ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И АВТОМОБИЛЬ

ДВС: чем лучше, тем хуже

НЕМНОГО НАЙДЕТСЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НОВШЕСТВ, КОТОРЫЕ ВТОРГЛИСЬ БЫ В ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА ТАК ЖЕ ВЛАСТНО, КАК АВТОМОБИЛЬ. БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ, ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ХРАНЕНИЕ И ОБСЛУЖИВАНИЕ, МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СНАБЖЕНИЕ—ВОТ ПРОБЛЕМЫ, ПОРОЖДЕННЫЕ МАССОВЫМ АВТОМОБИЛЕМ, ВОТ ПРОБЛЕМЫ, НАД КОТОРЫМИ ВО ВСЕМ МИРЕ ЛОМАЮТ ГОЛОВЫ СПЕЦИАЛИСТЫ САМЫХ РАЗНЫХ ПРОФЕССИЙ: БИОЛОГИ, МЕХАНИКИ, АРХИТЕКТОРЫ, ЮРИСТЫ, ХИМИКИ, МЕДИКИ. ОСВЕЩЕНИЮ МНОГОГРАННОГО ПРОЦЕССА АВТОМОБИЛИЗАЦИИ РЕДАКЦИЯ ПОСВЯЩАЕТ ЦИКЛ МАТЕРИАЛОВ ПОД РУБРИКОЙ «ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И АВТОМОБИЛЬ».

ЧИСТЫЙ

выхлоп

ПРОТИВ

мощности

Феликс МАЧУЛЬСКИЙг инженер Научно-исследовательская лаборатория токсичности двигателей

Рисунки Розы Мусихиной

«Не будем слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу^ она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очереди — совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых».

Когда написаны эти слова? Кому они принадлежат? Может быть, современному биологу, обеспокоенному проблемами загрязнения окружающей, среды? Оказывается, нет. Эти слова написаны почти сто лет назад Ф. Энгельсом в его замечательном труде «Диалектика природы». И пожалуй, ничто не подтверждает эту пророческую мысль философа так ярко, как современное автомобилестроение.

С тех пор как 80 лет назад бензиновый автомобиль в жестокой конкурентной борьбе одержал верх над паро- и электромобилями, начался неуклонный процесс накопления «непредвиденных последствий». И постепенно облачко выхлопных газов, не представлявшее никакой опасности, пока речь шла об одиночном экипаже, начало приобретать все более и более зловещие оттенки. Наконец, в наши дни, когда больше 80% суммарной мощности двигателей всех типов приходится на долю автомобильных двигателей, проблему автомобильного выхлопа обсуждают международные комиссии, она стала предметом важных межгосударственных соглашений.

О технической стороне дела, о методах борьбы с токсичностью автомобильных двигателей внутреннего сгорания рассказывается в этой статье.

Если бы человек, наблюдавший со стороны развитие двигателей внутреннего сгорания за последние сто лет, взялся выявить основную тенденцию этого развития, он пришел бы к парадоксальному выводу. Похоже, будто инженеры изыскивали все возможности, чтобы сделать двигатель максимально токсичным!

В действительности, конечно, было не так: двигателестроители стремились увеличить удельную мощность, экономичность, моторесурс. Но, к сожалению, каждый шаг в втом направлении был, как правило, связан с форсированием двигателя, а степень форсирования двигателя внутреннего сгорания во многом определяет степень его токсичности.

Всякий двигатель внутреннего сгорания — ДВС — загрязняет атмосферу парами топлива, картернымн газами и выхлопными газами. Хотя основную часть выхлопа составляют нетоксичные вещества — азот, углекислый газ, остаточный кислород и водяной пар, — именно на выхлоп приходится до 99% суммарной токсичности ДВС. 99% токсичности! — вот цена окиси углерода, окислов азота и углеводородов, а также микропримесей альдегидов, окислов серы, сажи, канцерогенных и других веществ, составляющих в сумме всего лишь около 1% выхлопа по объему.

Зная это, нетрудно понять, почему такое большое влияние на токсичность двигателя оказывает его форсирование, связанное либо с повышением числа оборотов коленчатого вала, либо с повышением среднего эффективного давления в цилиндрах. Ведь чем выше обороты коленчатого вала* тем меньше времени отводится на приготовление смеси, распределение ее по объему камеры сгорания, сгорание, расширение газов и совершение полезной работы, очистку цилиндров от продуктов сгорания, наполнение цилиндров свежей смесью и т. д. В современных быстроходных ДВС все эти процессы должны быть завершены за 0,02—0,04 сек. На отдельные элементы цикла, например на процесс сгорания топлива, отводится еще меньшая доля времени. Если при этом увеличивается вводимая в цилиндр порция топлива (повышение эффективного давления в цилиндре), то в выхлопе возрастает содержание продуктов неполного сгорания — окиси углерода и углеводородов. Кроме того, увеличение цикловой подачи топлива влечет за собой рост температуры и давления в цилиндре и, как следствие, увеличенный выброс в атмосферу токсичных окислов азота.

И вот результат: только за последнее десятилетие объем атмосферных