Что такое автомобиль на природном газу?

Токсичность отработавших газов двигателя

Виды токсичных веществ в отработавших газах

В современном мире автомобиль давно уже перестал быть диковинкой, и превратился из предмета роскоши в один из самых необходимых и обыденных атрибутов нашего бытия. Возможность мобильно перемещаться в окружающем мире и пространстве подняло человеческое общество на качественно новую ступень и в личностном и в коллективном развитии. Как это ни забавно звучит, но без автомобиля, а точнее будет сказать – без автомобильного транспорта, мы теперь не можем сделать и шагу.

Но интенсивное использование этого чуда техники в массовом масштабе имеет и многие негативные стороны – автомобиль является источником опасности на дорогах, источником шума и других не всегда приятных эффектов для наших органов чувств. Однако одной из самых неприятных сторон является загрязнение окружающей среды выделениями, сопровождающими работу автомобильного двигателя и автомобиля в целом. И если с утечками нефтепродуктов (масел, различных жидкостей и топлива) из прохудившихся систем можно бороться достаточно просто, то с выбросами в атмосферу продуктов сгорания автомобильного топлива справиться очень и очень сложно.

Давно уже не тайна, что бурный рост парка автомобилей в современном мире привел к тому, что в местах их массового скопления (например, в крупных городах) они стали одной из основных причин загрязнения окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. Дышать становится все труднее, а кроме того, выбросы интенсивно содействуют парниковому эффекту со всеми вытекающими последствиями.

В связи с этим в ряде стран мира были разработаны специальные законы и нормативные документы, ограничивающие содержание вредных веществ в отработавших газах автомобилей. Определены нормы токсичности, а также разработаны методы контроля содержания вредных веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

К основным токсичным веществам, содержащимся в отработавших газах ДВС, относятся оксид углерода (СО), несгоревшие частицы топлива или углеводороды (CmHn), сажа (С) и оксиды азота (NOx). Условия, при которых происходит образование токсичных веществ в ДВС, различны. Так, образование первой группы (СО, CmHn и С) связано с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в процессе смесеобразования, так и во время непосредственно сгорания топлива и выполнении двигателем рабочего хода.

Пожалуй, наименее токсичными из перечисленных вредных веществ являются механические частицы, выбрасываемые из трубы глушителя в виде сажи. Конечно, сажа способна нанести вред здоровью человека, откладываясь в дыхательных путях и легких, но с точки зрения токсичности вред, наносимый чадящей выхлопной трубой дизеля меньше, чем едва заметный сизый дымок из трубы бензинового двигателя. Да и бороться с сажей проще, чем с химически активными продуктами неполного окисления топливных компонентов.

Вторая группа веществ – окислы и оксиды азота (NOx) носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива. Поэтому средства борьбы с токсичностью отработавших газов для этих двух групп веществ различны.

Причины образования токсичных веществ в отработавших газах

Основными причинами образования токсичных веществ в ДВС являются несовершенство процессов подготовки горючей смеси перед подачей в цилиндры и в цилиндрах, что приводит к неполному сгоранию топлива в двигателе, а также загрязнение топлива различными примесями и добавками.

В идеальном случае при полном сгорании углеводородного топлива в двигателе в результате этого процесса должны образовываться углекислый газ и пары воды, которые не относятся к токсичным веществам. Но получить идеальный процесс сгорания топлива на различных режимах работы двигателя или иметь идеально чистое топливо в реальной практике эксплуатации автомобилей практически невозможно. Поэтому неприятные выбросы в атмосферу всегда сопровождают работу двигателя внутреннего сгорания.

Алкоголизм, его стадии и вред организму

Для того чтобы предотвратить развитие заболевания, необходимо знать его характерные особенности. К клиническим симптомам относятся: патологическое влечение; абстиненция; деградация. Болезнь развивается постепенно и имеет такие стадии:

Первая — для нее характерно привыкание к спиртному, незаметный переход к опьяняющим дозам, состояние интоксикации становится самоцелью. В период воздержания портится настроение и только выпивка 1–2 раза в неделю снимает эти ощущения. Возникает психологическая зависимость. Контроль над собой сохранен, но готовность выпить есть всегда. Растет толерантность. На этом этапе человек еще может бросить пить сам, но лучше обратиться к помощи врача-нарколога.

Вторая — характерна непреодолимая тяга и полная физическая зависимость, требуется увеличение дозы, регулярное опохмеление приводит к запоям. Толерантность вырастает до максимума. Утрачивается ситуационный контроль, то есть способность учитывать обстоятельства и понимать, что можно, что нельзя. Появляются лживость, хвастовство, бестактность и грубость. Все интересы направлены на добывание выпивки. Утрата памяти про события в период употребления. Самостоятельно вылечиться невозможно, необходимо лечение в отделении.

Третья — алкогольная деградация личности, утрата характера, усиление примитивных эмоций и влечений, некритичность. Спиртное становится незаменимым компонентом обмена веществ. Возникают различные соматические и неврологические патологии. Толерантность снижается. Абстинентный синдром протекает тяжело, поэтому больной постоянно находится в состоянии алкогольного опьянения, которое похоже на психические расстройства.

Основными симптомами появления зависимости являются:

непреодолимая тяга к приему вещества;
снижение способности контролировать употребление;
появление абстинентного синдрома;
повышение толерантности;
выпивка становится главным интересом и наслаждением;
продолжение приема несмотря на появляющиеся проблемы в жизни и со здоровьем.

Заметив один или несколько таких проявлений необходимо обращаться к наркологам за помощью, пока не наступила конечная стадия.

Поглотители двуокиси углерода

Поглотителями называют любые искусственные или природные системы, которые впитывают из воздуха углекислый газ. Поглотитель — это структура, которая вбирает из воздуха больше CO₂ чем выбрасывает в него.

Природные поглотители

Леса способны воздействовать на количество двуокиси углерода в воздухе. Они могут быть и поглотителями, и источниками выбросов параллельно (при вырубке). Когда деревья увеличиваются, а лес растет, то углекислый газ поглощается. Данный процесс считается основой развития биомассы. Выходит, что прогрессирующий лес выступает поглотителем.

Лес северного полушария

При сжигании и уничтожении леса основная доля накопленного углерода опять преобразуется в углекислый газ. В итоге лес снова является источником СО₂.
Фитопланктон также является поглотителем углекислого газа на земле. При этом большая часть поглощенного углерода, передаваясь по пищевой цепочке, остается в океане.

Искусственные поглотители

Самыми известными поглотителями СО₂ считаются: раствор едкого калия, натронная известь и асбест, едкий натр.
Эти соединения при протекании химических реакций связывают углекислоту, преобразовывая ее в другие соединения. Существуют установки, которые улавливают углекислый газ из выбросов электростанций и преобразуют его в жидкое или твердое состояние с последующим применением в промышленности. Производятся испытания закачки углекислого газа, растворенного в воде, в базальтовые породы под землей. В процессе реакции образуется твердый минерал.

Станция закачки углекислого газа под землю

Какой газ используют для заправки автомобилей

Говоря о том, на каком газе ездят автомобили, подразумевают, как правило, два основных типа: пропан-бутановая смесь и природный газ – метан. Эти газы значительно различаются по составу.

Природный газ – это практически чистый (95–98%) метан. В природе он содержится в пластах подземных месторождений и содержит крайне мало посторонних примесей. Метан легче атмосферного воздуха, может накапливаться в закрытых помещениях и взрывоопасен при концентрации в 4,4 %. Чтобы использовать его в качестве топлива, требуется сжатие силой до 200 атмосфер.

Независимо от того, каким газом заправляют машины, бесспорным преимуществом использования газа перед другими видами автомобильного топлива является доступная цена. Кроме того, газ расходуется силовым агрегатом более экономно, а его экологическая безопасность выше. При экономном расходе дозаправляться потребуется реже.

Пропан-бутановая смесь состоит, как видно из названия, из пропана и бутана в определенном соотношении. Пропан – это органическое вещество, побочный продукт нефтепереработки. Чтобы получить топливную смесь с заданными свойствами, пропан смешивают с бутаном и под давлением 10–12 атмосфер помещают в металлические герметичные баллоны.

Пропан тяжелее воздуха, поэтому становится взрывоопасным, если его локальное содержание в атмосфере превышает 2,1 %. Кроме того, пропан-бутановая смесь отличается большим содержанием примесей и требует фильтрации и очистки.

Независимо от того, какой газ используется в автомобилях в качестве топлива, оба состава горючи и сохраняют агрегатное состояние в среднетемпературном диапазоне. Но при понижении температуры эти газовые топливные смеси ведут себя по-разному.

Сжатый и сжиженный газ

Смесь пропана и бутана широко применяется в народном хозяйстве. Это универсальное топливо. Газ, сжиженный для заправки автомобилей, ничем не отличается от того, которым заправляют бытовые баллоны с газом и зажигалки.

Изначальная пропорция бутана и пропана в исходном нефтяном газе может не годиться, чтобы использовать его в качестве топливной смеси. Чтобы использовать сжиженный нефтяной газ как эффективное автомобильное топливо, к бутану добавляют определенное количество пропана, который отличается высокой холодостойкостью.

Сам по себе бутан в чистом виде чрезвычайно калориен, но он трансформируется в жидкое состояние при понижении температуры всего до минус 0,5⁰ C, а вот пропан – при минус 49,09º С. Поэтому эти два газа смешивают, ведь моторное топливо должно сохранять стабильное состояние при низких температурах.

В зависимости от времени года сжиженный газ бывает «летней» или «зимней» концентрации. В первой больше бутана, а во второй – пропана.

Давление в пропановом баллоне остается постоянным в процессе расходования газа, но зависит от температуры. Чем теплее на улице, тем выше давление в баллоне. При температуре +20о С в баллоне создается давление в 3 атмосферы, а на жаре 45–50о С давление внутри баллона может достигать 15 атмосфер.

При достижении предельных температур баллон начинает сбрасывать излишек топливной газовой смеси через предохранительный клапан.

В отличие от пропана, метан в 1,6 раза легче, чем атмосферный воздух, у него низкая плотность и низкая точка кипения. Для того чтобы трансформировать метан из газообразного в жидкое состояние, понадобится охладить его до температуры 164⁰ С ниже нуля. То есть, чтобы хранить метан в жидком состоянии, нужна криогенная камера. Поэтому использовать метан как автомобильное топливо более эффективно, если сжать его при давлении около 200 атмосфер. В связи с этим баллон для метана должен быть очень прочным, гораздо прочнее, чем для пропан-бутановой смеси. Собственно, как и все газобаллонное оборудование.

Атмосфера шахт и карьеров

Состав рудничного воздуха

Основные газы

Кислород О2. Газ без цвета, вкуса и запаха, объемная масса по отношению к воздуху — 1,11. Вес 1 м3 равен 1,43 кг. Весьма активен.

Помимо окисления уменьшение О2 в рудничном воздухе происходит в результате поступления в а, дополнительных количеств СН4, СО и других газов, пожаров, взрывов газов, работы двигателей и дыхания людей.

Дыхание и обогащение крови О2 происходит, главным образом, через легкие человека. Из всего кислорода только 1/5 попадает в кровь. На четыре объема СО2 расходуется пять объемов поглощенного кровью кислорода. Респираторный коэффициент человека равен:

При содержании кислорода в воздухе менее 15% значительно ухудшается поглощение его кровью. В шахтах одышка, и сердцебиение наступают уже при 17%. Смерть от кислородного голодания (аноксемия) может произойти при содержании О2 9 — 12%.

В СССР установлена норма содержания О2 в рудничном воздухе не менее 20%. Норма достаточно высока и превышает на 1 % большинство норм, установленных на О2 в зарубежных странах. Это сделано с учетом отсутствия в шахтах полезных для человека солнечных лучей.

Азот N2. Газ без цвета, запаха и вкуса. Объемная масса — 0,97. Безвреден. Источники образования азота: гниение, взрывные работы (1л нитроглицерина при взрыве выделяет 640 л газа, из них 135 л — N2), выделение в чистом виде, «мертвый воздух» и др.

Углекислый газ СО2. Газ без цвета, со слабым кислым вкусом и запахом. Источники образования: разложение органических соединений (лес), горных пород, окисление угля, выделение в готовом виде, внезапные выбросы, дыхание (50 л/ч), взрывные работы (250 л на 1 кг ВВ), двигатели (60 л/ч на 1 л. с.) и др.

При небольшом содержании в воздухе углекислый газ улучшает дыхание (увеличение СО2 в альвеолах на 0,2% улучшает дыхание вдвое). При содержании СО2 от 3% и более он действует отравляюще. Учащается дыхание даже в состоянии покоя, появляется сильная одышка и слабость (6%), наступает обморочное состояние (10%) и смерть (21—25%).

Норма содержания СО2 в воздухе установлена для поверхностных помещений не более 0,1%. В горных выработках норма выше — 0,5%, так как в рудничном воздухе преобладает углекислый газ органического происхождения, не содержащий ядовитых примесей, характерных для СО2 физиологического происхождения. На исходящих струях шахт, т. е. в местах, свободных от людей, а также в исключительных случаях при прохождении и восстановлении выработок по завалу допускается большее содержание СО2 — 0,75 и 1% соответственно.

Количество выделяющегося СО2 в шахте в единицу времени называется абсолютной углекислотообильностью шахты (QСО2), это же количество, отнесенное на 1 т добытого полезного ископаемого, относительной углекислотообильностью. По относительной углекислотообилыюсти угольные шахты делятся на четыре группы: 1 — с СО2 на 1 т добычи до 5 м3, II – 5-10 м3/т, III – 10-15 м3/т и IV — более 15 м3/т.

Применение сжатого природного газа на автомобилях

По сравнению с бензином, при сгорании сжатого природного газа образуется приблизительно на 25% меньше СO₂. Таким образом, сжатый природный газ дает наименьшее количество выбросов СO₂ из всех видов ископаемого топлива. Применение в качестве топлива биогаза позволит в еще большей степени снизить глобальные выбросы парниковых газов. В связи с более низким содержанием СO₂ в отработавших газах, транспортный налог на автомобили, работающие на сжатом природном газе, во многих странах снижен.

Тем временем различные производители начали предлагать варианты автомобилей, оборудованных для работы на сжатом природном газе. При этом баллоны для СПГ большего объема размещаются более удобно и эффективно, без потерь полезного объема багажного отделения, практически неизбежных при доделке автомобилей.

Последнюю информацию о количестве автомобилей, которые могут работать на СПГ, и сети заправочных станций сжатого природного газа в Германии можно найти в Интернете. Такие автомобили, как правило, являются двухтопливными, т.е. водитель может переключаться с бензина на газ и обратно. Существуют также варианты, получившие название «Monovalent plus», в которых двигатель оптимизирован для работы на природном газе с целью как можно более полного использования его преимуществ по сравнению с бензином (более высокая стойкость к детонации, меньшее количество выбросов СO₂ и токсичных веществ). На автомобилях варианта «Monovalent plus», тем не менее, предусмотрен небольшой бензобак (<15 л), чтобы можно было продолжать движение на бензине в случае отсутствия поблизости станции заправки природным газом.

Недостатки газообразного топлива

Но есть и недостатки у подобного горючего. К примеру:

снижение мощности газового двигателя из-замедленного сгорания газа;
возникновение трудностей с зажиганием во время понижения температур ниже минус двадцати градусов;
увеличение веса авто. Например, при работе на сжиженном газе вес увеличивается до 50 кг и на сжатом – 800 кг;
увеличивается цена на транспортное средство из-за использования дорогостоящего оборудования;
сложность технического обслуживания;

А также заправки с газом должны находится на расстоянии 250 км. Больше авто на газе не проедет. Водитель должен соблюдать правила безопасности при использовании топлива с газом в машине. Баллоны с газом должны проходить освидетельствование в ГИБДД,

Добыча

Вопреки распространённому мнению, природный газ может находиться под землёй не только в пустотах, извлечение из которых не требует значительных материальных и энергозатрат. Зачастую он концентрируется внутри горных пород с настолько мелкой пористой структурой, что человеческим глазом её не увидеть. Глубина залежей может быть небольшой, но иногда достигает нескольких километров.

Процесс добычи газа включает в себя несколько стадий:

Геологические работы, в результате проведения которых точно определяются места залежей.
Бурение добывающих скважин

Осуществляется на всей территории месторождения, что важно для равномерного уменьшения давления газа в пласте. Максимальная глубина скважин составляет 12 км.
Добыча

Процесс осуществляется благодаря разному уровню давления в газоносном пласте и земной поверхности. По скважинам газ стремится наружу – туда, где давление меньше, сразу попадая в систему сбора. Кроме того, осуществляется добыча попутного газа, являющегося сопутствующим продуктом при добыче нефти. Он также представляет ценность для многих отраслей промышленности.
Подготовка к транспортировке. Добытый газ содержит многочисленные примеси. Если их количество несущественно, газ транспортируется с помощью танкеров или трубопровода на завод для последующей переработки. От значительного количества примесей природный газ очищается на установках комплексной подготовки, которые строятся рядом с месторождением.

Сравнительный анализ работы ДВС на разном топливе

Автомобильные силовые установки, использующие в рабочем состоянии различное горючее, в целом работают по общему принципу, поэтому владельцы личного транспорта могут с легкостью переоборудовать ДВС, сделав устройство газовым или же гибридным. Система питания, подающая газ, монтируется специалистами как на легковые модели, так и машины с большой грузоподъемностью. Каждый из видов топлива для мотора внутреннего сгорания имеет плюсы и минусы, поэтому, принимая решение о переоснащении машины, следует провести сравнительный анализ каждого из них.

Преимущества бензинового агрегата:

Более высокие показатели мощности мотора, что обеспечивает быстрое увеличение скоростного режима и улучшению динамику;
Износ клапанов происходит медленнее, так как жидкое топливо удаляет с них гарь, вызывающую нарушение контактов в работе с седлом и прогорание. Таким образом, бензин повышает срок эксплуатации силового агрегата;
Потребление этого горючего ниже, чем газообразного (в среднем на 15%).

К существенным недостатком бензиновой установки эксперты относят дороговизну упомянутого топлива, низкие качественные характеристики, ускорение износа цилиндров, вредные выхлопы и прочие вещества, выделяемые в атмосферу.

Преимущества газового двигателя такие:

Продукты, выделяемые в процессе сгорания газообразного горючего, не содержат вредные компоненты (свинец, сера, углероды), поэтому этот тип топлива более экологичен;
Высший показатель октанового числа;
Снижение рабочей нагрузки на блок цилиндров, что защищает их от преждевременного износа и повышает запас прочности мотора (в среднем на 15%);
Не выделяет продуктов горения, как бензин, поэтому замена технической жидкости в двигателе (масла) требуется реже (в полтора раза);
Дешевизна: учитывая стоимость бензина и дизеля, цена газа на заправках ниже почти в 2 раза, что понижает затраты на оплату топлива, несмотря на то, что расход газообразного горючего выше.

Решаясь установить газовое оборудование для автомобиля, учитывайте также минусы подобного оснащения:

Для установки требуется дополнительное пространство. Как правило, емкость для хранения газа монтируется в багажнике, поэтому его полезная площадь сокращается;
Дороговизна установки ГБО: стоимость монтажа системы зависит от класса двигателя автомобиля, который переоснащается. Помимо этого, необходимо оплатить услуги специалистов, выполняющих работу и покупку дополнительных комплектующих устройств;
Снижение мощности силового агрегата, поэтому скорость набирается медленнее.

Принимать решение в пользу установки ГБО следует с учетом того, как быстро установка окупится. Во-первых, при монтаже газа будьте готовы к более частой потребности посещения техцентра для ТО мотора. Система питания газом выделяет конденсат, который рекомендуется удалять через каждые 10 000 км пробега. Также после 100 000 км пробега заменяется мембрана редуктора.

Все достоинства газового оборудования раскрываются при установке подобного оснащения на дизельных автомобилях. Уровень сжатия в ДТ моторе выше, поэтому показатель КПД также возрастает, составляя 30-45%. Для работы системы необходимо регулирование давление газа, что возможно за счет установки специального оборудования. В среднем переоборудование транспортного средства обойдется в 500-1000 условных единиц (с учетом цен на иностранное оборудование), поэтому процедура выгодна для тех автомобилистов, которые часто ездят на авто и преодолевают большие расстояния. Тогда ГБО окупиться быстрее, учитывая соотношение цен бензина и газа.

Машины на газу

На основании чего определяется продолжительность открытия клапанов подачи газа. Сигналы с датчиков поступают на электронный блок управления. В работе блока управления используется информация из другой системы, датчики для управления двигателем, частота вращения двигателя, положение дроссельной заслонки, датчик кислорода. И другие в соответствии с включенным алгоритмом блока управления рад выполняет функции. Контролировать впрыск газа в зависимости от частоты вращения двигателя, нагрузки, качества и давления газа. Регулирование лямбда-газа, обеспечение работы однородной смеси, качественная адаптация газа. Холодный запуск двигателя, при температуре воздуха 10 ° C под двигателем, запускающим бензин. Аварийный запуск двигателя, если газ выходит, произведенный пробег бензина не выполняется в течение нескольких секунд. Эти функции выполняются с помощью приводных механизмов.

Законодательное регулирование

Контролируется качественный состав изготавливаемого и реализуемоготоплива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в Европе — нормативы ЕВРО).
Предусмотрен контроль над состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностью органов технического осмотра ГИБДД периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ГОСТ Р 52033-2003), на газобаллонных (по ГОСТ Р 17.2.02.06-1999) и дымность на дизельных двигателях (по ГОСТ Р 52160-2003). Двухтактные двигатели не проходят никакую из этих проверок[источник не указан 817 дней ].
В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
Топливо облагается специальными акцизами .
Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили . В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели, например: По Евро-3 выбросы: СН до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км и NOy до 0,15 г/км
По Евро-4 выбросы: СН до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км и NOy до 0,08 г/км

В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например, в г. Москве).

Окисление метана

Алканы – малополярные соединения, поэтому при обычных условиях они не окисляются даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Алканы горят с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения алканов сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении алканов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Промышленное значение имеет реакция окисления метана кислородом до простого вещества – углерода:

Эта реакция используется для получения сажи.

3.2. Каталитическое окисление

При каталитическом окислении метана кислородом возможно образование различных продуктов в зависимости от условий проведения процесса и катализатора. Возможно образование метанола, муравьиного альдегида или муравьиной кислоты:

Важное значение в промышленности имеет паровая конверсия метана: окисление метана водяным паром при высокой температуре

Продукт реакции – так называемый «синтез-газ».

Влияние выхлопных газов на экологию

Общее экологическое состояние в городах не складывается положительным образом не только за счет мусора и отходов, для чего необходимо осуществлять своевременную уборку улиц, а и еще за счет выхлопных газов автомобилей. Максимальное выделение угарного газа происходит при торможении, разгоне, маневрировании, при работе автомобиля на режиме холостого хода. Анализ движения автотранспорта в городе указывает, что эти режимы наиболее продолжительны (с постоянной скоростью автобусы в городе движутся менее 9% времени). Таким образом, в городе необходимо обеспечить безостановочное движение транспорта созданием дорожных «развязок», скоростных магистралей с сетью подземных переходов, правильную расстановку светофоров.

Даже обеспечение более полного сгорания топлива в двигателе не уменьшает количества взвешенных частиц и оксидов азота. Помощь в решении этого вопроса может оказать улучшение конструкции камер дожигания, модификация топлива и повышение его испаряемости (например, переход на нефтяной газ, но это приводит к появлению целого ряда неудобств иного вида), отказ от использования этилированного топлива. Каталитическое дожигание неэтилированного бензина с помощью платиновых и палладиевых катализаторов можно использовать для превращения углеводородов и моноксидов углерода в диоксид углерода и воду.

Использование катализаторов (платина, палладий) для очистки выхлопных газов автомобиля требует значительных затрат. Минимальное содержание СО в выхлопных газах определяется техническим состоянием двигателя, правильной регулировкой карбюратора, качеством используемых смазок и топлива. Содержание токсичных веществ в выхлопных газах автомобилей регламентируется ГОСТ 17.22.03—87. В ходе проверок работы двигателей автомобилей (2000 г.) выявлено, что более 25% автомобилей имеют превышение ПДК окиси углерода в выхлопных газах, в том числе по моделям: «Волга», «Жигули» — 36,5%, «Москвич» — 24%, «Запорожец» — 22%, иномарки — 11,8%, другие — 5,7%. При этом необходимо иметь в виду, что еще у 10% автомобилей содержание СО в выхлопе была равна ПДК.

Большое внимание уделяется разработке новых видов топлива, альтернативных топливу нефтяного происхождения. К такому топливу сформулированы требования: наличие достаточных энергетических ресурсов; возможность массового производства; технологическая и энергетическая совместимость с транспортными силовыми установками; приемлемые токсические и экологические показатели; безопасность и безвредность эксплуатации

С точки зрения экологической чистоты наиболее перспективным является электромобиль. Проблемы, тормозящие его широкое внедрение (резко удешевить источники электропитания), могут быть со временем решены.

Риск возможного нанесения вреда организму токсическими веществами и соединениями выхлопов зависит от следующих факторов: свойств веществ (физических и химических); интенсивности воздействия токсиканта на конкретный орган человека (мишень) и времени этого воздействия; биологического отклика организма на воздействие токсиканта.

Растворимость токсиканта обусловливает различия в размещении его по организму. Растворимые в биологических жидкостях соединения и вещества быстро разносятся по всему телу, а нерастворимые — задерживаются в респираторном тракте, легочной ткани, лимфатических узлах или проглатываются. Внутри организма эти соединения подвергаются метаболизму, причем токсичность образующихся метаболитов иногда превышает токсичность исходного соединения, а в целом дополняет ее. Баланс между метаболическими процессами, усиливающими или уменьшающими токсичность, является важным фактором чувствительности индивидуума к токсическим веществам.

Вопрос загрязнения ОС автомобильным транспортом необходимо рассматривать в комплексе: производство, обслуживание и ремонт автомобилей, их эксплуатация, производство горючих и смазочных материалов, развитие и эксплуатация дорожно-транспортной сети.

В процессе эксплуатации автотехники наблюдаются вредные факторы: потребление топлива и воздуха, выделение вредных выхлопных газов; выброс продуктов истирания шин и тормозов; материальные потери и жертвы в результате транспортных происшествий, аварий и катастроф; использование специальных солевых составов для поддержания дорожной сети в работоспособном состоянии.

Статья подобрана программой Rich Key.

Повсеместная экономия

Сам по себе метан представляет собой сжатый под давлением природный газ.

Заправлять метан в автомобиль так дешево и просто — его нет нужды специально обрабатывать, превращая в горючее (чего не скажешь про тот же бензин). Достаточно газовое сырье, добытое из шельфа, ужать компрессионной установкой до уровня разреженности в 210 Па, затем с газом проводят минимальные необходимые процедуры подготовки: высушивание, тонкую очистку от загрязнений и смешивание с одорантом. Сам по себе метан запаха лишен полностью, поэтому, чтобы возможные утечки были легко обнаружены, в него добавляют маркер — этилмеркаптан, который и создает пресловутый «запах газа».

Закончив технические процедуры, сжатый метан охлаждают и наполняют им транспортировочные баллоны, которые и доставят уже полностью готовый топливный продукт к месту заправки в автомобиль. Впечатляющее октановое число горючего превышает пропан и колеблется в диапазоне 108-120. Метан значительно легче воздуха, и при нарушенной герметичности резервуара или магистрали испарения метана зависают облаком в воздухе.

Взрывоопасной считается концентрация метана в воздухе свыше 5 %, что вдвое превышает аналогичный показатель пропана.

Поэтому можно говорить о том, что метан чуть более опасный, чем пропан, хотя даже слабое содержание любого природного газа в салоне машины ничего хорошего здоровью находящихся в нем людей не принесет.

Расход смеси пропан-бутан выше в 1,15-1,20 раза потребления двигателем бензина, эквивалентный объем метана (метановые баллоны считается кубометрами) равен примерно 1, т. е. расход получается таким же. Цена же этого количества метана в 2,5 раза ниже стоимости аналогичного бензина марки А-95.

Кроме самого уменьшения расходов на плату за топливо, не меньшую пользу бюджету автовладельца установка метана приносит на расходных материалах, и не так часто приходится ремонтировать на автомобиле комплектующие. Рассматривая основные виды углеводородного топлива (пропан-бутан, бензин, дизельное топливо) видно, что метан работает мягко и бережно с мотором и ходовой. Октановое число метана достигает 120, оно даже не сравнимо с бензином, вследствие чего газовое горючее лучше и плавнее сгорает, не детонируя. Причем, нагар образуется в минимальных количествах — газ не содержит лишних и вредных химических и механических примесей. Наглядно достоинства метана видны, когда автомобиль используется в городе (регулярные и резкие перепады нагрузок на двигатель ускоряют износ ходовой).

Установка метана позволяет в такой ситуации эффективно увеличить до 4 раз ресурс работы каталитического нейтрализатора и лямбда-зондов уровня кислорода, форсунок и редукторов и в 2-3 раза оттянуть момент необходимой замены расходников, например, свечей зажигания.