1. Въведение.

въздействие

Механичната енергия, необходима за привеждане в действие на различни машини, може да бъде получена с помощта на топлинна, хидравлична, слънчева и вятърна енергия. Най-използваната е топлинната енергия, получена от органични горива. Енергийното оборудване, което е получило най-голямо признание, са двигателите с вътрешно горене (ICM), те представляват повече от 80% от общата енергия, произведена в света [5,6].
В Европейския съюз, въпреки че средствата за движение са отговорни само за 5% от емисиите на серен диоксид (SO2), те са отговорни за 25% от емисиите на въглероден диоксид (CO2), 87% от тези на монооксид въглерод ( CO) и 66% азотни оксиди (NOx) [7].

Въздействието на MCI върху околната среда е тясно свързано със социален проблем, произтичащ от нарастващото му използване: намаляване на нивата на емисии на токсични вещества и на така наречените "парникови газове" и намаляване на нивата на шум.

Международните дискусии за причините и последиците за човечеството на т. Нар. "Парников ефект", причинени от нарастващите емисии в атмосферата на газове като: CO2, метан, азотен оксид и хлорофлуоркарбонати, отразяват необходимостта от подход, изчерпателен в третиране на проблемите на околната среда и развитието, както и необходимостта от съгласувани действия на международната общност за смекчаване на последиците от глобалното затопляне [10].

В тази статия се анализират факторите, които влияят на токсичността и нивата на шум на най-често използваните в селското стопанство, и се предлагат някои мерки, които могат да бъдат предприети за тяхното намаляване.

2. Развитие.

Форми на действие на двигателя с вътрешно горене върху околната среда.
Най-важните форми на действие на двигателя върху околната среда са:

  1. 1. Изчерпване на невъзобновяеми суровини, консумирани по време на експлоатацията на ICM.
  2. 2. Консумация на кислород, съдържащ се в атмосферния въздух.
  3. 3. Емисии и замърсяване на атмосферата с токсични газове, които вредят на човека, флората и фауната.
  4. 4. Емисия на вещества, които причиняват т. Нар. Парников ефект, допринасящ за повишаването на температурата на нашата планета.
  5. 5. Консумация на питейна вода.
  6. 6. Излъчване на високи нива на шум в атмосферата, което намалява работата на работниците и причинява дискомфорт в общ смисъл.

Токсичността на отработените газове от двигателя с вътрешно горене и начините за нейното намаляване.
Токсичните вещества са тези, които оказват вредно влияние върху човешкия организъм и околната среда. По време на работата на буталните интегрални схеми се освобождават следните основни токсични вещества: азотни оксиди, сажди, въглероден окис, въглеводороди, алдехиди, канцерогени (бенципирен), сярни съединения и олово. В допълнение към отработените газове на ICM, други източници на токсичност са също газовете на картера и изпаряването на горивото в атмосферата. Дори в добре регулиран двигател количеството токсични компоненти, които се изхвърлят по време на неговата работа, може да достигне следните стойности [9]:

Таблица 1. Съединения, изпуснати в околната среда по време на горенето

Карбураторни двигатели

Въглероден окис, %

Азотни оксиди. %

Серен диоксид,%

По този начин токсичността на дизеловите двигатели зависи главно от съдържанието на азотни оксиди и сажди. Токсичността на двигателите с искрово запалване и карбуратори силно зависи от концентрацията на въглероден оксид и азотни оксиди.

Замърсяват ли дизеловите двигатели или не?
Преобразувани в „черния звяр на еколозите“ (много от тях с повече ентусиазъм, отколкото техническа подготовка), дизеловите двигатели носят много по-малка отговорност за замърсяването на околната среда, отколкото обикновено им се приписва, което може да се наблюдава при позоваване на предложената по-рано таблица; въпреки че неговото замърсяване се вижда по-скоро от типичното излъчване на черен дим, образуван от микроскопични частици, които не са токсични, но досадни. Освен това проведените проучвания показват, че нивата на емисии на въглероден диоксид в дизелов двигател са очевидно по-ниски от бензиновите двигатели със същата мощност [11].

Двигателите с вътрешно горене носят голяма отговорност за нивата на емисии на вещества, които причиняват „парников ефект“, главно въглероден диоксид и азотни оксиди.
Според изчисленията на Междуправителствената комисия по изменението на климата; ако настоящите тенденции в емисиите на „парникови газове“ продължат, средната глобална температура ще се повиши със скорост от 0,3 ° C на десетилетие. Следователно ще има повишаване на морското равнище, което може да бъде между 20 и 50 cm. за 2005 г. и около 1 m. до 2100 г. [10].

Методите за намаляване на токсичността и изгарянето на ICM могат да бъдат разделени на две групи: конструктивни и експлоатационни. Сред строителните методи можем да споменем: рециркулация на отработените газове и тяхното неутрализиране. Сред експлоатационните методи са: техническото състояние на MCI и правилното му регулиране, подобряване на процесите на образуване на сместа и изгаряне, правилният подбор на горивата и техните добавки и използването на биогорива.

Трипосочни катализатори, окислителни катализатори, ламбда сонди или ERG клапани (рециркулация на отработени газове) се използват за неутрализиране на отработените газове от години [11].

Сензорът, който осигурява на системата способността да поддържа стехиометрия, е "ламбда" сензор или сонда. Поставен завинтен в изпускателния колектор, той доставя на компютъра информация за съдържанието на кислород в отпадъчните газове, изтичащи от бутилките. По същество това е суха клетка, тъй като произвежда напрежение на електрическия потенциал между две вещества, в този случай околния въздух и отработените газове; колкото повече кислород има в отработените газове (което отговаря на постно състояние), толкова по-нисък е потенциалът и произведеното напрежение, но колкото по-малко кислород (както при богата смес), толкова по-висок е потенциалът и напрежението, създадено [3].

"Стехиометричното" съотношение въздух-гориво (т.е. тегловно съотношение въздух-гориво 14,6: 1) в двигателите с принудително запалване гарантира, че цялото гориво, постъпващо в горивната камера, има подходящото количество кислород. пълно изгаряне, като по този начин се намаляват емисиите на HC (въглеводороди) и CO (въглероден окис). Двупосочният окислителен каталитичен преобразувател може да почисти голямо количество HC и CO след напускане на бутилките; по-труден за отстраняване замърсител е NOx (азотни оксиди, съставка на фотохимичния смог). Въпреки че EGR прави сравнително добра работа, за да поддържа образуването на NOx ниско чрез намаляване на пиковите температури на горене, той не може да направи достатъчно, за да отговори на изискванията на някои страни. Трипосочният каталитичен преобразувател има окислителна секция, която използва платина и паладий, плюс редукционна секция, която използва родий за намаляване на NOx до безвреден азот и кислород, но тази редукционна реакция може да се поддържа само ако има стехиометрична връзка. Въздух и гориво [3].

Трипосочният катализатор е инсталиран в повечето съвременни автомобили, придружени от ламбда сондата, докато при дизеловите двигатели за трактори и тежкотоварни автомобили най-широко използван е окислителният катализатор [11].

Биогоривата са едно от алтернативните горива, които се радват на по-ясни предимства и се получават от селскостопански продукти; те не съдържат сяра и следователно не образуват серен диоксид, една от основните причини за киселинните дъждове, нито увеличават количеството CO2, отделено в атмосферата. Извършените анализи, както в тестови стендове, така и при пилотни опити, ясно показват, че използването на биогорива предлага екологични предимства в сравнение с конвенционалните горива като дизела.

На следващата графика показваме сравнение между нивата на емисии на двигател, работещ на дизелово гориво, и друг, работещ на метилов естер от рапица като биогориво. Що се отнася до парниковите газове, дизеловата верига отделя пет пъти повече от тях от веригата на метилов естер в рапично масло, само за CO2 дизеловата верига отделя 7,6 пъти повече [7].
За да илюстрираме значението, което в момента се придава на намаляването на токсичността на отработените газове, ние показваме паралел между законодателството за емисиите на дим в Европа и статута, постигнат от германската фирма Fendt [2].