Исследование содержания токсичных веществ отработанных газах автомобиля
Соловьев Дмитрий
ГБОУ СПО «БЛПК», г.Улан-Удэ, Бурятия
Руководитель: Цырендылыкова Н.Б.
В связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при эксплуатации автотранспорта являются двигатели внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу отработавшие газы и топливные испарения. В данной работе рассматривается экологическая безопасность, в частности , вопрос о том, что как можно снизить негативные последствия влияния эксплуатации автомобиля на окружающую среду.
Цель работы: исследование концентрации продуктов неполного сгорания с помощью газоанализатора автомобилей с каталитическим нейтрализатором и без него.
Задачи:
1. Изучить информацию о влиянии автомобильного транспорта на окружающую среду в литературных источниках и Интернете, подобрать материал по теме исследования.
2. Изучить устройство и принцип действия каталитических нейтрализаторов, принцип работы прибора для проверки токсичности отработанных газов двигателя
3. Исследовать показатели измерения газоанализатором продуктов неполного сгорания двух автомобилей в холостом и рабочем ходу.
4. Сравнить полученные результаты и сделать выводы.
Из литературных данных следует, что по загрязнению окружающей среды автомобильным транспортом обнаружено недостаточно информации, однако необходимо проводить исследование содержания вредных веществ в отработанных газах автомобилей в зависимости от установки каталитического нейтрализатора.
Методы исследования – экспериментальные. Изучение и исследование концентрации продуктов неполного сгорания проводилось с помощью газоанализатора.
Место исследования. В эксперименте участвовали автомобили автопарка Бурятского лесопромышленного колледжа.
Наша будущая профессия «Дорожный рабочий» по специальности «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов» тесно связана с автомобильным транспортом. При изучении темы «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды» в нашей группе были проведены семинарское и практическое занятия, на котором мы рассмотрели вопрос о влиянии тепловых двигателей на окружающую среду, изучили нормы содержания вредных веществ в отработанных газах и измерили концентрацию продуктов неполного сгорания автомобилей «Лада» и «Reno- Logan» с помощью газоанализатора «Инфракар».
Таблица 1
Содержание вредных веществ в отработавших газах, г/км (Стандарты ЕЭК ООН для бензиновых двигателей(г/км)
При изучении стандартов ЕЭК ООН стало понятно, что состав отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей существенно различается по концентрации продуктов неполного сгорания. Основными токсическими компонентами отработанных газов бензиновых двигателей являются, как мы узнали, оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, соединения свинца, а дизельных - оксиды азота и сажа.
Выяснили, что при современном уровне развития техники наиболее эффективным способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных компонентов отработанных газов с использованием химических реакций окисления и (или) восстановления. С этой целью в выпускную систему двигателя, как правило, устанавливают специальный термический реактор (нейтрализатор).
Чтобы выяснить насколько каталитический нейтрализатор снижает токсичность выхлопных газов решили провести эксперимент.
Для проведения этого эксперимента мы обратились в автопарк колледжа для замера содержания вредных веществ в отработанных газах автомобилей с каталитическим нейтрализатором с помощью газоанализатора. Замеры производились при холостом и рабочем ходу двух автомобилей «Reno-Logan» и «Лада-21099», потому что работа двигателя в режиме холостого хода характеризуется неблагоприятными условиями сгорания и воспламенения топливовоздушной смеси, что является причиной увеличения количества токсичных компонентов в отработавших газах.
Сначала установили пробозаборник прибора в выхлопную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза (до упора) и зафиксировали его зажимом. Произвели настройку нулей всех каналов нажатием на кнопку, чтобы было обеспечено поступление чистого воздуха, не загрязненного выбросами. Нажали и удерживали кнопку 4/2 такта для установки типа двигателя. Затем нажали на эту кнопку кратковременно и проконтролировали правильное установление типа двигателя. Газоанализатор переходил в режим измерения концентраций всех каналов. Через 40 – 60 с после этого зафиксировать показания. Результаты нашего исследования представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты исследования концентрации токсичных веществ двигателей автомобилей «Reno-Logan» и «Лада - 21099»
Вывод по результатам. У двигателя иномарки «Reno- Logan» с каталитическим нейтрализатором при холостом и рабочем ходу концентрация токсичных веществ равна нулю и соответствует ГОСТу, поскольку у двигателя автомашины «Лада-21099» при холостом и рабочем ходу концентрация процентов оксида углерода значительно больше, то это свидетельствует о необходимости установки в двигателе автомобиля каталитического нейтрализатора. Кроме этого, высокий показатель концентрации показывает степень изношенности этого автомобиля.
Заключение и выводы
1. В ходе проведения исследования изучена информация о влиянии автомобильного транспорта на окружающую среду в литературных источниках и Интернете.
2. Для исследования проведена практическая работа по изучению устройства и принципа действия каталитических нейтрализаторов и прибора «Инфракар».
3. Проведен эксперимент по замеру показателей прибора для измерения продуктов неполного сгорания двух автомобилей «Лада - 21099» и «Reno- Logan» с каталитическим нейтрализатором и без него в холостом и рабочем ходу.
4. Сравнение полученных результатов позволило сделать вывод о том, что только у двигателя автомобиля с каталитическим нейтрализатором снижается содержание токсичных веществ СО, СН. Токсичные вещества, вышедшие из цилиндров двигателя, нейтрализуются при высокой температуре до выброса их в атмосферу. Тогда как у двигателя без каталитического нейтрализатора показания содержания токсичных веществ превышает предъявленные к ним стандарты.
Список использованных источников информации в литературе и Интернете
1. http://www.ecounion.ru Загрязнение атмосферного воздуха от автотранспорта. Причины
2. http://www.stroy-technics.ru Проверка и результаты токсичности отработавших газов двигателятоксичности
3. http://www.ustroistvo-avtomabilya.ru Методика анализа выхлопных газов
4. Энциклопедия «Аванта», том 15 «Техника», издательство «Аванта», 2001 год;
5. Энциклопедия «Аванта», том 16 «Физика», издательство «Аванта», 2003 год;
6. Журнал «Юный эрудит», выпуски 2004 – 2007гг
7. Журнал «Навигатор», выпуски 2008 – 2010гг