Экологические показатели двигателя

Федеральное агентство по образованию

Сибирская автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Реферат

Тема: «Экологические показатели двигателя»

Выполнила: Колосова Е.А.

21ОПУТ

Проверил: доцент Рудских В.И.

Омск-2006

Содержание

Введение

Схема испытаний на соответствие экологическим нормам (ездовые циклы)

Эволюция норм токсичности отработавших газов в странах Европейского союза (легковые автомобили)

Основные токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах автомобильных двигателей

Требования по экологии

При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также оказываются в почве, вовлекаются в природные круговороты, связанные с пищевыми цепями.

Огромное количество свинца выделяется в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. В конечном итоге соединения свинца с осадками попадают в почву и водоемы.

В ряде стран и на межгосударственном уровне (в рамках международных организаций) разрабатываются стандарты, ограничивающие содержание наиболее опасных загрязняющих веществ как в атмосферном воздухе, так и в источниках загрязнения.

Многие уже слышали, что с 1999 года в России ввели экологические нормы - Евро I. Запад, между тем, уже готовился к Евро III...

Загрязнение окружающей среды всерьез обеспокоило развитые страны лет тридцать назад. Но от первых обвинений автомобиля в тяжких экологических грехах до эффективных мер по защите природы путь оказался не близок... К началу 90-х в Европе ввели в действие, по сути, «наши» сегодняшние экологические нормы. Особых технических ограничений, по современным меркам, для производителей автомобилей не последовало: в предписания укладывались как карбюраторные машины, так и с механическим впрыском топлива (бензиновые и дизели) без каталитического нейтрализатора. Но то был лишь промежуточный этап в большой экологической программе. С 1993 года в силу вступили новые требования - Евро I, определившие вкупе с последующими нормами, каким быть автомобильному (и не только) миру в обозримом будущем.

К Евро I Европа шла не один год. Нормы базировались на Правилах ЕЭК ООН* R83-02B,C и R49-02A. Заглянем в таблицу: здесь требования, в которые автомобиль должен уложиться при сертификации - иначе не видать ему серийного производства. Как было до введения Евро I? Испытуемый на беговых барабанах объект имитировал движение по городу, затем подсчитывалась масса выброшенных вредных веществ. Отсюда и единицы измерения - грамм на испытания (г/исп). По новым требованиям к городскому циклу добавили загородный, а результаты оценивали в граммах на километр (г/км). Если приблизительно пересчитать прежние единицы в г/км, получится, что Евро I строже почти на порядок!

* Экологические требования регламентируют четыре Правила Европейской экономической комиссии (ЕЭК) ООН. R83 (ранее - и R15) определяет выбросы вредных веществ автомобилями с полной массой до 3,5 т. R49 касается всех дизельных машин и, отдельно, двигателей автомобилей полной массой более 3,5 т. R24 - дымность отработавших газов автомобилей с дизельными двигателями.

Кроме жесткого нормирования токсичности выхлопа, ограничивалось испарение топлива из системы. Появилось очень важное условие: автомобиль должен оставаться ”чистым” на протяжении всей жизни (оговаривались нормы выбросов после 80 тысяч километров). Требования были представлены общественности задолго до их вступления в силу. В отведенный срок производители обязаны были разработать «чистые» машины, подготовить и запустить их в производство.

По мере приближения дня «Х» все больше фирм заявляло о своей готовности к Евро I. Из многих идей наиболее реальной, эффективной и потому общепринятой стала разработка систем нейтрализации отработавших газов, «обезвреживающих» до 90% токсичных веществ

Схема испытаний на соответствие экологическим нормам (ездовые циклы).

Катализаторы к тому времени уже не были откровением для автомобильных специалистов, хотя применения еще не находили. Во-первых, не было острой нужды, во-вторых, не были решены серьезные проблемы.

Этилированный бензин, отравляющий не только людей, но и их творения - системы нейтрализации, был поставлен вне закона. Естественно, перестройка нефтеперерабатывающих заводов проходила не в один день.

Механический карбюратор ”по определению” не в силах дозировать рабочую смесь с нужной точностью. Он уступил место карбюратору ”электронному”, потом - центральному (одноточечному, моно-) впрыску. Надежно, с перекрытием уложиться в нормы Евро I и замахнуться на следующие позволял лишь распределенный (многоточечный) впрыск под управлением электроники, к которому в итоге и пришли все автомобильные фирмы. Кто-то разработал «чистые» моторы «с нуля», кто-то оснастил ранее освоенные новой системой топливоподачи и нейтрализатором.

Но страны Европы не остановились на этом. В повестку дня встал переход от Евро I к еще более жестким нормам Евро II. Были внесены необходимые дополнения в Правила ЕЭК ООН, и требования вступили в силу в конце 1996 года.

Конструкторы совершенствовали двигатели, модернизировали системы впрыска (теперь уже - только распределенного) и зажигания. Нейтрализатор, «переместившийся» поближе к двигателю, стал быстрее выходить на рабочий режим (устройство эффективно работает только при определенной температуре). Тем самым удалось значительно понизить количество выбросов оксидов углерода (СО), углеводородов (CH) и оксидов азота (NОХ).

Эволюция норм токсичности отработавших газов в странах Европейского союза (легковые автомобили).

С 1998 года действуют дополненные Евро II. Если раньше в ходе ездового цикла, имитирующего движение в городских условиях, измерительная аппаратура подключалась через 40 секунд после пуска двигателя, то по новым требованиям - сразу после поворота ключа зажигания. Автомобилестроительные компании, чтобы уложиться в нормативы, применяют специальные подогреватели катализаторов. На некоторых моделях система выпуска дополнилась емкостью для сбора вредных «пусковых» газов, которые только после прогрева катализатора проходят через него и попадают очищенными в атмосферу.

Череду экономических нормативов продолжают перспективные требования Евро III. Смысл все тот же - последовательное ужесточение норм выброса вредных веществ. Некоторые гиганты автоиндустрии уже выпускают машины, соответствующие этим требованиям. Из технических новаций - много клапанов (четыре или пять на цилиндр), регулируемые фазы газораспределения, переменная длина впускного трубопровода, наддув, непосредственный впрыск топлива в камеры сгорания - все, чтобы выжать из каждой капли топлива максимум энергии и при этом не навредить природе и людям!

Вслед Евро III подготовлен проект Евро IV. Его ввели в действие в 2005 году.

А что у нас? Российская экологическая программа разработана, и даже сделаны первые шаги в реализации ее «автомобильного» раздела. Если все, что намечено, будет выполнено и мы пройдем по эко-лестнице до самого верха, то тогда действительно сможем вздохнуть с облегчением и сказать потомкам: добро пожаловать в экологически чистое будущее.

Основные токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах автомобильных двигателей

Оксид (окись) углерода (СО) - газ без цвета и запаха, образуется в результате неполного сгорания топлива в двигателе.

Оксиды азота состоят в основном из окиси (NO) и двуокиси (NO2) и образуются при высокой температуре сгорания топлива.

Углеводороды - их появление в отработавших газах связано с разложением и неполным окислением углеводородов топлива в камере сгорания и во многом зависит от состояния и регулировки двигателя.

Таблица 1. ТРЕБОВАНИЯ ПО ЭКОЛОГИИ