Техника - молодёжи 1974-01, страница 41

загрязнений, приходящихся на долю автомобилей, в крупных городах мира увеличился более чем в 4 раза и достиг одной трети общего объема загрязнения атмосферы Земли. В наиболее развитых странах Европы эта доля выше (около 50%), а в атмосфере городов США она равна 60— 90%. К 60-м годам в ряде стран городская атмосфера оказалась настолько загрязненной, что власти вынуждены были принять ряд экстренных мер. И первой из таких мер стало нормирование токсичности автомобилей.

Особенно жесткие стандарты были введены в США и Японии. В соответствии с их требованиями суммарная токсичность автомобильных ДВС к 1975 году должна быть снижена на 78%, а к 1976 году — на 95% по сравнению с токсичностью двигателей, выпущенных до 1968 года. Однако выполнить эти нормы оказалось гораздо труднее, чем установить.

Попытка решить проблему «в лоб» успехом не увенчалась. Снижение суммарной токсичности выбросов от мирового автомобильного парка лишь на 30% требует затрат, превышающих 3,5 млрд. рублей. Причем за каждый дополнительный процент снижения токсичности приходится платить все дороже н дороже, а устройства для снижения токсичности становятся все сложнее.

Где же выход? Отказаться от ДВС и заменить его двигателем иного типа? Да, это один из вариантов решения проблемы, требующий, правда, огромных затрат труда и материальных средств. Ведь традиционный двигатель — это тысячи деталей, гигант-скин специализированный станочный парк, хорошо отлаженная технология и, наконец, целая армия двигателе-строителей. При массовом производстве двигателей, принципиально отличных от традиционных ДВС, все это придется менять и менять коренным образом. Не рациональнее ли попытаться усовершенствовать двигатель внутреннего сгорания и снизить его токсичность?

Усовершенствование наоборот

За сравнительно короткую историю своего существования ДВС не раз коренным образом усовершенствовался. Однако тот процесс, которому он подвергается нынче, скорее следует назвать «усовершенствованием наоборот» или «прогрессом через регресс»: ведь зависимость между токсичностью и мощностными характеристиками двигателя не изменилась. И если раньше следствием улучшения мощ-ностных и экономических характери-

20*25г этжвадо-

«Ко-

ЖЕТР

iirolm

70-80г окиси углврода wu о на кило* J№ TP ТТРОББГа

испарения из карвюратора

каРТЕРНЫЕ газы

I ВЫХЛОП х

и сняшш^ч

ИЗББНЗОЪШ©

3*4г окислов азота на километр ПРОБЕГа

Источники загрязнения воздуха на автомобиле с бензиновым двигателем.

Легковой автомобиль на каждый километр пройденного им пути выбрасывает в атмосферу около 100 г газообразных токсичных веществ.

В СССР установлены следующие значения среднесуточных предельно допустимых концентраций:

для углеводородов (по бензину)

0,0015 г/м³

для окиси углерода 0,0010 г/м³ для двуокиси азота 0,000085 г/м³. Поэтому один автомобиль с бензиновым двигателем за каждый километр пробега способен загрязнить только окисью углерода около 80 тыс. м³ воздуха до предельно допустимого значения.

Схемы каталитических нейтрализаторов сгораемых компонентов выхлопа с гранулированным и сотовым носителем катализатора.

В настоящее время наиболее распространены нейтрализаторы с катализатором на гранулированном носителе. Внутри стального корпуса нейтрализатора расположен реактор — патрон с перфорированными стенками, между которыми засыпан катализатор на носителе либо в форме шариков диаметром 3—5 мм, либо в форме коротких цилиндров диаметром 1,5—2,0 мм и длиной от 3 до 10 мм, либо в форме таблеток, напоминающих таблетки аспирина. Пройдя сквозь слой катализатора, отработавшие газы ДВС, а точнее их сгораемые компоненты, окисляются

до углекислого газа и воды по следующим реакциям: кат.

2СО + 0₃ —* 2СО_а;

(^п+т)⁰'

кат. m

—* пСО_а+ ~Н₈0.

В реакторы каталитических нейтрализаторов выхлопа карбюраторных ДВС, как правило, вводят вторичный воздух, так как для двигателей этого типа характерно сгорание топлива при недостатке кислорода. Каталитическое окисление выхлопа дизелей не требует вторичного воздуха, так как дизели обычно работают при коэффициенте избытка воздуха, большем единицы.

Эффективность очистки выхлопа нейтрализаторами с гранулированным носителем катализатора достигает по окиси углерода 80—90%, а по углеводородам — 75—80%.

Нейтрализаторы с сотовым носителем катализатора сохраняют эффективность очистки выхлопа ДВС от сгораемых компонентов, равную 95%, в течение нескольких десятков тысяч километров пробега.

газ

мздвс

0>,0 +10 * 0± 0 А* * * fl*Zjr^'fi*^ т » *.

гранулированный носитель

ват.мо

ССрЕРУ

39