Выхлопные газы

Дым из выхлопных труб дизельного грузовика

Выхлопные газы (отходящие газы) в отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов в основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах.

Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Количество отходящих газов автомобилей

В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру в один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограмм смеси различных газов.

	ВАЗ 2110 1,5k литра	ВАЗ 2110 1,5i литра	Mitsubishi Colt 5-D 1.1i литра	ВАЗ 11113 0,75k литра	ВАЗ 21055 1,5D литра
Расход в «городском» режиме, л/100км	9,1	8,6	7,0	6,4	5,7
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км	6,5	6,5	3,7	3,2	3,8

• k в карбюраторный двигатель
• i в инжекторный двигатель
• D в дизельный двигатель
• плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
• плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³

Состав автомобильных выхлопных газов

	Бензиновые двигатели	Дизели
N2, об.%	74в77	76в78
O2, об.%	0,3в8,0	2,0в18,0
H2O (пары), об.%	3,0в5,5	0,5в4,0
CO2, об.%	0,0в16,0	1,0в10,0
CO*, об.%	0,1в5,0	0,01в0,5
Оксиды азота*, об.%	0,0в0,8	0,0002в0,5
Углеводороды*, об.%	0,2в3,0	0,09в0,5
Альдегиды*, об.%	0,0в0,2	0,001в0,009
Сажа**, г/м3	0,0в0,04	0,01в1,10
Бензпирен-3,4**, г/м3	10в20·10в6	10×10в6

* Токсичные компоненты

** Канцерогены

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

Выхлопная труба легкового автомобиля

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4в5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения в составляющие смогов.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды в сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

• 1,2вбензантрацен
• 1,2,6,7вдибензантрацен
• 5,10вдиметилв1,2вбензантрацен

Кроме того при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов в свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма в иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

Отравления в замкнутом пространстве

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (утечки в салон) при отсутствии или плохой вентиляции.Так же бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах тех домов,которые находились в 10 метрах от автостоянки(долгое воздействие выхлопными газами накапливает в организме человека,животных и в растениях токсичные выбросы,что ведут к неблагопреятным последствиям.) Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы мест строительства стоянок и на вентиляцию сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей, а также рекомендации автомобилистам.

Пути снижения выбросов и токсичности

Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).

• Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в пробках и на светофорах). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
• Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа в низкий запас хода, для города не столь значим.
• Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного в выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного в до 1,5в2 раз изменяются выбросы окислов азота).
• Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой катализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
• Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов в впрыск в камеру сгорания воды.

Законодательное регулирование

• Контролируется качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в Европе в нормативы ЕВРО).
• Предусмотрен контроль за состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностью органов технического осмотра ГАИ периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ГОСТ Р 52033-2003), на газобаллонных (по ГОСТ Р 17.2.02.06-1999) и дымность на дизельных двигателях (по ГОСТ Р 52160-2003).
• В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
• Топливо облагается специальными акцизами.
• Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели, например:
  • По Евро-3 выбросы: СН до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км и NO_y до 0,15 г/км
  • По Евро-4 выбросы: СН до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км и NO_y до 0,08 г/км
• В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москва).

Считается^[кем?], что распространение подобных норм и ограничений на территории с нормальной экологической обстановкой создаёт излишние затраты.

См. также

• Смог
• Загрязнение воздуха в Москве
• Летучие органические вещества
• Выбросы
• Загрязнение
• Отравление угарным газом
• Газваген

Ссылки

• выхлопные газы как индикатор состояния двигателя

Состав выхлопных газов автотранспорта

• Состав выхлопных газов автомобилей

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

• Дышите глубжев
• Чистый воздух в это не роскошь, а средство жизнеобеспечения
• Загрязнение воздуха в районе автомагистрали как фактор риска
• Вдыхание дизельных выхлопных газов провоцирует ишемию миокарда и нарушает фибринолитическую активность крови
• Доказано: выхлопные газы отрицательно влияют на показатели внешнего дыхания
• Выхлопные газы автомобилей снижают интеллект и ухудшают память
• Сектор газа. Россияне страдают от автомобильных выхлопов больше, чем от ДТП
• Отравление бытовым, угарным, выхлопными автомобильными газами
• Охрана атмосферного воздуха в Казахстане