Реферат на тему: «Газоанализаторы»

Автомобильный парк нашей страны, и в частности города Москва, с каждым днем увеличивается. В среднем за год число зарегистрированных автомобилей увеличивается на 6%. В это число входят как автомобили вторичного рынка, так и новые.

В цивилизованных странах развитие автомобильной промышленности делает акцент на гибридных и электрических силовых установках в автомобили. Однако Российские производители пока не поспевают за тенденциями развития мирового машиностроения. Стоит отметить что доля иностранных автомобилей оснащенных гибридной силовой установкой так же мала в России. Одним из мировых лидеров по производству гибридных автомобилей была и остается Япония. Её Lexus, Toyota, Nissan и др. наиболее распространенные марки предоставляющие замену традиционному двигателю.

К сожалению их не подавляющее большинство, а это значит что основной массой являются автомобили в привычным двигателем внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания делятся на два основных типа: бензиновые и дизельные. Одним из отрицательных воздействий которое создают данные двигатели - отработавшие газы.

К огда говорят о составе ОГ автомобильных двигателей, называют одни и те же вещества: окись углерода, оксиды азота, частички сажи и углеводороды. Но очень редко упоминают о том, что эти компоненты составляют только небольшую часть общей массы ОГ. Поэтому, прежде чем описывать отдельные компоненты, следует показать их приблизительную долю в общей массе ОГ бензиновых двигателей и дизелей.

N2 – азот Азот негорюч, бесцветен и не имеет запаха. Азот входит в элементарный состав воздуха, которым мы дышим (78% воздуха приходится на азот, 21% на кислород и 1% на прочие газы). В составе воздуха он поступает в двигатель и присутствует при сгорании топлива в нем. Основная часть поступившего в двигатель азота вновь выбрасывается в неизмененном состоянии в составе ОГ, но небольшая его часть вступает в реакцию с rислородом, образуя оксиды (NOX).

O2 – кислород Это бесцветный газ, не имеющий запаха и привкуса. Он является важнейшим компонентом воздуха, которым мы дышим (доля кислорода в воздухе равна 21%). Он поступает в двигатель вместе с азотом через воздушный фильтр.

H2O – вода Частично попадает в двигатель в виде содержащейся в воздухе влаги и возникает при сгорании в процессе прогрева двигателя. На эту часть ОГ не стоит обращать внимание.

CO2 – двуокись углерода (углекислый газ) Этот бесцветный и негорючий газ возникает в результате сгорания топлива, содержащего углерод, (например, бензина или дизельного топлива). При этом углерод соединяется с кислородом поступившего в двигатель воздуха. Этот газ попал в поле зрения общественности в связи с дискуссиями о возможных изменениях климата в результате действия парникового эффекта. Углекислый газ CO2 уменьшает слой атмосферы, который защищает ее землю от ультрафиолетовых лучей, испускаемых солнцем (в результате нагрев земной поверхности должен увеличиваться).

CO – окись углерода Возникает в результате неполного сгорания содержащих углерод топлив. Он не имеет цвета и запахе, взрывоопасен и очень ядовит. Он блокирует транспорт кислорода красными тельцами крови. Способен вызвать смерть человека уже при относительно малой концентрации в воздухе. При обычных концентрациях в окружающем воздухе он относительно быстро окисляется до углекислого газа CO2.

NOX – оксиды азота Являются соединениями азота N2 и кислорода O2 (NO, NO2, N2O и другие). Оксиды азота образуются при сгорании в двигателе под действием высоких температур и давлений и наличии избытка кислорода. Некоторые из оксидов азота токсичны. Направленные на снижение расхода топлива мероприятия, к сожалению, вызывают в ряде случаев повышение концентрации оксидов азота в ОГ, так как повышение эффективности сгорания сопровождается ростом температур. А повышенные температуры приводят к росту выброса оксидов азота.

SO2 – двуокись серы Это бесцветный негорючий газ с резким запахом. Двуокись серы вызывает заболевания дыхательных путей, однако, в ОГ ее концентрация обычно очень мала. Снижение выброса двуокиси серы достигается уменьшением ее содержания в топливе.

Pb – свинец В последнее время в ОГ автомобильных двигателей отсутствует. Еще в 1985 году в атмосферу было выброшено 3000 т свинца в результате сжигания этилированного бензина. Содержащийся в топливе свинец противодействовал детонации при сгорании топлива и снижал износ выпускных клапанов. Применение экологически чистых присадок позволило практически сохранить антидетонационную стойкость бензина на уровне этилированного топлива.

HC – углеводороды Появляются в ОГ в результате неполного сгорания углеводородного топлива. Углеводороды HC могут проявляться в различных формах (например, C6H6, C8H18) и их действие на организм человека различно. Некоторые раздражают органы чувств, другие вызывают развитие злокачественных опухолей (например, бензол).

Частички сажы PM (по Qанглийски particulate matter) выбрасываются главным образом дизелями. Их действие на организм человека раскрыто еще не полностью.

Для определения состава отработавших газов применяются специальные приборы – газоанализаторы.

Газоанализа́тор — измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Различают газоанализаторы ручного действия и автоматические. Среди первых наиболее распространены абсорбционные газоанализаторы, в которых компоненты газовой смеси последовательно поглощаются различными реагентами. Автоматические газоанализаторы непрерывно измеряют какую-либо физическую или физико-химическую характеристику газовой смеси или её отдельных компонентов. По принципу действия автоматические газоанализаторы могут быть разделены на 3 группы:

1. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов, называемых объёмно-манометрическими или химическими, определяют изменение объёма или давления газовой смеси в результате химических реакций её отдельных компонентов.

2. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические, хроматографические и др.). Термохимические, основанные на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа, применяют главным образом для определения концентраций горючих газов (например, опасных концентраций окиси углерода в воздухе). Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости раствора, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические, основанные на изменении цвета определённых веществ при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси, применяют главным образом для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях — сероводорода, окислов азота и др. Хроматографические наиболее широко используют для анализа смесей газообразных углеводородов.

3. Приборы, основанные на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, денсиметрические, магнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические, основанные на измерении теплопроводности газов, позволяют анализировать двухкомпонентные смеси (или многокомпонентные при условии изменения концентрации только одного компонента). При помощи денсиметрических газоанализаторов, основанных на измерении плотности газовой смеси, определяют главным образом содержание углекислого газа, плотность которого в 1,5 раза превышает плотность чистого воздуха. Магнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большой магнитной восприимчивостью. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси. При помощи ультрафиолетовых газоанализаторов определяют содержание в газовых смесях галогенов, паров ртути, некоторых органических соединений.

Принцип действия измерительной системы. Испытательный ездовой цикл воспроизводится на роликовом стенде. При проведении измерений к отработавшим газам подмешивается отфильтрованный дополнительный воздух, и полученная таким образом смесь отсасывается главным вентилятором. Этот вентилятор отсасывает постоянное количество смеси газов с воздухом, поэтому при увеличении выброса ОГ (например, при имитации разгона) подсасывается меньшее количество дополнительного воздуха, а при снижении выброса ОГ количество подсасываемого воздуха увеличивается. Из этой газовоздушной смеси отбирается постоянное количество газа, которая нагнетается в один или несколько сборников для проб газа. Отобранные компоненты ОГ измеряются, а результат в граммах относится к общей протяженности "пробега" в км.

Испытательные ездовые циклы Европа: NEFZ (Neuer Europаischer FahrzyklusA Новый европейский испытательный цикл) с 40 секундами предварительной выдержки Этот цикл был введен в действие в 1992 году и заменен новым циклом 01.01.2000. Особенностью этого цикла является выдержка продолжительностью 40 секунд до начала отбора газа. Эту выдержку можно назвать периодом «разогрева».