1.3 Вплив технічного стану автомобіля та складу палива на інтенсивність забруднення навколишнього середовища
Кількість і склад відпрацьованих газів визначаються відношенням суміші повітря — паливо, конструктивними особливостями двигунів, і в першу чергу – їх потужністю, режимом роботи, технічним станом, якістю дорожніх покриттів, метеоумовами, строком експлуатації автомобілів ( табл. 4).
Таблиця 4 – Залежність інтенсивності викидів від віку автомобіля
-
Строк експлуатації автомобіля
Ків
CO
CH
NO2
БП
до 2-х років
1
1
1
1
від 2 до 5 років
1,3
1,2
0,95
1,3
від 5 до 10 років
1,5
1,4
0,93
1,7
більше 10 років
1,7
1,6
0,9
2,0
Залежність кількості і складу відпрацьованих газів від якості робочої суміші (повітря-паливо) наведено на рис.3.
Рисунок 3 – Вплив якості палива на величину шкідливих викидів
Кількість шкідливих речовин, що надходять в атмосферу в складі відпрацьованих газів, залежить від загального технічного стану автомобілів і, особливо, – від двигуна як джерела найбільшого забруднення (рис.4).
Рисунок 4 – Залежність величини шкідливих викидів автомобіля від потужності його двигуна
Пiдвищення на 10% коефiцiєнта використання пробiгу дозволяє зекономити 6,5—7% палива, а пiдвищення на таку само величину коефiцiєнта використання вантажопiдйомностi – на 7—8%. Однак найбiльш суттєвий вплив на скорочення витрати палива має конструкцiя автомобiлiв.
Дослідженнями i практикою експлуатацiї, наприклад, встановлено, що одна непрацююча свiча в двигунi пiдвищує витрату палива на 10—15%, зниження температури охолоджувальної рiдини до 35—400С – на 10— 12%, несправний регулятор випередження запалювання – на 6—10%, наявнiсть нагару в камерах згоряння – на 7—8%. Несправнiсть однiєї форсунки в дизельному двигунi пiдвищує витрату палива на 22—28% .
В умовах вуличного руху двигун автомобiля працює 30% часу на холостому ходi, 30—40% — з постiйним навантаженням, 20—25% — в режимi розгону та 10—15% — в режимi гальмування. При цьому, в середньому, на холостому ходi автомобiль викидає 5—7% оксиду вуглецю до об’єму всього викиду, а в процесi руху з постiйним навантаженням – лише 1—2,5%. Якщо неправильно відрегульовано паливну систему, викиди оксиду вуглецю на холостому ходi зростають до 15%, а iнодi й бiльше. Одночасно на цьому режимі збiльшується в 2—2,5 рази викид вуглеводнiв (СО, СО2) та в 1,5 рази — альдегідів. Слiд зазначити, що при сповiльненнi (гальмуваннi двигуном) вмiст альдегiдiв у вiдпрацьованих газах пiдвищується у 10 разiв.
Дизель економічніше карбюраторного двигуна на 20-30%. Більше того, для виробництва 1 л дизельного палива потрібно в 2,5 р. менше енергії, ніж для виробництва тієї само кількості бензину. Саме цим пояснюється швидке зростання кількості автомобілів, що працюють на дизельному паливі.
Удосконалення процесу горіння палива в двигуні внутрішнього згоряння, застосування електронної системи запалювання призводить до зменшення у вихлопах шкідливих речовин.
Значно поліпшити склад вихлопних газів можна за допомогою різних добавок до палива. Вчені розробили присадку, яка знижує вміст сажі у вихлопних газах на 60–90% , а канцерогенних речовин – на 40%.
Високооктанове, стабільне за складом газове паливо добре змішується з повітрям і рівномірно розподіляється по циліндрах двигуна, сприяючи більш повному згорянню робочої суміші. Сумарний викид токсичних речовин у автомобілів, що працюють на зрідженому газі, значно менший, ніж у машин з бензиновими двигунами.
Найбільш поширеними забруднюючими речовинами у викидах автомобільного транспорту є оксид вуглецю та вуглеводні, частка яких різко зростає під час роботи двигуна на малих обертах, старту або збільшення швидкості; сполуки свинцю, які використовуються як домішки до бензину; оксиди азоту. Склад викидів дизельних двигунів відрізняється від бензинових(табл.5).
Таблиця 5 – Питомі викиди речовин двигунами транспорту (г на кг пального)
-
Шкідливі речовини
Бензинові
двигуни
Дизельні
двигуни
CO
37.8
20.8
NOx
21,0
41,0
Свинець
0,5
____
Тверді часточки
1,5
7,6
SOx
1.5
5,6
Альдегіди
0,93
0,78
Вуглеводні
2
0,5
Діоксид сірки(SO2),мг⁄м3
0,003
0,015
Сажа (С),мг⁄м3
100
2000
Сполука свинцю(PbO4),мг⁄м3
60
__
Канцерогени (бензапірен),мг⁄м3
25
10
У дизельному двигуні відбувається більш повне згоряння палива, менше окислюється вуглець і утворюється менше неспалених вуглеводнів. Але, разом з цим, за рахунок нестачі повітря в дизелі утворюється більша кількість оксиду азоту. Дизельні двигуни, крім того, викидають сажу.