ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ

Широкое использование транспорта, работающего на углеводородном топливе, приводит к сильному загрязнению окружающей среды. При сжигании бензина в двигателях автотранспорта образуется огромное количество загрязняющих веществ, что выводит в настоящее время на первый план экологические требования к топливу.

Экологические свойства топлив проявляются при взаимодействии продукта с окружающей средой, а именно при контакте с человеком, атмосферой, водой, животными и растительным миром.

Экологические свойства характеризуются токсичностью, т. е. степенью воздействия топлива или продуктов его сгорания или разложения на человека и окружающую среду.

Основное токсичное воздействие оказывают пары топлив, поэтому дизельные топлива менее токсичны, чем бензины.

Двигатели внутреннего сгорания являются основными потребителями углеводородного топлива, при сгорании которого расходуется кислород и выделяется двуокись углерода СО₂. В результате концентрация этого вещества в атмосфере Земли постоянно возрастает, что может привести к изменению соотношения между поглощённой и отражённой Землёй энергией Солнца и вызвать глобальные изменения климата и катастрофы.

В процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания образуются токсичные (вредные) вещества:

• окись углерода СО (угарный газ);
• оксиды азота NO, NO₂, N₂O₄, N₂O₅, NOX;
• несгоревшие углеводороды и продукты их термического разложения СnНm;
• сажа; оксиды серы SO₂, SO₃; альдегиды.

Факторами, определяющими образование токсичных выбросов, являются:

• состав горючей смеси;
• равномерность и оптимальность макроструктуры рабочей смеси;
• фазовое положение процесса сгорания;
• химический состав топлива.

Первые три фактора являются результатом регулировочных и режимных процессов. Химический состав нефти зависит от химического состава нети и технологического производства топлива.

Показателями экологической безопасности являются:

• Относительная объёмная доля вредного вещества при работе двигателя;
• Относительное количество массы вредного вещества;
• Масса вредных веществ за определенный цикл режимов работы двигателя, приближенный к реальному их распределению;
• Относительный выброс СО и СН на холостом ходу (бензиновый двигатель) и дымность для дизелей.

В 2017 году автомобиль в течение года эксплуатации выделяет в окружающую среду 14,5 млн т выбросов.

Различают активные и пассивные методы снижения токсичных веществ в отработавших газах.

Активные методы основаны на воздействии на рабочий процесс двигателя для уменьшения образования токсичных веществ и использовании топлив, дающих при сгорании минимальное количество таких веществ. Пассивные методы основаны на нейтрализации в выпускной системе двигателя уже образовавшихся токсичных продуктов.

Оксид углерода и углеводороды являются продуктами неполного сгорания топлив, поэтому снизить их в отработавших газах можно путём обеднения рабочих смесей, введением в топливо присадок, интенсифицирующих процесс сгорания и расширяющих концентрационные пределы воспламеняемости, внедрением в конструкцию двигателя мероприятий, обеспечивающих устойчивое протекание рабочего процесса на обеднённых смесях, улучшением процессов смесеобразования. Кроме того, уменьшения токсичных отработавших газов можно за счёт использования топлив, обеспечивающих большую полноту сгорания топлива – сжатых и сжиженных газов и т.д. Работа на технически исправном автомобиле является важным условием снижения токсичности отработавших газов

К пассивным методам снижения токсичности отработавших газов относят дожигатели и каталитические нейтрализаторы, в которых продукты неполного сгорания дожигаются в присутствии катализатора или без него. В табл. 19 представлено содержание токсичных компонентов в отработавших газах бензиновых и дизельных двигателей.

Список литературы:

1. Макушев Ю. П. М 17 Химмотология: учебное пособие / Ю.П. Макушев, Л.Ю. Михайлова, А.В. Филатов. – Омск: СибАДИ, 2010. – 160 с.
2. Сафонов А.С. и др. Автомобильные автоэксплуатационные материалы / А.С. Сафонов, А.И. Ушаков, Н.Д. Юскавец. – СПб.: Гидрометиоиздат, 1998. – 233 с.