Влияние технического состояния двигателя и режима работы автомобиля на токсичность отработавших газов

По мере увеличения пробега автомобиля происходит изменение регулировочных параметров систем питания и зажигания. Так, изменение регулировки карбюратора на режиме холостого хода двигателя происходит при пробеге автомобиля в пределах 8-9 тыс. км. При этом экономичность ухудшается на 1,6%, а токсичность отработавших газов увеличивается в 2-4 раза.

Резкое открывание дроссельной заслонки на режиме разгона вызывает значительное обеднение горючей смеси, нарушающее устойчивую работу двигателя, пропуски в зажигании и как следствие - повышение токсичности отработавших газов.

На величину выброса токсичных веществ наибольшее влияние оказывают система холостого хода и главная дозирующая система карбюратора.

При нормальной регулировке карбюратора на постоянных режимах работы двигателя количество СО незначительно и при коэффициенте избытка воздуха а=1 составляет 0,4%. При полном открытии дросселя (а = 0,8) количество СО резко возрастает и максимуму мощности соответствует примерно 6% содержания СО.

Изменение угла опережения зажигания в определенных пределах не влияет на содержание СО в отработавших газах. Однако при позднем зажигании смеси ухудшается процесс ее сгорания и увеличивается количество СО и СН в отработавших газах.

В дизельном двигателе поздний впрыск топлива ухудшает индикаторные показатели. Уменьшение угла опережения начала впрыска вследствие снижения максимальной температуры цикла значительно уменьшает количество NОХ. Количество СО не зависит от угла начала впрыска и равно 0,06%.

Увеличение гидравлического сопротивления воздухоочистителя на 30-40% повышает токсичность отработавших газов на 15-20%, а нарушение зазоров в газораспределительном механизме увеличивает содержание СН до 50%.

Систематическая проверка системы холостого хода позволяет уменьшить содержание СО с 7 до 2%.

Увеличение содержания токсичных веществ в отработавших газах карбюраторных двигателей вызывается следующими основными причинами:

изменением технического состояния карбюратора (засорением главного и вспомогательного жиклеров; неисправностью устройства, регулирующего уровень топлива в поплавковой камере; неправильной регулировкой карбюратора);

неисправностями в системе зажигания, вызывающими неправильную установку зажигания и ослабление искры (подгоранием контактов прерывателя, нарушением изоляции проводов, замыканием обмоток катушки высокого напряжения и др.);

износными явлениями, нарушением регулировок в газораспределительном механизме, отложением нагара в цилиндрах двигателя карбюраторного двигателя и скорости движения автомобиля.

К неисправностям дизельных двигателей, вызывающим повышенное содержание токсичных веществ в отработавших газах, следует отнести: засорение сопловых отверстий форсунок; заедание иглы форсунки; износ прецизионных пар, негерметичность топливоподающей аппаратуры и неправильная ее регулировка.

Поэтому при проведении технического обслуживания особое внимание необходимо уделять контрольным и регулировочным работам по системам питания, зажигания и газораспределительному механизму двигателя.

Засорение воздушного фильтра при замкнутой системе вентиляции картера ведет к нарушению регулировки карбюратора (переобогащению смеси). В этом случае подвергаются проверке главный топливный жиклер и воздушные жиклеры.

Содержание СО в отработавших газах существенно зависит от износа цилиндропоршневой группы и от скорости движения автомобиля. У изношенного двигателя количество СО увеличивается более чем в 3 раза по сравнению с отрегулированным и неизношенным двигателем.

Загрязнение деталей двигателя отложениями, образовавшимися в процессе эксплуатации, увеличивает выброс токсичных веществ. Ухудшение подвижности поршневых колец в канавках поршней вызывает потерю компрессии, при этом в картер уносится до 35% СН.

Периодическая промывка системы, смазка промывочными маслами снижает выброс СО в среднем на 27%, а выброс органических аэрозолей в среднем на 45%.

Работа автомобиля характеризуется частой сменой скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя. Установлено, что удельная токсичность отработавших газов с увеличением нагрузки на двигатель уменьшается, достигая для карбюраторных двигателей минимальной величины при 80%-ной нагрузке. Для дизельных двигателей этот минимум приходится на 60-70%-ную нагрузку.

В области холостого хода и малых нагрузок (дроссель открыт от 0 до 25%) количество горючей смеси очень мало, зажигание весьма затруднено, а поэтому для нормальных условий работы двигателя используют обогащенную смесь. В результате содержание СО в отработавших газах увеличивается и может достигать 7-10%.

При работе на средних нагрузках (открытие дросселя от 25 до 80%) в цилиндры поступает обедненная смесь (а=1,05-1,1), соответствующая наиболее экономичной работе двигателя. При этом содержание СО в отработавших газах минимальное и по сравнению с обогащенной смесью (а = 0,9) оно уменьшается в 8-12 раз.

При работе в области, близкой к полной мощности (открытие дросселя от 80 до 100%), в цилиндры подается обогащенная смесь, соответствующая полной мощности, с некоторой потерей в экономичности, что приводит к увеличению содержания СО (до 5%) и СН.

В дизельных двигателях с увеличением нагрузки расход топлива увеличивается, а расход воздуха не меняется, поэтому уменьшается а и резко увеличивается содержание СН в отработавших газах.

Наибольшее количество бенз(а)пирена выделяется при пусках двигателя, особенно в зимнее время.

Автомобили, двигающиеся с постоянной скоростью, по сравнению с переменным режимом выделяют меньше токсичных веществ. Исследования движения легкового автомобиля в Москве показали, что продолжительность работы двигателя на холостом ходу равна 20-22%, на режимах ускорения - 20-25%, замедления - 22-25%, а на постоянной скорости - лишь 27-37% от общего баланса времени пребывания на линии.

В городских условиях эксплуатации автомобилей возможен режим принудительного холостого хода, т. е. когда двигатель приводится во вращение от трансмиссии. Этот режим наблюдается при торможении автомобиля двигателем и составляет для грузовых автомобилей 18%, а для легковых- 16,4% от общего баланса времени. При этом в цилиндрах создается сильное разрежение, смесь получается богатой и нарушается процесс сгорания, а следовательно, процентное содержание СО и СН в отработавших газах увеличивается. Наиболее вредной считается работа автомобиля с полной нагрузкой на максимальных скоростях. При этом в атмосферу попадает значительно большее количество токсичных веществ, чем при работе на холостом ходу, вследствие увеличения (в 6-10 раз) количества продуктов сгорания.

Метеорологические условия также влияют на степень загрязнения атмосферы при работе автомобиля. С увеличением влажности воздуха от 40 до 90% при постоянной температуре токсичность отработавших газов возрастает на 38%. При понижении температуры окружающего воздуха от 25° до 15°С содержание СО в отработавших газах увеличивается с 1,7 до 2,8%

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ