажи, а в отработавших газах бензинового двигателя доминирует оксид углерода.