Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобильные двигатели

Токсические составляющие продуктов сгорания

выбрасываемых в атмосферу. Методы их обезвреживания

В результате протекания химических реакций углеводородов топлива с воздухом, наряду с основными составляющими продуктов полного сгорания, образуется ряд токсических компонентов. Их состав и количество зависят от характера осуществления процесса подготовки топливовоздушной смеси и ее сгорания в объеме камеры сгорания.

Применение всех известных способов воздействия на процесс смесеобразования и сгорания существенно снижает содержание токсичных компонентов в отработавших газах, однако полностью их ликвидировать невозможно.

Кроме токсических составляющих отработавших газов в атмосферу в двигателях с искровым зажиганием выбрасываются картерные газы, а также пары бензина из бака и карбюратора, что увеличивает количество удаляемых в атмосферу углеводородов. В табл. 13 приведены данные по удельному выделению токсических компонентов с отработавшими газами в расчете на 1 кВт-ч и в процентах, при работе двигателя на номинальном режиме.

Если по условиям эксплуатации необходимо значительно снизить токсичность отработавших газов, применяют дополнительные устройства, нейтрализующие отдельные токсические компоненты в системе выпуска. Эти устройства устанавливают вместо глушителей шума, и они одновременно выполняют их функции. При применении таких устройств несколько возрастает сопротивление на выпуске, что приводит к увеличению работы, затрачиваемой на газообмен и, как следствие, к повышению расхода топлива. Имеются два вида устройств, устройства одного вида предназначены для улавливания вредных веществ; другого для нейтрализации. Известны термические, каталитические, жидкостные и комбинированные нейтрализаторы отработавших газов.

в нейтрализатор необходимо ввести воздух. Количество вводимого воздуха регулируют в соответствии с режимом работы двигателя.

В термических нейтрализаторах содержание окислов азота в отработавших газах не уменьшается.

у не меняется при пробеге автомобиля до 100 тыс. км. Наличие в отработавших газах соединений свинца не влияет па эффективность работы термического нейтрализатора. Длительность работы деталей нейтрализатора в случае использования этилированного бензина уменьшается.

Токсические составляющие в продуктах сгорания двигателей с искровым зажиганием и дизелей неодинаковы, что требуется учитывать при выборе для них каталитических нейтрализаторов.

В восстановительной ступени реактора применяют катализаторы из медноникелевого сплава без носителя и из платины на носителе (глиноземе). Для окислительных ступеней катализатора используют благородные металлы и окислы переходных металлов.

Существенным недостатком каталитических нейтрализаторов является то, что их практически невозможно применять при использовании этилированного бензина. Наличие в отработавших газах свинца быстро (в течепие 100200 ч работы двигателя) дезактивирует катализатор.

В дизелях, работающих всегда при избытке воздуха в смеси, содержание в продуктах сгорания окиси углерода составляет доли процента, и она легко нейтрализуется в катализаторе. Основное внимание при использовании каталитического нейтрализатора на дизеле уделяют нейтрализации окислов азота. Для разложения окислов азота необходимо перед поступлением газа в катализатор создать восстановительную среду. В случае попадания с продуктами сгорания в катализатор сажи эффективность его работы снижается. Поэтому перед катализатором устанавливают сажеуловитель или периодически выжигают сажу в катализаторе. Каталитические нейтрализаторы начинают лишь действовать только после прогрева их до соответствующей температуры.

соответственно содержание токсичного компонента до и после катализатора).

В жидкостных катализаторах отработавшие газы проходят через слой жидкости, в котором в зависимости от ее состава связываются или растворяются токсичные компоненты. Жидкостные катализаторы главным образом поглощают альдегиды, частично окислы азота и улавливают сажу. Процесс осуществляется при сравнительно низкой температуре (4080° С).

Поскольку в жидкостных нейтрализаторах нейтрализация окислов азота ограничена, их применяют только на дизелях, чаще всего в комбинации с другими системами нейтрализации.

Возможны различные комбинации из рассмотренных выше способов нейтрализации, причем некоторые из них включают также способы, воздействующие на процесс сгорания для уменьшения образования токсичных продуктов.

снижается до 60% от того его количества, которое образуется без рециркуляции. При использовании системы рециркуляции уменьшаются мощность и КПД двигателя.

Следует отметить, что в двигателях с искровым зажиганием система нейтрализации обязательно должна включать устройства для предотвращения выбрасывания картерных газов в атмосферу и улавливания образующихся в топливной системе паров топлива.

Реклама