Утворення токсичних компонентів
При ідеальному згорянні автомобільного палива без домішок, присадок і сірки, відбувалися б такі реакції: C + O2 = CO2, 2H2 + O2 = 2H2O. Продукти згоряння в цьому випадку повинні складатися з вуглекислого газу і пари води. Однак у реальних умовах ВГ містять додатково наступні групи токсичних речовин: 1) продукти неповного згоряння - оксид вуглецю CO, незгорілі вуглеводні CnHm, альдегіди, сажа. 2) продукти термічних реакцій між киснем і азотом повітря - оксиди азоту NOx. 3) з'єднання неорганічних речовин, присутніх у паливі (в основному, сполуки свинцю та сірки). Сполуки свинцю з'являються в ВГ при використанні етилованого бензину. У Росії його застосування заборонено з 1 липня 2003 Федеральним законом "Про заборону виробництва і обігу етилованого автомобільного бензину в Російській Федерації". Утворення цих речовин викликано наступними причинами. 1. На деяких режимах роботи автомобільних ДВЗ необхідно подавати в циліндри збагачену паливо-повітряну суміш (α < 1). Такими режимами є: холодний пуск і прогрів двигуна, розгін автомобілів, режими холостого ходу і повного навантаження. Наприклад, на холостому ходу збагачення суміші необхідно для компенсації недоліків сумішоутворення і забезпечення стійкої роботи двигуна в умовах підвищеного значення коефіцієнта залишкових газів. На режимах повного навантаження для отримання максимальної потужності необхідно подавати в циліндри так звану силову суміш α = 0,9... 0,95. 2. Недоліки сумішоутворення. У сучасних швидкохідних двигунах на процес сумішоутворення відводяться соті частки секунди. За цей час важко сформувати в циліндрі ідеальну гомогенну суміш, тобто суміш, що складається з парів палива, рівномірно перемішаних з повітрям. Як правило, до моменту подачі іскри, частина палива не встигає випаруватися і залишається в крапельній формі. Усередині циліндра можуть існувати зони локального перезбагачення і перезбіднення суміші (нерівномірний розподіл заряду). У багатоциліндрових двигунах існують міжциліндрові відмінності за наповненням. На режимах розгону усталений процес сумішоутворення порушується. Різке відкриття дросельної заслінки призводить до збільшення тиску у впускному трубопроводі, що ускладнює випаровування палива. Паливна плівка, захоплююча потоком повітря, рухається по стінках впускного трубопроводу зі швидкостями на 1-2 порядки меншими, ніж пари палива й повітря. Тому, осівше на стінки паливо надходить в циліндри двигуна з запізненням у часі, суміш збіднюється і може виявитися за межами займистості. Для боротьби з цим явищем в карбюраторах використовується насос - прискорювач. Проблема сумішоутворення на розгонах в значній мірі знімається при використанні систем живлення з розподіленим уприскуванням палива. 3. Порушення регулювань і збої в роботі систем запалення і живлення. При карбюраторному живленні збільшений рівень палива в камері поплавця, неправильне регулювання системи холостого ходу, негерметичність клапана економайзера призводять до збільшення викидів CO і CnHm на 60... 70%. Встановлено, що 5% пропусків запалення в одному з циліндрів чотирициліндрового двигуна проводить до збільшення викидів CnHm вдвічі. 4. Наявність в паливі домішок і присадок. 5. Наявність в камері згоряння пристінкових зон і «затиснених» обсягів сприяє утворенню CnHm. 6. Високі температури циклу (> 2000 К) призводять до утворення NOx.
|
