Фридрих Берг Дизельные газовые камеры Идеальное орудие пытки, нелепое орудие убийства (стр. 5 из 17)

Рис. 3. Сравнение выделений угарного газа из дизельных двигателей и двигателей с искровым зажиганием[34]

На рис. 3 приводится сравнение выделений угарного газа из дизельных и бензиновых двигателей. Бензиновые двигатели также называют двигателями с искровым зажиганием, из-за того что они используют свечи зажигания. Ясно, что логичным выбором в качестве источника угарного газа между этими двумя типами двигателей всегда был бы бензиновый двигатель. От двигателей с искровым зажиганием (бензиновых двигателей) можно запросто получить 7% угарного газа по объёму (а при неправильной регулировке карбюратора - до 12% по объёму), а вот от дизельных двигателей при использовании жидкого топлива никогда нельзя получить более 0,5% по объёму (разве что только во время перегрузки).

Выделения угарного газа из двигателей внутреннего сгорания изображаются, как правило, в виде функции от соотношения воздух/топливо или топливо/воздух. Соотношение топливо/воздух - это попросту величина, обратная соотношению воздух/ топливо[35]. Автомобильными специалистами было единодушно принято, что уровни угарного газа в дизельном выхлопе относятся преимущественно к этим соотношениям, а не к другим факторам вроде количества оборотов в минуту.

К примеру, соотношение воздух/топливо 100:1 означает, что на каждый грамм сгоревшего топлива внутрь двигателя поступает 100 грамм воздушной смеси. Однако только около 15 граммов воздуха могут каким-либо образом вступить в химическую реакцию с каждым граммом топлива, вне зависимости от соотношения воздух/топливо и даже от типа двигателя. Это означает, что при соотношении воздух/топливо 100:1 всегда имеются около 85 граммов воздуха, не вступающих в реакцию. Эти 85 граммов избытка воздуха извергаются из двигателя, не подвергаясь абсолютно никаким химическим изменениям. В том что касается избытка воздуха, дизельный двигатель - это не что иное, как необычный тип вентилятора или компрессора. Вдобавок, над дизелем невозможно произвести никаких регулировок, которые бы неправильно настроили двигатель для изменения уровня токсичности выхлопа[36].

Бензиновые двигатели всегда работают при нехватке воздуха. В результате этой нехватки процесс сгорания в бензиновом двигателе никогда не может дойти до завершения, при этом всегда образуется значительное соотношение угарного газа к углекислому газу.

Дизельные же двигатели, напротив, всегда работают при избытке воздуха. На холостом ходу дизельные двигатели работают при соотношении воздух/топливо до 200:1. При полной нагрузке соотношение воздух/топливо понижается всего лишь до 18:1. Из-за избытка воздуха всегда существует гораздо бóльшая вероятность того, что топливо сгорит полностью; таким образом, угарный газ едва производится. Вдобавок, то небольшое количество угарного газа, производимое в цилиндрах дизеля, впоследствии разбавляется избытком воздухом.

Каждый цилиндр дизеля либо воспламеняет топливную смесь, либо пропускает зажигание. Если цилиндр пропускает зажигание, то топливо попросту извергается наружу в виде пара, при этом угарный газ не производится. Если же цилиндр воспламеняет топливную смесь, то последняя всегда будет сгорать практически полностью, поскольку всегда имеется избыток воздуха. Неправильная регулировка, либо неисправная регулировка впрыска, либо повреждённые клапаны существенно не влияют на уровень угарного газа по той же самой причине: избыток воздуха вступает в реакцию почти со всем оставшимся количеством угарного газа, образуя углекислый газ.

Поняв подлинные различия между процессом сжигания топлива в дизельном и бензиновом двигателе, становится ясно, что в качестве источника угарного газа всегда будет логично выбрать именно бензиновый двигатель. Ну а выбор дизельного двигателя в качестве источника угарного газа будет просто смехотворным решением.

6.2. Дизели с разделённой камерой сгорания

Рис. 4. Выделения угарного газа из двух различных типов дизельных двигателей: предкамерного дизельного двигателя (A) и вихрекамерного дизельного двигателя (B)[38]

Рис. 5. Выделения угарного газа из дизельного двигателя с неразделённой камерой сгорания (C)[40]

Существует, в основном, два типа дизельных двигателей: с разделённой камерой сгорания и с неразделённой камерой сгорания. В свою очередь, двигатели с разделённой камерой сгорания обычно делятся на предкамерные и вихрекамерные.

На рис. 4 приводится пара кривых выбросов для дизельных двигателей с разделённой камерой сгорания (двигатели A и B)[37]. Эти кривые являются результатом крайне тщательных испытаний, проведённых в начале 40-х годов ХХ века в Соединённых Штатах Горным бюро США и призванных определить, если дизельные двигатели могут работать в подземных шахтах без угрозы для шахтёров[38]. Вывод Горного бюро США (по крайней мере, до энергетического кризиса 70-х годов) был следующим: дизельные двигатели могут работать под землёй в неугольных шахтах, при условии, что Горное бюро одобрит двигатели. Сегодня дизели также широко используются в американских угольных шахтах. Первоначальное исключение дизелей из американских угольных шахт не имело ничего общего с вопросами здоровья и безопасности. Причина заключалась в гарантии занятости шахтёров, работавших в угольных шахтах, и в политической решимости и красноречии Джона Льюиса, харизматического президента союза шахтёров, настаивавшего на том, чтобы "в шахтах Объединённого союза шахтёров не было дизелей"[39].

Низшая кривая на рис. 4 соответствует предкамерному дизельному двигателю (двигатель A), верхняя кривая - вихрекамерному дизельному двигателю (двигатель B). Низшее соотношение топливо/воздух всегда приблизительно соответствует режиму холостого хода и режиму работы без нагрузки. В режиме холостого хода ни один из этих типов дизельных двигателей не сможет произвести количество угарного газа, достаточное даже для того, чтобы вызвать головную боль после получаса непрерывной экспозиции.

Если мы начнём прикладывать нагрузку на эти двигатели, увеличивая при этом, в сущности, соотношение топливо/воздух, то уровень угарного газа на первых порах будет только понижаться. И только когда мы приблизимся к полной нагрузке, обозначенной на графике сплошной жирной линией, лишь тогда уровень угарного газа начнёт значительно расти - максимум до 0,1% по объёму при соотношении топливо/воздух 0,055. Сплошная вертикальная линия представляет собой предельно допустимое соотношение, установленное изготовителями двигателя.

6.3. Дизели с неразделённой камерой сгорания

Кривая выброса на рис. 5 (двигатель C) показывает, что на холостом ходу дизель с неразделённой камерой сгорания по-прежнему производит всего лишь около 0,03% угарного газа по объёму, чего недостаточно даже для того, чтобы вызвать головную боль после получаса экспозиции[40]. Однако если на такой двигатель будет наложена возрастающая нагрузка, то уровень угарного газа в конечном счёте резко возрастёт. И действительно, при полной нагрузке, обозначенной жирной вертикальной линией, уровень угарного газа равен приблизительно 0,4% по объёму. Иными словами, мы имеем здесь дизель, который, на первый взгляд, мог бы использоваться для осуществления массового убийства за полчаса.

Проблема, однако, заключается в том, что непрерывная работа данного двигателя (как и любого другого дизеля) при полной нагрузке в течение долгих периодов времени - таких как полчаса - вызовет серьёзный риск засорения и поломки от твёрдых веществ, накапливаемых внутри цилиндров. Если же двигатель будет работать при соотношении топливо/воздух, более низком и безопасном, чем 0,055 (соотношение воздух/топливо равно 18:1), то есть при более низкой нагрузке, то уровень выделения угарного газа стремительно упадёт. Например, при 80% от полной нагрузки - что, как правило, считается предельным безопасным значением для непрерывной работы и имеет место при соотношении топливо/воздух, равном примерно 0,045 (соотношение воздух/топливо примерно равно 22:1) - уровень угарного газа равняется всего лишь 0,13%.

Кривые выбросов на рис. 4 и рис. 5 являются типичными для всех дизельных двигателей за последние шестьдесят лет. Подтверждением этому служит тот факт, что на эти наглядные кривые постоянно ссылались бесчисленные журналы и книги по дизельным выбросам. Другими словами, лучших примеров дизельных выбросов, чем эти, не существует. Да, имеется множество других результатов испытаний, которые можно найти в солидных автомобильных журналах, таких как "Society of Automotive Engineers Transactions". Но если мы возьмём на себя труд и пролистаем подшивки этого журнала за последние шестьдесят лет, так же как и других журналов, то мы не найдём в них примеров худших выделений угарного газа, нежели кривая на рис. 5 для двигателя C. Наш анализ двигателя C представляет собой худший из всех возможных случаев для любого дизельного двигателя[41].