Основна шкідлива речовина, що мiститься у вдпрацьованих газах водневого двигуна, — оксиди азоту. Найбiльше їх утворюється при згоряннi дещо збiднечої воднево повітряної сумiшi (α 1,2). Із збагаченням чи збiдненням сумiшi вмiст NОx рiзко зменшується. При α = 1,8 вони практично відсутні. Через те, що водневий двигун стало лрацює при досить збiднених сумішах, зменшити викиди оксидiв азоту можна регулюванням складу сумiшi. Проте енергетичнi показкики двигуна у цьому разі знизяться. Зменшити викид NОxможна також рециркуляцiєю відпрацьованих газів, подаванням води у впускну систему та зменшенням кута випередження запалювання [71].
Спецiалiсти вважають, що в найближчому майбутньому, через названі недолiки, двигуни, що працюють на водні, широкого застосування не набудуть.
Ацетилен. В останні роки за кордоном вивчається можливiсть використання ацетилену (С2Н2) як моторного палива. Ацетилен має високi енергетичнi показники, i його можна виробляти з нафтової сировини.
Проводились поодинокi експериментальнi дослідження роботи поршневих ДВЗ на ацетиленi, які, окрiм того, виконанi переважно на одноциліндрових установках СFR.
Токсичні показники двигуна, який живиться ацетиленом, покращуються переважно завдяки зниженню вмiсту у ВГ оксиду вуглецю i сумарних вуглеводнiв. Так, в режимах максимальної потужностi викиди СО зменшилися в 2—2,5 рази, порiвняно з мiнiмальними значеннями викидiв цих компонентів у ВГ бензинового двигуна. Разом з тим, внаслідок високої температури згоряння ацетилену, вмiст оксидiв азоту у ВГ перебуває на рівнi найбiльших викидiв NОxбензинових двигунiв. За однакового складу паливних сумiшей (α = 1,43) перехiд з бензину на ацетилен пiдвищу вмiст майже втричi. Проте з подальшим збiдненням ацетиленоповiтряно сумiшi викиди оксидiа азоту швидко эменшуються таким чином, що при α = 2,2 вони практично вiдсутні.
Основним недолiком ацетилену i ацетиленоповiтряної сумшi є їх висока вибухонебезпечність. Це єдиний газ, що використовується у промисловостi, горiння вибух якого можливе без присутностi окислювача. Щоб користування було безпечним, найпоширенiшим став спосiб зберiгання та транспортування ацетилену, розчиненого в ацетонi в сталевих балонах, якi заповненi активованим деревним вугіллям або iншими поруватими масами пiд тиском до 2,4 МПа [71].
Азотовмiснi палива. Азотоводневе паливо складається з водню й азоту. Основними видами азотоводневого палива є гiдрозин (N2H2) й амiак (NH3).
Амsак (NH3) характеризується простотою виробництва, вiдносно низькою вартiстю i, як паливо, задовольнили термодинамiчними показниками. Характерними властивостями аміаку є низький стехiометричний коефiцієнт — теоретично необхiдна кiльксть повiтря (6,15 кг/кг), висока температура займання амiачноповiтряних сумiшей (650 ˚С) та їх повільне, мляве згоряння. Його цетанове число близьке до нуля, в той же час вiк має високу антидетонаційну стійкість (ОЧ визначає дослiдницьким методом — 110 од.).
Внаслiдок незадовiльних моторних якостей амiаку для роботи двигуна необхiдко суттєво пiдвищити енергетичний рiвень запалювання використанням високотемпературних свiчок з широким іскровим проміжком потужною котушкою запалювання. Iнтенсифiкувати займання згоряння амiаку можна впорскуванням запальної дози палива, додаванням активуючих присадок, оптимiзацею форми камери згоряння тощо.
За термохiмiчними розрахунками, в продуктах згоряння амiаку присутнiй тiльки один токсичний компонент — оксид азоту NO. Кількiсть його мiнiмальна через низькi температури i швидкостi згоряння амiачноповiтряних сумiшей. У розрахунках на одиницю транспортної роботи викиди NO для амiаку нижчi в 1,5—2 рази порiвняно з воднем i в 2,5—З рази — порівняно з бензином. У той же час, в експериментах отримано значно нижчi (майже на порядок) рiвні викидiв NO у разi спалювання амiачного палива. Цi обставини пов’язанi з перебiгом (при певних умовах органiзацiї робочого процесу двигуна, що живиться амiаком) реакцiї взаємодiї оксиду азоту з амiаком, який не згорів, у результатi чого вiдбувається відновлювання азоту.
Недолiком аміаку як моторного палива є його корозiйна агресивнiсть та отруйнiсть.
Швидкiсть згоряння гiдрозину в повiтрi вища за швидкість згоряння амiаку i вуглеводнiв. За повного згоряння i пiсля видалення оксидiв азоту, що мають утворюватися, азотоводневе паливо не буде забруднювати навколишнє середовище.
Гідрозин має не лише властивiсть згорати, як бензин, але i розкладатися (за відсутності повiтря) в регульованому режимі, що разширює можливiсть його використання.
Температурнi межi рiдкого стану гiдрозину дуже близькi до меж рiдкого стану води. Температура замерзання гiдрозину дорiвнюе 17 °С, що виключає обмеження його використання в рiзних географiчних зонах.
Через високу температуру замерзання гiдрозину та iншi його експлуатацiйнi властивостi до нього доцiльно додавати антифриз. Це необхідно для того, щоб використовувати гідрозин як автомобільне паливо. Вибір антифризу обмежується рiдинами, якi можуть перемiшуватися з гiдрозином. Ефективними антифризами для гідрозину є вода або аміак. Найбільш ефективна потрiйна сумш ТF- 1, що складається з 64 % гiдрозину, 10 % амiаку і 26 % води.
Зараз гідрозин отримують з амiаку, який, у свою чергу, добувають з вуглеводневої сировини [71].
Висновки
1. Дослідження літературних джерел показало, що склад повітря складається із таких газів N2 – 78,1%; О2 – 20,9%; Аr – 0,95%; СО2 – 0,032% .Вони необхідні для нормальної життєдіяльності людини. Однак склад повітря може змінюватись під впливом різних чинників, зокрема від викидів автомобільного транспорту. Викиди містять наступні шкідливі речовини: оксид вуглецю (СО); діоксид сірки (SO2); оксиди азоту (NOx); аерозолі; озон (О3); свинець (Pb); діоксид вуглецю (СО2 ); сірководень (H2S).
Як зазначають дослідники - склад повітря має суттєвий вплив на здоров’я людини. Вміст деяких домішок є негативним, або ж не прийнятним. На разі, окис свинцю послаблює розумові здібності, сповільнює рефлекси; свинець впливає на кровоносну систему, відкладається в кістках; озон подразнює слизову оболонку органів дихання, викликає кашель, порушує роботу легень.
Означено й акцентовано увагу на факті залежності складу викидів автомобілів від типу двигуна і виду використовуваного палива.
2.Вивчено методологічні аспекти дослідження стану атмосферного повітря, акцентовано увагу на біологічних методах, зокрема- ліхеноіндикації та визначенні показника інтенсивності руху автотранспорту. Ліхеноіндикація як метод визначення стану довкілля є економічним, маломатеріловмісним. Лишайники поширені в різних рослинно – кліматичних зонах, невибагливі до умов зростання. Вони витримують тривалу посуху, низькі і високі температури, проте є чутливими до забруднення повітря та рекреаційних змін, що пов’язано з особливостями їх будови та фізіолого – біохімічними процесами.
Метод дослідження інтенсивності руху і дослідженню загазованості вулиць, дозволяє виявити максимальне навантаження на повітряне середовище з метою встановлення якісних показників.
3. Визначено, що викиди автомобілями із різними типами двигунів, приносять економічні збитки від забруднення атмосферного повітря .
Освоєно методику розрахунку економічних збитків від пересувних джерел забруднення.
4. Експериментально визначено стан повітряного середовища в межах м. Києва, застосовуючи біологічний метод визначення,констатуємо: забруднення атмосферного повітря на досліджуваній території класифікується як “ сильно- забруднене ”.
За методом показника інтенсивності руху видно, що середньодобовий показник СО = 92,6 мг/м3. В звичайних умовах СО дорівнює від 0,01 до 0,2 мг/м3. Основна маса викидів СО утворюється в процесі згорання органічного палива, перш за все в них СО дорівнює 20 мг/м3.
Роблячи оцінку ступення забрудненості атмосферного повітря відпрацьованими газами на ділянці магістральної вулиці. Було вираховано, що середньодобовий показник концентрації СО дорівнює 92,6 мг/м3. Виходячи із цього показника ми можемо зробити висновок ,що наш показник перевищує норму в 4,63 раза, при середньому показнику 20 мг/м3.
5. Здійснено розрахунок збору за забруднення повітряного басейну забруднених ділянок для окремих типів двигунів: за добу і на цілий місяць для кожного двигуна окремо. Виявлено, що найбільша кількість зборів припадає на легкові автомобілі, які працюють на бензині.
6. Отже, автотранспорт має суттєвий вплив на повітряний басейн. Здійснене дослідження актуалізовало проблему забруднення атмосферного повітря внаслідок використання різного типу двигунів і застосування різних видів палива.
7. Проаналізовано, на сучасному етапі вченими пропонуються такі шляхи розв’язання проблеми:
- альтернативні види палива (водень, ацетилен, азотовмісні види палива);
- поліпшення якості виготовлення та удосконалення конструктивних особливостей двигунів;
- розробка засобів, що знижують вміст шкідливих компонентів у відпрацьованих газах;
- створення енерго силового устаткування для автомобілів, що викидають значно меншу кількість шкідливих речовин;
- впровадження системи організаційних, економічних, податкових та інших заходів, що сприяють підвищенню екологічної безпеки для довкілля;
- озеленення міст.
8.Дане дослідження не вичерпує всіх видів аспектів проблеми.
Вартопродовжувати роботу, щодо дослідження використання альтернативного палива, суттєво дослідити вплив різних типів двигунів і марок машин на стан повітряного середовища; важливо розрахувати не тільки збитки, заподіянні державі в наслідок забруднення, а й величинуїх відшкодування.
Список використаних джерел
1. Адасинский СА. Городской транспорт будущего. — М.: Наука,1979. —166 с.