Проблемы загрязнения воздуха токсичным веществами отработавших газов автотранспорта и техническим аспектам решения этой проблемы

Содержание
                                                                                                                             С.

Введение…………………………………………………………………..
 9
1 
Анализ вредного влияния и загрязнения окружающей среды автотранспортными средствами………………………………………...
  
 12
1.1 
Влияние шума на организм человека…………………………………...
 12
1.2 
Вредное влияние веществ отработавших газов ДВС…………………..
 13
1.2.1 
Оксид углерода …………………………………………………………..
 18 
1.2.2 
Оксид азота………………………………………….................................
 20
1.2.3 
Углеводороды…………………………………………………………….
 21
1.2.4 
Сажа……………………………………………………………………….
 22
1.3 
Преимущества дизеля над карбюраторным двигателем ..…………….
 23
1.4 
Вредное влияние веществ в отработавших газах и топливе газового двигателя………………….………………………………………………
 
 26
1.5 
Загрязнение окружающей среды горюче-смазочными материалами ..
 29
1.6 
Требования нормативных документов к содержанию некоторых вредных примесей в отработавших газах………………………………

 30
1.6.1 
Допустимые нормы содержание окиси углерода в отработавших газах. Приборы и методы его измерения..……………………………...

 32
1.6.2 
Содержание окиси углерода CO и углеводородов в отработавших газах……………... ……………………………………………………….

 33
1.6.3 
Метод измерения………………………………………………………....
 34
1.6.3.1 
Требования к газоанализаторам для измерения содержания окиси углерода …………………………………………………………………..

 35
1.7 
Допустимые нормы содержания дымности дизелей…………………..
 35
1.7.1 
Средства для измерения дымности отработавших газов дизелей…….
 36
1.8 
Качество топлива…………………………………………………………
 38
1.9 
Ответственность за экологическое состояние ДВС……………………
 40
1.10 
Эксплуатационные мероприятия по снижению вредных влияний автотранспортных средств на окружающую среду……………………
 
 41
1.10.1 
Снижение загрязнений окружающей среды отработавшими газами карбюраторных двигателей……………………………………………...
 
 41
1.10.2 
Снижение загрязнений окружающей среды отработавшими газами дизеля……………………………………………………………………...

 42
1.10.3 
Пути решения проблем по снижению отработавших газов…………...
 42
1.10.4 
Эксплуатационные мероприятия по снижению содержания окиси углерода в отработавших газах………………………………………….
  
 43
2 
Разработка устройства по очистке отработавших газов двигателей внутреннего сгорания…………………………………………………………………...
 

 47
2.1 
Устройство, уменьшающее токсичные выбросы с картерными газами и из топливной системы двигателя……………………………..
 
 47
2.2 
Малотоксичный глушитель……………………………………………...
 48
2.3 
Глушитель волнового типа………………………………………………
 49
2.4 
Глушитель: шумоизолирующая насадка………………………………..
 50
2.5 
Каталитические нейтрализаторы отработавших газов………………...
 50
2.6 
Жидкостные нейтрализаторы отработавших газов…………………….
 54
2.7 
Пламенные каталитические нейтрализаторы отработавших газов…...
 56
3 
Работа и расчет каталитического нейтрализатора отработавших газов дизеля……………………………………………………………….

 59
3.1 
Работа нейтрализатора…………………………………………………...
 60
3.2 
Расчет нейтрализатора…………………………………………………...
 63
3.2.1 
Расчет расхода газо-воздушной смеси………………………………….
 63
3.2.2 
Расчет максимального разового выброса сажи………………………...
 65
3.2.3 
Расчет долевого расхода отработавших газов……………………….....
 67
3.2.4 
Расчет крепления каталитического нейтрализатора отработавших газов……………………………………………………………………….
 
 69
4 
Военная и технико-экономическая оценка проекта……………………
 72
4.1 
Военная оценка проекта…………………………………………………
 72
4.2 
Технико-экономическая оценка проекта……………………………….
 72

Заключение……………………………………………………………….
 74

Список литературы………………………………………………………
 77

Приложение А Спецификация сборочного чертежа…………………...
 79






Введение

     Развитие транспортных средств является частью общего научно-технического прогресса, оно необходимо и не может быть приостановлено. Конфликты между транспортными средствами и средой обитания человека серьезны. Однако эти конфликты вызваны целым комплексом разнородных факторов и в принципе поддаются устранению. Российские ученые и специалисты  упорно работают над созданием условий для гармоничного существования транспорта и экологических систем.
     Автомобильный парк представляет собой один из главных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточенных в городах. Согласно статистике в среднем в мире на 1 км2 территории приходится по пять автомобилей, однако данный показатель в крупнейших городах развитых стран в 200–300 раз выше.
     Развитие большинства стран мира характеризуется активной концентрацией в городских агломерациях. Конечно, с развитием городов всё большую актуальность приобретают современное и качественное транспортное обслуживание городских жителей, защита окружающей среды от отрицательного воздействия автотранспорта.
     В настоящее время воинские части располагаются вблизи населенных пунктов, а не за редким случаем и в самих населенных пунктах, это  увеличивает в несколько раз количество автомобилей оказывающих негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека, путем выброса огромного количества токсичных веществ содержащихся в отработавших газах.
     Противоречие, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляется так явно как в вопросах охраны окружающей среды. С одной стороны автомобиль облегчил человеческую жизнь, с другой стороны – ухудшил качество этой жизни. Специалистами в области охраны окружающей среды и экологии было установило, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает  из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами около 800 килограмм окиси углерода, около 40 килограмм окислов азота и почти 200 килограмм различных углеводородов. Если умножить эти показатели на количество автомобилей в мире (400 миллионов единиц), можно охарактеризовать тот уровень угрозы, которую несет в себе чрезмерная автомобилизация.
     Уровень загрязнения воздуха вредными примесями определяется не только количеством выбросов вредных веществ, но и в значительной степени условиями рассеивания примесей в атмосфере. При определенных метеорологических условиях концентрация примесей в воздухе растет и зачастую достигает критических значений. 
     Разовое сокращение выбросов в периоды увеличения загрязнения воздуха может существенно улучшить состояние воздушного бассейна. Вопросы регулирования выбросов и прогноза загрязнения атмосферы тесно связаны между собой. 
     Текущий уровень развития техники и технологии в нашей стране не позволяет обеспечить нужную степень очистки отработавших газов от вредных веществ, поэтому, следовательно, возникает вопрос о необходимости уменьшения выбросов хотя бы в относительно короткие периоды времени образования неблагоприятной метеорологической обстановки, при которой может создаваться опасное загрязнение воздуха. Разработка краткосрочного прогноза загрязнения воздуха в настоящее время является актуальной задачей.
     Важную роль в решении этой проблемы играет комплекс организационно-технических мероприятий проводимых в области эксплуатации транспортных средств. К ним относятся: совершенствование структуры парков подвижного состава, преимущественное развитие в городах малотоксичных видов транспорта. Эти мероприятия относятся и к Вооруженным Силам, так как их большая часть дислоцируется в городах и населенных пунктах. Большое значение для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами имеет повседневный технический контроль состояния автомобиля. Все воинские части обязаны следить за исправным состоянием выпускаемых из парка машин. При исправном, хорошо отрегулированном двигателем в отработавших газах содержание окиси углерода должно быть не более допустимой нормы.
     В работе проанализировано состояние загрязнения воздуха отработавшими газами автомобильного транспорта в различных режимах работы двигателя. Так же проведено сравнение дизеля и карбюраторного двигателя и топлив, применяемых в настоящее время.
      Данный комплекс направлен на улучшение технического обслуживания, ремонта и контроля за техническим состоянием транспортных средств. Осуществление этих мероприятий позволит в будущем существенно повысить эффективность борьбы за чистоту окружающей природной среды и тем самым уменьшить число заболеваемых людей.
     Данная работа посвящена проблемам загрязнения воздуха токсичным веществами отработавших газов автотранспорта и техническим аспектам решения этой проблемы. В работе проанализировано состояние загрязнения воздуха отработавшими газами автотранспорта.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     





     1 Анализ вредного влияния и загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом


     Шум и отработавшие газы автомобильного транспорта выбрасываются в непосредственной близости от поверхности земли и нередко в зоне жизнедеятельности человека.
     Рассмотрим подробнее влияние шума на организм человека, так как он так же является вредным фактором, хоть и незначительным.


     

     1.2 Вредное влияние веществ отработавших газов ДВС
     В большинстве крупных городов России уровень загрязнения воздуха превышает установленные нормативы предельно допустимых концентраций. Это актуализирует проблему снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье городских жителей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир. 
     Уровень загрязнения воздуха вредными примесями определяется не только количеством выбросов вредных веществ, но и в существенной мере условиями рассеивания примесей в атмосфере. При определенных метеорологических условиях концентрации примесей в воздухе возрастают и могут достигать критических значений. 
     Разовое сокращение выбросов в периоды увеличения загрязнения воздуха может существенно улучшить состояние воздушного бассейна. Вопросы регулирования выбросов и прогноза загрязнения атмосферы тесно связаны между собой. 
     Текущий уровень развития техники и технологии в России не позволяет обеспечить нужную очистку отработавших газов от вредных веществ, поэтому, следовательно, возникает вопрос о возможности уменьшения выбросов хотя бы в сравнительно короткие периоды времени, когда образуется неблагоприятная метеорологическая обстановка, при которой может создаваться опасное загрязнение воздуха. Это актуализирует вопросы разработки краткосрочных прогнозов загрязнения воздуха в настоящее время. 
     Полностью ли будет решена проблема уменьшения загрязнения воздуха автотранспортом или нет, зависит, в первую очередь, от технических мероприятий, связанных- с повышением экологичности каждого автомобиля и уменьшения его токсичности отработавших газов. Это долгосрочная программа, требующая серьезных материальных затрат и времени. Определение целесообразности и достаточности тех или иных технических и организационных мероприятий по сокращению выбросов автомобилей позволяет сформулировать долгосрочный прогноз загрязнения воздуха с учетом информации о текущем уровне загрязнения воздуха в городах и мероприятий по снижению выбросов отработавших газов автотранспорта. 
     Современное состояние загрязнения воздуха автотранспортом и мероприятия по снижению выбросов в различных странах.
     Прежде чем перейти к вопросам технического решения указанной проблемы, необходимо провести анализ современного состояния загрязнения воздуха автотранспортом в городах России и за рубежом, а также состава автомобильных выбросов. Легковой автомобиль стал одним из необходимых атрибутов ежедневной жизни людей в развитых странах. В 90-е годы в мире насчитывалось свыше 600 миллионов автомобилей, а на нынешний 2011 год их число их число составляет около 1 миллиарда. Более одной трети автопарка сосредоточено в Западной Европе и Северной Америке. С ростом населения за последние годы в четырех развитых странах мира – Германии, Швейцарии, США и Франции – их автопарк вырос в 4 раза. Доля городских передвижений на общественном транспорте в большинстве городов составляет от 15 до 20%. В странах Западной Европы на тысячу жителей приходится  в  среднем  322 легковых автомобиля, в США – 540, Венгрии – 168. В 2009 году японский автопарк насчитывал 58 млн. автомобилей (т.е. один автомобиль на двух человек). В развивающихся странах этот показатель существенно отстает от развитых стран (в 1995 году он составило 10%). Однако необходимо указать, что в последние годы рост автомобильного парка бывших социалистических и развивающихся стран осуществляется за счет ввоза из-за границы устаревших автомобилей с «грязными» двигателями, что еще более усугубляет и без того неблагоприятную экологическую обстановку. Так, автопарк личного транспорта Москвы в 2009 году составлял 850 тыс. единиц. При этом также ежедневно через Москву проезжает около 120 тыс. иногородних автомобилей. 
     В общем валовом выбросе вредных веществ отработавших газов в атмосферу в странах ЕЭС на долю автотранспорта приходится до 70% выбросов оксида углерода, до 50% выбросов оксидов азота (во Франции и ФРГ до 60–70%) и до 45% выбросов углеводородов. Почти 90% выбросов свинца падает на долю автотранспорта в странах ЕЭС. В ФРГ выброс свинца составляет 3 тыс. тонн в год. В ФРГ на долю выбросов автотранспорта приходится 59,2% оксида углерода, 57,3% оксидов азота, 76,8% углеводородов, 10,7% пыли и 3,6% диоксида серы от валовых выбросов в атмосферу всеми видами транспортных средств. 
     В Италии вклад автотранспорта в загрязнение атмосферы также преобладает и составляет: по оксидам азота – 61,4%, оксиду углерода – 9%, углеводородам – 76,9%.
     В Российской Федерации по данным ежегодных обзоров в 2008 году выбросы автотранспорта составили 62% от суммарных выбросов вредных веществ (67% по оксиду углерода, 32% по оксиду азота, 34% по углеводородам).
     По данным ежегодных обзоров о выбросах вредных веществ во многих городах России выбросы автотранспорта преобладают над выбросами от промышленных источников, причем, в 12 городах выбросы автотранспорта превышают 100 тыс. тонн в год. Наибольший объем выбросов от автотранспорта в 2008 году были отмечены в городах Москве, Тюмени, Перми, Хабаровске и др. Повышенное загрязнение воздуха отработанными газами автотранспорта характерно для городов, как зарубежных, так и России, причем уровни содержания токсичных веществ в городском воздухе соизмеримы. Основными причинами такой соизмеримости (при значительно меньшем автопарке в нашей стране) являются крайне низкое техническое состояние наших автомобилей и некачественное топливо.
     В настоящее время точные количественные оценки ущерба, наносимого выбросами автотранспорта окружающей среде и народному хозяйству, отсутствуют, однако большая доля ущерба (до 80%) связана с заболеваниями населения. В соответствии с результатами исследований  ученых США, во время эпидемий гриппа количество заболеваний в городах с повышенным уровнем загрязнения диоксидом азота и оксидом углерода в 10 раз больше, чем в города с благополучной экологической обстановкой.
     Серьезный ущерб здоровью людей наносят выбросы свинца и его соединений, содержащихся в автомобильном топливе. 
     Исследования, проведенные в городах Японии и Каире, доказали, что концентрации свинца в крови дорожных полицейских и водителей были в 2–2,5 раза выше по сравнению с аналогичными показателями сельских жителей. Уровень свинца в организме не определяется возрастом или сроком службы. Говорится о том, что такие уровни свинца в крови у дорожных полицейских могут рассматриваться как приемлемые для данной профессии. 
     Выбросы от автотранспорта являются одной из причин повреждения и гибели лесов в ряде стран Европы. В целом в Альпах вследствие загрязнения воздушного бассейна повреждено более 80% лесов. 
     Наиболее фундаментальные исследования ведутся по оценке негативного воздействия на человеческий организм и экосферу свинца, обладающего способностью накапливаться в растениях, в том числе и сельскохозяйственных культурах. 
     В процессе таких исследований было определено, что уровень содержания свинца в растениях превышает предельный допустимый коэффициент (ПДК) уже при интенсивности движения транспорта свыше 2500–3000 автомобилей в сутки. По оценкам специалистов из Германии ежегодный ущерб окружающей среде, наносимый задержками транспорта на перекрестках (когда происходит наибольшее выделение выхлопных газов) в городах Германии составляет около 150 млрд. марок. Для 39 городов США в 2000 году эти издержки оценены в 41 млн. долларов, для Лондона в 10 млн. фунтов стерлингов.
     Поэтому во всем мире на первый план вынесена проблема снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье людей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир.
     В ДВС химическая энергия топлива реализуется посредством горения. На процесс горения влияет множество факторов, начиная от условий эксплуатации заканчивая техническим устройством двигателя. Осуществить процесс горения в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания до конца, до конечных продуктов (углекислый газ (CO2), водяной пар (H2O)) пока не представляется такой возможности, не смотря на множество типов камер сгорания дизеля, для более полного сгорания топлива. На рисунке 1, показаны некоторые типы камер сгорания.
     Дизель с неразделённой камерой («дизель с непосредственным впрыском»): камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное преимущество такого двигателя – минимальный расход топлива. Недостаток – повышенный шум («жесткая работа»), особенно на оборотах больше 2500 в минуту. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка. 
     Дизель с разделённой камерой: топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемого топлива с воздухом и самовоспламенению смеси. Такая схема считалась оптимальной и широко использовалась. Однако, вследствие худшей экономичности, последние два десятилетия идёт активное вытеснение таких дизелей двигателями с непосредственным впрыском топлива.
     

     Рисунок 1.1 – Типы камер сгорания
     Вредные вещества при эксплуатации автотранспорта поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем и при заправке, а так же с картерными газами. Среди этих всех газов преобладает окись углерода (CO). Кроме того, в отработавших газах имеются и другие продукты, в том числе и твердые частицы, их значение от  общего объема отработавших газов приведены в таблице 1.1. В таблицы 1.2 мы видим средний удельный выброс вредных веществ дизеля, при средней скорости (31,7 км/ч) движения автотранспорта.
     
Таблица 1.1 – Выбросы (от общего объема) вредных веществ, при работе дизеля и карбюраторного двигателя
                                                                       Однако само на себя питание газом не гарантирует заметного снижения токсичности отработавших газов. Необходима правильная установка и нормальное функционирование дозирующих систем газового двигателя. В противном случае газовые двигателя в условиях эксплуатации не будут иметь заметных преимуществ в отношении токсичности по сравнению с бензиновыми двигателями. Повышение выброса токсичных веществ объясняется, например недостаточной чувствительностью управляющего узла второй ступени редуктора низкого давления в связи, с чем в цилиндры подаётся слишком бедная или слишком богатая горючая смесь.
                                                                       Сжиженные нефтяные газы представляют собой легкие углеводороды. Основными компонентами и является: пропан C3H8, бутан C4H10 и пропилен C3H6. Кроме того, в составе сжиженных нефтяных газов входят метан, этан, этилен и некоторые другие газы с небольшими примесями.
                                                                       Сжатый природный газ основным компонентом содержит в себе метан CH4, который относится к простым углеводородам. Кроме того, сжатый природный газ небольшими примесями содержит этан, пропан, бутан и некоторые другие газы.
                                                                       Такой состав газового топлива подчеркивает его опасность в случае нарушения правил эксплуатации газобаллонных установок. Нарушение герметичности системы питания газобаллонного автомобиля сопровождается значительной утечкой газа, что создаёт угрозу безопасной эксплуатации, возможность возгорания и взрыва, загазованность кабины автомобиля или производственного помещения в процессе обслуживания машины, загрязнения атмосферы компонентами газа.

Вещество
Карбюраторный двигатель
Дизель
1
2
3
1.Оксид углерода, %
0,5–12,0
0,01–0,5
2.Оксид азота, %
0,005–0,8
0,002–0,5
3.Углеводороды, %
0,2–0,3
0,009–0,5

Таблица 1.2 – Средние удельные выбросы вредных веществ дизеля
     
Вещество
Средний удельный выброс

В час
На километр
1
2
3
1. Оксид углерода
752 г/ч
23,7 г/км
2. Оксид азота
33,2 г/ч
1,05 г/км
3. Углеводороды
29,4 г/ч
0,93 г/км
4.Суммарное количество выхлопных газов (при 00С)
28,95 м3/ч
0,914 м3/км
5.Средний расход топлива
2,75 кг/ч
0,087 кг/км
     
     При сжигании в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания углеводородного топлива в воздух выбрасывается множество химических соединений и элементом. В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей идут в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха.
     Прежде всего, необходимо выяснить какие вредные вещества присутствуют в отработавших газах автомобилей и в каком количестве.

     1.2.1 Оксид углерода

     Оксид углерода (CO) – газ без цвета, вкуса и запаха, известен как угарный газ. Он очень стабилен и остается в атмосфере от 2 до 4 месяцев. Глобальная эмиссия оксида углерода оценивается примерно в 350 млн. тонн в год, из которых примерно 20% относят к антропогенным источникам. Угарный газ попадает в атмосферный воздух при любых видах горения, в городах в основном в составе отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Угарный газ активно связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует передачу кислорода тканевым клеткам. Оксид углерода (CO) также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях. Угарный газ лишен всякого запаха и цвета, поэтому он долгое время остается совершенно незаметным. Этот газ очень токсичен, при концентрации CO в воздухе 0,08% человек чувствует головную боль и удушье. При дальнейшем росте концентрации СО до 0,32% возникает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут). При концентрации газа выше 1,2% сознание теряется после 2–3 вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты. Для водителя даже незначительная концентрация CO опасна, так как снижает быстроту реакции и остроту зрения, вызывает потерю ориентации на дороге.
     Не редко первое свидетельство о том, что получено отравление CO принимают за проявление усталости недосыпания. По мнению ученых, содержание вредных примесей, загазованность в самом автомобиле выше, чем на дороге. Поэтому специалисты рекомендуют не ездить с полностью закрытыми окнами салона. А во время стоянки, если намеренны, сидеть кабине более 5 минут, обязательно глушить двигатель, и ни в коем случае не ложиться спать в автомобиле с запущенным двигателем. Однако, учитывая резкий рост автомобильного парка в настоящее время, особенно в крупных городах, двигаясь в плотном потоке машин разумнее двигаться с закрытыми окнами салона своего автомобиля. Водитель должен следить за чистотой воздуха в салоне, так как сюда могут проникать пары топлива и вредные примеси отработавших газов через различные неплотно прилегающие детали. Наибольшая концентрация вредных примесей в воздухе салона, наблюдается при работе двигателя на холостом ходу и при его технической неисправности.
     При движении автомобиля со скоростью 35 км/ч, концентрация CO в воздухе салона может достигнуть 120 мг/м3. А с повышением скорости движения до 60 км/ч, концентрация CO снижается до 25 мг/м3 в течение 10–15 минут. Такое резкое снижение содержания окиси углерода в салоне автомобилям при его движении происходит по ряду причин:
– улучшается воздухообмен в кабине;
– более полное сгорание топлива в цилиндрах двигателя;
     – быстрый унос встречным потоком воздуха отработавших газов от глушителя.
     Концентрация CO в салоне движущегося автомобиля повышается и становится опасной, если водитель при этом курить. Ведь окись углерода присутствует и в табачном дыме.
     Таким образом, оксид углерода является самым опасным веществом от общего состава отработавшего газа, но не будем забывать и о других не менее вредных веществах. В таблице 1.3 приведены признаки и симптомы острого отравления угарным газом.

Таблица 1.3 – Признаки и симптомы острого отравления
                                                                       Однако само на себя питание газом не гарантирует заметного снижения токсичности отработавших газов. Необходима правильная установка и нормальное функционирование дозирующих систем газового двигателя. В противном случае газовые двигателя в условиях эксплуатации не будут иметь заметных преимуществ в отношении токсичности по сравнению с бензиновыми двигателями. Повышение выброса токсичных веществ объясняется, например недостаточной чувствительностью управляющего узла второй ступени редуктора низкого давления в связи, с чем в цилиндры подаётся слишком бедная или слишком богатая горючая смесь.
                                                                       Сжиженные нефтяные газы представляют собой легкие углеводороды. Основными компонентами и является: пропан C3H8, бутан C4H10 и пропилен C3H6. Кроме того, в составе сжиженных нефтяных газов входят метан, этан, этилен и некоторые другие газы с небольшими примесями.
                                                                       Сжатый природный газ основным компонентом содержит в себе метан CH4, который относится к простым углеводородам. Кроме того, сжатый природный газ небольшими примесями содержит этан, пропан, бутан и некоторые другие газы.
                                                                       Такой состав газового топлива подчеркивает его опасность в случае нарушения правил эксплуатации газобаллонных установок. Нарушение герметичности системы питания газобаллонного автомобиля сопровождается значительной утечкой газа, что создаёт угрозу безопасной эксплуатации, возможность возгорания и взрыва, загазованность кабины автомобиля или производственного помещения в процессе обслуживания машины, загрязнения атмосферы компонентами газа.
     
Концентрация CO в воздухе, мг/м3
Время воздействия, ч
Основные признаки и симптомы
1
2
3
?100
3,5–6
Снижение скорости психомоторных реакций, иногда – компенсаторное увеличение кровотока к жизненно важным органам. У лиц с выраженной сердечнососудистой недостаточностью – боль в груди при физической нагрузке, одышка
220–800
3–5
Незначительная головная боль, снижение умственной и физической работоспособности, одышка при средней физической нагрузке. Нарушения зрительного восприятия. Может быть смертельно для плода, лиц с тяжелой сердечной недостаточностью
800–1250
2–3
Пульсирующая головная боль, головокружение, раздражительность, эмоциональная нестабильность, расстройство памяти, тошнота, нарушение координации движений
1250–1800
1–2
Сильная головная боль, слабость, насморк, тошнота, рвота, нарушение 


Продолжение таблицы 1.3
1
2
3


зрения, спутанность сознания
1800–2300
1–1,5
Галлюцинации, тяжелая атаксия, тахипноэ
2300–3400
1
Обмороки или кома, конвульсии, 
тахикардия, слабый пульс, дыхание типа Чейна-Стокса
2400–5700
0,5
Кома, конвульсии, угнетение дыхания и сердечной деятельности. Возможен летальный исход
5700–11500
2–5 мин
Глубокая кома со снижением или отсутствием рефлексов, нитевидный пульс, аритмия, смерть
11500–14000
1–3 мин
Потеря сознания (после 2–3 вдохов), рвота, конвульсии, смерть

     1.2.2 Оксид азота

     В отработавших газах так же содержится и оксид азота (NOx). Оксиды азота образуются в камерах сгорания, где доминирует термический NO, образовавшийся из молекулярного азота во время горения топливовоздушной смеси за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания. Ниже приведена химическая формула образования NOx.
      
      
     
      Попадая в организм человека, они вызывают отравление. Окислы азота сохраняются в атмосфере в течение 3–4 дней.
     Так, по данным экспериментальных исследований, если во вдыхаемом воздухе преобладает оксид азота, возникают мозговые и сердечнососудистые расстройства. Отравление окислами азота вначале имеет скрытый характер. Человек может удовлетворительно чувствовать себя на воздухе, даже содержащим опасные концентрации NOx, но впоследствии может  тяжело заболеть. Основное действие на организм человека оказывают не окислы азота, а азотная и азотистая кислоты, которые образуются непосредственно в дыхательных путях человека при соединении этих окислов с водой.
     Угарный газ и окислы азота на первый взгляд невинная голубоватая дымка является одной из причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, сниженной работоспособности. Сернистый газ оказывает влияние на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а в совокупности эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах также в большей степени распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. Как показали проведенные специалистами «St. Mary Hospital» (Великобритания) исследования, в которых приняли участие 114 больных астмой детей в возрасте от 8 до 11 лет, наиболее активным проастматическим компонентом отработавших газов автомобилей является оксид азота (NO2). По данным ученых, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 70% окиси азота.
     Хочу довести, что степень воздействия NOx на организм человека приблизительно в 10 раз сильнее окисла углерода. Окислы азота является и исходными продуктами фотохимических реакций в атмосфере, приводящих к образованию смога, в состав которых входят углеводороды тоже.
     

     1.3 Преимущества дизеля над карбюраторным двигателем
     Карбюраторный двигатель – один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.
     В карбюраторном двигателе топливно-воздушная смесь, поступающая по впускному коллектору в цилиндры двигателя, готовится в специальном приборе – карбюраторе. Также карбюраторные двигатели подразделяют на двигатели без наддува или атмосферные, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя.
     В качестве топлива для карбюраторного двигателя в разное время использовали спирт, керосин, лигроин, бензин. Наибольшее распространение получили бензиновые карбюраторные двигатели.
     Дизельный двигатель (дизель) – поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения распыленного топлива в результате соприкосновения со сжатым разогретым воздухом. Дизельные двигатели работают на дизельном топливе (в просторечии – «солярка»).
     Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20–30% энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель, однако, обычно имеет коэффициент полезного действия в 30–40%, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50% (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 грамм на кВт/ч, достигая эффективности 54,4%). Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.
     Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты, поскольку смесь не успевает догореть в цилиндрах. Это приводит к снижению удельной мощности двигателя на 1 литр объёма, а значит, и к снижению удельной мощности на 1 килограмм массы двигателя. Это стало причиной непопулярности дизелей в авиации (только некоторые бомбардировщики Юнкерс, а также советский тяжелый бомбардировщик Пе-8 и Ер-2, оснащавшиеся авиационными дизелями АЧ-30 и АЧ-40 конструкции А. Д. Чаромского и Т. М. Мелькумова). На максимальной эксплуатационной мощности смесь в дизеле не догорает, приводя к выбросу облаков сажи («тепловоз дает медведя»).
     Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива, что ведет к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов, так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя.
     По сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода (СО), но теперь, в связи с использованием каталитических конвертеров на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах – это углеводороды (НС или СН), оксиды (окислы) азота (NOх) и сажа (или её производные) в форме чёрного дыма. Они могут привести к астме и раку лёгких. Больше всего загрязняют атмосферу дизели грузовиков и автобусов, которые часто являются старыми и неотрегулированными.
     Другим актуальным вопросом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется система зажигания. Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого применения дизелей на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за утечек топлива. Меньшая пожароопасность дизельного двигателя в боевых условиях является мифом, так как при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, сильно превышающую температуру вспышки паров дизельного топлива и так же способны достаточно легко поджечь вытекшее горючее. Детонация смеси па.......................