1 . Утворення токсичних компонентів в вг двз

1.1 . Короткі відомості про автомобільні палива

У двигунах внутрішнього згоряння застосовуються рідкі та газоподібні палива. Головним джерелом для отримання рідких палив є нафта. У результаті її прямої перегонки та спеціальної вторинної переробки отримують бензин , лігроїн , гас , дизельне паливо , солярне масло , мазут і т.п. Газоподібні палива , застосовувані на транспорті , це , в основному , природний і нафтовий гази. Природний газ зберігається на борту автомобіля в стислому стані , в балонах під тиском до 20 МПа. Нафтовий газ отримують при переробці нафти. Він являє собою суміш пропану і бутану . Зберігається на борту автомобіля в балонах в зрідженому стані.

Автомобільні палива складаються в основному з суміші різних вуглеводневих молекул , які відрізняються за формою , розміром і структурою (груповому складу). Груповий склад впливає на процеси випаровування , займання і горіння палива , а , отже, визначає його вид і сорт. Наприклад, чим більш компактна молекула вуглеводню , тим вище його детонаційна стійкість , обумовлена ​​октановим числом. Дизельне паливо , навпаки , повинно володіти низькою температурою самозаймання , яка знижується з укрупненням молекули. Тому в якості дизельного палива використовують більш важкі фракції нафти.

Елементарний склад палива - це масове або об'ємне утримання в ньому окремих елементів ( таблиця 1.1).

Горючими елементами у складі палив є: вуглець, водень і сірка. Сірка - вкрай небажаний компонент, вміст її строго нормується. При її згорянні утворюється двоокис сірки SO2, яка при з'єднанні з вологою призводить до утворення сірчаної кислоти, руйнуючий деталі двигуна і, в першу чергу, випускної системи.

Таблиця 1.1

Усереднений елементарний склад автомобільних палив,% за масою

Паливо	Вуглець	Водень	Кисень	Азот	Сірка
Дизельне	86,5–87	12,6	0,4	0	≤ 0,5
Бензин	85	15	0	0	≤ 0,15
Природний газ	75	25	0	≤ 0,3	0
Нафтовий газ	82	18	0	≤ 0,5	≤ 0,015

1.2 . Теоретично необхідну кількість окислювача і коефіцієнт надлишку повітря

Найменша кількість кисню , яку потрібно підвести ззовні до палива для повного його окислення , називається теоретично необхідною кількістю кисню. У ДВЗ необхідний для горіння кисень міститься в повітрі , який вводять в циліндр в процесі впуску . Враховуючи, що кисню в повітрі за масою міститься приблизно 23 %, і , розглянувши матеріальний баланс хімічних реакцій горіння , можна визначити теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг палива :

,

де C, H, S і O - процентний вміст за масою вуглецю, водню, сірки і кисню в паливі.

Наприклад, для бензину

В автомобільних двигунах залежно від типу сумішоутворення, режиму роботи та інших факторів, кількість подаваного повітря може бути більше теоретичного, рівне йому або менше. Відношення дійсної кількості повітря, поступаючого в циліндр двигуна, до теоретично необхідного для згоряння міститься в ньому палива, називається коефіцієнтом надлишку повітря і позначається через α:

α= .

При α> 1 суміш називається бідною (або збідненою). У цьому випадку досягається хімічна повнота згоряння, виділяється повна теплота, кількість токсичних продуктів мінімальна. При α = 1 суміш називається нормальною. При α <1 суміш називається багатою (або збагаченою).

У цьому випадку кисню не вистачає для повного окислення палива, виділяється не вся теплота, у відпрацьованих газах з'являються продукти неповного згоряння - CO і CnHm.

У середньому, в залежності від конструкції і режимів роботи, в двигунах з іскровим запалюванням α лежить в межах від 0,8 до 1,2, в дизелях від 1,3 до 6.