Меры по сокращению токсичности автомобильных двигателей (стр. 3 из 4)

3.Поддержание оптимальной регулировки зазоров между торцами стержней клапанов и носками коромысел газораспределительного механизма.

4.Контроль и регулировка оптимального угла опережения зажигания. Поддержание нормального зазора в контактах прерывателя.

5.Повышение минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на 50—100 об/мин.

6.Периодическая промывка системы смазки специальным промывочным маслом.

7.Периодическая проверка герметичности цилиндро-поршне-вой группы.

8.Движение, по возможности, с постоянной скоростью.

9.Систематическая промывка топливных и воздушного фильтров систем питания двигателя.

10.Работа двигателя на средних скоростных режимах и нагрузках 60—80 % от максимальной мощности.

11.Добавка в бензин 3 % антитоксичного изопропилового спирта.

Для дизельных двигателей

1.Систематический контроль оптимального угла опережения начала подачи топлива. Он должен быть у двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 16-19° до ВМТ.

2.Поддержание постоянной цикличности подачи топлива для каждого цилиндра. Допускается неравномерность подачи топлива +5 %.

3.Контроль и регулировка оптимальной максимальной подачи топлива, исключающей дымный выхлоп.

4.Своевременный контроль технического состояния и регулировка оптимального давления начала впрыска топлива каждой форсункой. Для двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 давление начала подъема иглы должно быть 150+5 кгс/см2.

Разогрев двигателя и его систем перед началом движения автомобиля до температуры не ниже 30°С и полная нагрузка двигателя при температуре охлаждающей жидкости не ниже 55°С.

6.Работа двигателя на средних скоростных режимах и нагрузках 60—70 % от максимальной мощности.

7.Периодическая проверка герметичности цилиндро-поршне-вой группы.

8.Движение, по возможности, с постоянной скоростью.

9. Своевременная промывка топливных и воздушных фильтров.
Чтобы судить о своевременном выполнении вышеуказанных мероприятий на АТП, организуется контроль за токсичностью ОГ с применением современных газоанализаторов.

Углубленная проверка исправного технического состояния топливных систем двигателей обычно проводится 2 раза в год. При этом проверяют:

— производительность топливных жиклеров;

— износ деталей привода ускорительного насоса и его производительность;

— систему балансировки поплавковой камеры.

Хорошая взаимосвязь системы холостого хода карбюратора и главной дозирующей системы обеспечивают автомобилю хорошие ходовые качества.

При ТО-2 техническое состояние карбюратора и воздушного фильтра проверяют в первую очередь, т. е. контролируют: состояние системы холостого хода; положение винта минимального открытия дросселя; минимальные обороты холостого хода и содержание СО в ОГ. Затем проверяют техническое состояние аккумуляторных батарей и системы зажигания.

У дизельных двигателей в первую очередь определяется техническое состояние топливной системы. То есть проверяется исправность топливной аппаратуры (форсунок, топливных насосов). Обращается также внимание на техническое состояние воздухоочистителя, топливных фильтров и их герметичность.

Кроме того, автомобили с дизельными двигателями проверяются на дымность при техническом обслуживании и при проведении годовых технических осмотров[4].

2.2 Основные направления, мероприятия, методы и средства по снижению токсичности и дымности отработавших газов

1. Новые схемы двигателя:

—с турбокомпаундированием;

—с утилизацией теплоты в цикле Ренкина—Стирлинга;

—комбинированные;

—газотурбинные;

—аксиальные;

—двухтактные;

—электрические.

2. Совершенствование рабочего процесса:

—оптимизация камеры сгорания;

—оптимизация параметров топливоподачи;

—улучшение наполнения цилиндров;

—оптимизация структуры воздушного вихря;

—оптимизация фаз газораспределения;

—разработка малотоксичных рабочих процессов;

—теплоизоляция камеры сгорания;

—предварительная физико-химическая обработка топлива, воздушного заряда, рабочей смеси;

—совершенствование систем турбонаддува:

—совершенствование систем впуска и выпуска.

3. Совершенствование конструкции и технологии изготовления ДВС:

—снижение механических потерь;

—утилизация теплоты ОГ;

—ужесточение допусков;

—оптимизация степени сжатия:

—совершенствование систем теплоподачи:

—совершенствование узлов и деталей дизеля;

—совершенствование систем охлаждения и смазывания;

—создание электронных систем управления.

4. Разработка средств и методов снижения токсичности и дым-
ности ДВС:

— воздействие на рабочий процесс:

• регуляция ОГ;

•впрыскивание воды, присадки и эмульсии;

— устанавливаемых в системе выпуска:

• каталитические или жидкостные катализаторы, фильтры, термореакторы;

• прочие устройства;

—комбинированные системы очистки ОГ;

—химические поглотители.

5. Применение альтернативных топлив и масел:

—жидкие топлива;

—водород;

—сжатый газ (природный, синтетический и др.);

—сжиженный газ (природный, синтетический и др.);

—антидымные присадки;

—масла;

—смеси топлив, масел и присадок;

—метанол, этанол;

—подсолнечное, рапсовое масла.

6. Технологическое обеспечение, эксплуатация, техническое
обслуживание и ремонт:

—обкатка;

—ремонт;

—диагностика;

—эксплуатация;

—обслуживание;

—хранение;

—повышение качества моторных масел.

7. Комбинированные методы и средства:

—гаражные навесные системы очистки ОГ;

—стационарные системы очистки ОГ;

—малотоксичные режимы обкатки;

—оптимальная организация движения;

—оптимизация транспортных потоков.

Наличие в транспортном потоке АТС с различными эксплуатационными свойствами приводит к возрастанию неравномерности движения и расхода топлива. С ростом загрузки магистралей, естественно, возрастают и выбросы ОГ. Создание однородных потоков возможно дифференцированием полос движения для легковых и грузовых АТС, выделением магистралей для пассажирского и грузового движения, выделением отдельных полос для маршрутного пассажирского транспорта, специализацией полос при подходе к пересечению по дальнейшему направлению движения.

Воздействие на скоростной режим транспортного потока также дает положительный эффект по снижению токсичных выбросов ДВС.

Снизить вредные выбросы АТС можно путем внедрения автоматизированных систем управления движением (АСУД). Внедрение АСУД способствует снижению числа задерживаемых ТС и времени их задержки у перекрестка, уменьшением неравномерности движения на перегонах магистралей.

2.3 Малотоксичные и нетоксичные двигатели

Малотоксичными являются газотурбинные, роторные и гибридные двигатели, а нетоксичными — инерционные.

Газотурбинный двигатель проще поршневого по конструкции, имеет меньшую массу, проще в эксплуатации, легко пускается и значительно меньше загрязняет воздух, поскольку в его отработавших газах содержится существенно меньше оксидов углерода и углеводородов. Однако для двигателя этого типа характерны высокая стоимость, большой расход топлива и малая приемистость (медленно развивает максимальную мощность).

Роторный двигатель — это бензиновый двигатель, отличающийся по конструкции от поршневого. У роторного двигателя нет цилиндров и шатунно-поршневой группы. Вместо поршней двигатель имеет вращающийся ротор, который передает крутящий момент через зубчатую передачу. В двигателе также отсутствуют клапаны, а вместо них предусмотрены впускные и выпускные отверстия. Двигатель имеет меньшую массу и более высокую частоту вращения. Он компактен, прост в производстве, бесшумен и способен работать на бензине с любым октановым числом и без добавок антидетонационных свинцовых присадок. Однако по сравнению с поршневым роторный двигатель менее экономичен. Кроме того, трудно обеспечить необходимую герметичность между его корпусом и ротором по мере их изнашивания и эксплуатации.

Гибридные двигатели менее токсичны и более бесшумны по сравнению с поршневыми. На автомобиле (рис. 2.1) устанавливают два двигателя: двигатель 1 внутреннего сгорания и тяговый электродвигатель 4. В условиях города используется электродвигатель, который работает от аккумуляторной батареи 3, а при выезде из города — двигатель внутреннего сгорания. При работе последнего генератор 2 подзаряжает аккумуляторную батарею. Автомобиль с гибридным двигателем сложнее по конструкции и дороже в производстве, чем обычный электромобиль.

Рис. 2.1. Автомобиль с гибридным двигателем:1 — двигатель внутреннего сгорания; 2 — генератор; 3 — аккумуляторная батарея; 4 — электродвигатель

Инерционный двигатель представляет собой маховик. Достоинства такого двигателя связаны с его экологической чистотой, отсутствием токсичных отходов, практически бесшумной работой и высоким КПД. Недостатком, препятствующим его внедрению, является малая энергоемкость маховика и, следовательно, незначительный пробег автомобиля в период между подзарядками (раскручиванием) маховика. Кроме того, определенную сложность | представляет создание трансмиссии, передающей энергию от маховика к ведущим колесам автомобиля[5].

2.4 Электромобили

Электромобили существенно улучшают состояние окружающей среды. Они не потребляют топливо, не загрязняют воздух отработавшими газами, работают почти бесшумно, неогнеопасны; ими легко управлять. Электродвигатель такого автомобиля выдерживает кратковременные перегрузки и имеет хорошую тяговую характеристику, поэтому на электромобиле можно устанавливать двигатель меньшей мощности. Кроме того, электромобиль не нуждается в сложной трансмиссии и во многих системах, характерных для обычного современного автомобиля. Однако быстрое развитие электромобилей сдерживается из-за отсутствия высокоэффективных источников электроэнергии.