Двигатель внутреннего сгорания реферат: Реферат на тему: Двигатель внутреннего сгорания

Содержание

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Здравствуйте!

Я, Людмила Анатольевна Фирмаль, бывший преподаватель математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института со стажем работы более 17 лет. На данный момент занимаюсь онлайн обучением и помощью по любыми предметам. У меня своя команда грамотных, сильных бывших преподавателей ВУЗов. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно: она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.

Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.

Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.

Моё видео:

Вам нужно написать сообщение в Telegram . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.

Сколько может стоить заказ?

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.

Теперь напишите мне в Telegram или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.

Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.

В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

`Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль`

Здравствуйте!

Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.

Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.

Моё видео:

Сколько может стоить заказ?

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

`Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль`

Здравствуйте!

Моё видео:

Сколько может стоить заказ?

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

`Двигатель внутреннего сгорания (судовые энергетические установки). Бесплатный доступ к реферату`

Двигатель внутреннего сгорания (судовые энергетические установки).doc

Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам, а также промокод на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.

Введение

Развитие современного флота Российской Федерации, разработка и строительство перспективных кораблей и судов невозможны без развития судовых энергетических установок (СЭУ). Выбор типа СЭУ является одним из наиболее важных этапов проектирования судна. В настоящее время СЭУ с дизельными двигателями являются самыми экономичными и находят широкое применение на флотах всего мира. В ближайшей перспективе отчетливо просматривается тенденция к совершенствованию дизельных установок, и это одно из направлений дальнейшего развития судовой энергетики [1]. В настоящее время для российского флота характерно отсутствие серийного производства энергетических установок. Резервы улучшения показателей отечественных СЭУ — повышение агрегатной мощности за счет роста среднего эффективного давления, снижение удельного эффективного расхода топлива, увеличение технического ресурса известными методами — практически исчерпаны. Поэтому в последнее время широко развивается другое направление — применение новых типов энергетических установок с целью повышения энергетической эффективности, экономичности и экологической безопасности судов. 1.1. Перспективные направления развития поршневых двигателей в составе судовых энергетических установок Перспективным направлением является создание комбинированных энергетических установок (КЭУ) со свободнопоршневыми дизель-генераторами (СПДГ). Это эффективное направление совершенствования экологических и экономических характеристик. Предельное упрощение и сокращение массы и габаритов дизель-генераторов достигается полным исключением всех валов и всех механических приводов и передач. Уменьшение эксплуатационного расхода топлива СПДГ по сравнению с транспортными дизель-генераторами традиционного исполнения составит не менее 30 %. В СПДГ возможно удовлетворение экологических требований МАРПОЛ 73/78. Расход масла у известных СПДГ на порядок меньше, чем у обычных. В СПДГ исключены поршневые пальцы, шатуны, коленчатые и распределительные валы, их приводы и опоры, противовесы и маховики, практически все межагрегатные и управляющие механические связи заменены информационными, реализуемыми микропроцессорным управляющим устройством — микроконтроллером. К КЭУ второго уровня сложности можно отнести турбокомпаундный двигатель. Прототип такой энергетической установки с силовой турбиной был разработан и испытан на базе серийной модели «Камминс NTC-400» (рис. 2). Базовый двигатель NTC-400 (6ЧН 14/15,2) с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха имеет номинальную мощность 298 кВт при 2 100 об/мин. Минимальный удельный расход составляет 193 г/(кВт • ч), расход на номинальном режиме-200 г/(кВт • ч). Силовая турбина низкого давления с радиальным подводом газа использует энергию отработавших газов (ОГ), выходящих из агрегата турбонаддува; вместе с корпусом подшипников она составляет отдельный модуль [4]. Два других модуля — высокооборотный и низкооборотный редукторы (со встроенной гидромуфтой). Двигатель оборудован двухконтурной системой охлаждения для снижения температуры заряда, что повысило термический КПД и снизило содержание окислов азота в ОГ.

`Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы`

и получи доступ ко всей экосистеме Автор24

Введение

Рис. 2. Схема турбокомпаундного двигателя Использование силовой турбины потребовало некоторой конструкторской доработки дизеля, которая коснулась распределительного вала, клапанов, выпускных каналов, выпускного коллектора и турбонагнетателя; это позволило уменьшить потери в процессе выпуска. Ни температура, ни напряжение в деталях цилиндро-поршневой группы не повысились. Создание в ближайшем будущем работоспособного адиабатного двигателя с достаточно высоким ресурсом во многом -зависит от успехов материаловедения. Еще одна проблема — это смазка, которая должна выдерживать высокую температуру на поверхности цилиндра (480 °С вместо обычных 180-205 °С). Из всего сказанного можно сделать предположение: в ближайшие 15—20 лет транспорт, оснащенный КЭУ, займет лидирующее положение в выпусках различных видов транспортных средств ведущих мировых фирм. Одним из основных достоинств двигателя является более низкий расход топлива на эксплуатационных режимах работы (в диапазоне мощности 50…85 % от номинальной) . Экономия топлива достигает приблизительно 1,5…3,0 г/(кВт • ч), что выражается, например, для танкера среднего водоизмещения, оснащенного главным двигателем мощностью 27 200 кВт, годовой экономией топлива в 200…300 т . Одним из наиболее перспективных путей является широкое внедрение энергопреобразующих систем на основе машин Стирлинга. Конструктивно машина Стирлинга представляет собой удачное сочетание в одном агрегате компрессора, детандера и теплообменных устройств: теплообменника нагрузки (нагревателя или конденсатора), регенератора и холодильника (рис. 3). В качестве рабочего тела используют, как правило, гелий, воздух, азот, водород, которые во внутреннем контуре машины совершают прямой или обратный термодинамический цикл, состоящий из двух изотерм и двух изохор.

Рис. 3. Принципиальная схема машины Стирлинга: 1 — рабочий поршень; 2 — холодильник; 3 — регенератор; 4 — теплообменник нагрузки; 5 — поршень-вытеснитель Преимущества двигателей Стирлинга: -осуществление процесса горения вне рабочих цилиндров, протекающего равномерно; -высокая степень экологической чистоты, как самих рабочих тел машин Стирлинга, так и отработавших сред; -высокая энергетическая эффективность (термический КПД цикла идеальной машины Стирлинга равен КПД цикла Карно) [1]; -возможность работы на любом виде горючего. Недостатки: -сложность математического описания и методов расчета проектируемых машин; -сложность разработки и конструктивного исполнения основных узлов, обусловленная высоким давлением (15—40 МПа), особенностями рабочих тел, многообразием компоновочных схем и внешним подводом теплоты; -сложность технологического исполнения, связанная с применением жаропрочных сплавов и цветных металлов, изготовлением и упаковкой насадки регенератора. Проблема достижения действующих и перспективных требований, предъявляемых к судовым энергетическим установкам, является комплексной, и для ее решения необходимы совместные усилия научных институтов, инженеров-конструкторов, производителей двигателей и топлива. 1.2. Судовые энергетические установки системы и устройства Актуальность проблемы использования газопоршневых двигателей (ГПД) в составе судовых энергетических установок (СЭУ) обусловлена двумя факторами: стремлением сократить потребление топлив нефтяного происхождения и необходимостью повышения экологической безопасности СЭУ Влияние выбросов СЭУ на глобальное состояние воздушного бассейна является ограниченным, составляя 5 — 7 % от общего количества выбросов вредных веществ стационарными энергетическими установками и наземными транспортными средствами [1]. Однако, из-за большой агрегатной мощности, судовые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) могут являться основными источником загрязнения атмосферы в таких локальных зонах, как порты, гидротехнические сооружения, акватории рек в черте города. Эмиссия токсичных соединений и твердых частиц с отработавшими газами регламентирована российскими и международными стандартами (Euro, IMO, TA-Luft, Tier). Перспективными газообразными топливами следует считать природный газ и альтернативные топлива, представляющие собой химические соединения, не являющиеся продуктами переработки нефти. Сравнительный анализ различных видов альтернативных топлив для судовых энергетических установок с точки зрения токсичности отработавших газов выполнен в работе [3], в которой с учетом особенностей хранения и использования различных газообразных топлив сделан вывод о наибольшей перспективности природного газа. К перспективным и альтернативным топливам в настоящее время относят природный газ — метан (СН4), водород (Н,), биогаз на основе метана, сжиженные углеводородные газы: пропан (C3HR) и бутан (С4Н10). Задача снижения выбросов вредных веществ может быть также решена за счет использования в составе СЭУ двухтопливных двигателей, конструкции которых представлены в работах [1], [4]. Для водного транспорта расширение применения природного газа представляется наиболее вероятным

Не нашел ответ на свой вопрос?

Опиши, с чем тебе нужна помощь. Эксперты Автор24 бесплатно ответят тебе в течение часа

Выбери предметАвиационная и ракетно-космическая техникаАвтоматизация технологических процессовАвтоматика и управлениеАгрохимия и агропочвоведениеАктерское мастерствоАнализ хозяйственной деятельностиАнглийский языкАнтикризисное управлениеАрхеологияАрхитектура и строительствоАстрономияБазы данныхБанковское делоБезопасность жизнедеятельностиБиблиотечно-информационная деятельностьБизнес-планированиеБиологияБиотехнологияБухгалтерский учет и аудитВетеринарияВнешнеэкономическая деятельностьВодные биоресурсы и аквакультураВоенное делоВоспроизводство и переработка лесных ресурсовВысшая математикаГеографияГеодезияГеологияГеометрияГидравликаГидрометеорологияГостиничное делоГосударственное и муниципальное управлениеДеловой этикетДеньгиДетали машинДизайнДокументоведение и архивоведениеЕстествознаниеЖелезнодорожный транспортЖурналистикаЗемлеустройство и кадастрИздательское делоИнвестицииИнженерные сети и оборудованиеИнновационный менеджментИнформатикаИнформационная безопасностьИнформационные технологииИскусствоИсторияКартография и геоинформатикаКитайский языкКонфликтологияКраеведениеКредитКриминалистикаКулинарияКультурологияЛитератураЛогикаЛогистикаМаркетингМатериаловедениеМашиностроениеМедицинаМеждународные отношенияМеждународные рынкиМенеджментМенеджмент организацииМеталлургияМетрологияМеханикаМикро-, макроэкономикаМикропроцессорная техникаМорская техникаМузыкаНалогиНаноинженерияНачертательная геометрияНемецкий языкНефтегазовое делоОрганизационное развитиеПарикмахерское искусствоПедагогикаПожарная безопасностьПолиграфияПолитологияПочвоведениеПраво и юриспруденцияПриборостроение и оптотехникаПриродообустройство и водопользованиеПрограммированиеПроизводственный маркетинг и менеджментПромышленный маркетинг и менеджментПроцессы и аппаратыПсихологияРабота на компьютереРадиофизикаРежиссураРеклама и PRРелигияРусский языкРынок ценных бумагСадоводствоСварка и сварочное производствоСвязи с общественностьюСельское и рыбное хозяйствоСервисСопротивление материаловСоциальная работаСоциологияСтандартизацияСтатистикаСтрановедениеСтратегический менеджментСтрахованиеТаможенное делоТеатроведениеТекстильная промышленностьТелевидениеТеоретическая механикаТеория вероятностейТеория игрТеория машин и механизмовТеория управленияТеплоэнергетика и теплотехникаТехнологические машины и оборудованиеТехнология продовольственных продуктов и товаровТовароведениеТорговое делоТранспортные средстваТуризмУправление качествомУправление персоналомУправление проектамиФармацияФизикаФизическая культураФилософияФинансовый менеджментФинансыФранцузский языкХимияХирургияХолодильная техникаЦенообразование и оценка бизнесаЧертежиЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭкономика предприятияЭкономика трудаЭкономическая теорияЭкономический анализЭлектроника, электротехника, радиотехникаЭнергетическое машиностроениеЭтикаЯдерная энергетика и теплофизикаЯдерные физика и технологииЯзыки (переводы)Языкознание и филологияEVIEWSSPSSSTATAДругое

Прикрепить файл

Твой вопрос отправлен

Скоро мы пришлем ответ экпертов Автор24 тебе на почту

`Помощь эксперта`

Нужна помощь по теме или написание схожей работы? Свяжись напрямую с автором и обсуди заказ.

4.4

Isabellla

Энергетическое машиностроение

2077 заказов

Отправить письмо схожим авторам, которые сейчас на сайте

`Регистрация прошла успешно!`

Теперь вам доступен полный фрагмент работы, а также открыт доступ ко всем сервисам экосистемы

`Скачивание началось`

В файле вы найдете полный фрагмент работы доступный на сайте, а также промокод referat200 на новый заказ в Автор24.

`Введи почту`

Зарегистрируйся через почту и получи неограниченный доступ к материалам. Это бесплатно.

Читать тексты на сайте можно без ограничений. Однако для копирования и использования работ нужно зарегистрироваться в экосистеме Автор24. Это бесплатно.

`Исследовательский реферат «Из истории ДВС»`

МБОУ Чупалейская ОШ

Исследовательский реферат

по теме: «Из истории двигателей внутреннего сгорания»

Выполнил учащийся 7 класса Зайцев Сергей.

Автомобили, автомобили,

Буквально все заполонили.

Там где вековая лежала пыль

Свой след оставил автомобиль.

(слова из песни)

Человек сейчас не может представить себе жизни без автомобиля – «железного коня», заменившего лошадей, которые верой и правдой служат людям много веков. Свою исследовательскую работу я провожу по истории создания двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это сердце любого автомобиля. Без этой конструктивной детали машину нельзя назвать авто. Именно этот агрегат приводит все в действие, все остальные механизмы, а также электронику. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

Идея создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) родилась еще в 17 веке и принадлежала она французскому изобретателю Дени Папену. Но при первом же испытании произошел взрыв. У изобретателя не было средств, чтобы машину сделать заново. Он обратился за помощью к королю, но получил отказ.

В течение долгого времени идея создания двигателя, сжигающего топливо внутри цилиндра, была забыта. Широкое распространение поучила паровая машина.

В середине 19 века французский изобретатель Ленуар применил для зажигания газовой смеси в цилиндре двигателя электрическую искру. В 1860 году Ленуар взял патент на свой двигатель. По конструкции он почти ничем не отличался от паровой машины, но в цилиндр поступал не пар, а смесь светильного газа с воздухом, поджигаемая искрой. Продукты сгорания выпускались в атмосферу.

Ж.Ж.Этьен Ленуар

Двигатель Ленуар работал во многих странах мира. Он обладал бесспорным преимуществом перед паровой машиной: компактностью, лёгкостью, простотой пуска и эксплуатации. Жан Этьен Ленуар признан официально изобретателем двигателя внутреннего сгорания, но его слава длилась лишь несколько лет. Однако КПД1 его двигателя был низким, всего 3 – 5 %.

В истории ДВС начался новый этап – борьба за повышение его КПД.

Вскоре слава перейдет к его немецкому коллеге инженеру Николаусу Отто, с которым Ленуар познакомился а 1860 г. и которому демонстрировал свой двигатель. Н.Отто, заинтересовался изобретением, увидел как двигатель полезен и сколько в нем недостатков, которые, вероятно, можно устранить. Он первоначально создал с Лангеном фирму по выпуску двигателей Ленуара но одновременно работал над собственным вариантом двигателя. День за днем, месяц за месяцем проводил Отто опыты с двигателем. И достиг успеха – его двигатель расходовал втрое меньше топлива (газа), чем машина Ленуара. Именно за экономичность двигатель Отто получил золотую медаль на Парижской выставке в 1867 году.

Николас Отто

Его двигатели, премированные на выставке, уже изготовлялись, а Отто все еще работал над своей машиной, изучая каждый момент ее работы. На помощь изобретателю пришел случай. Однажды Отто нечаянно повернул маховик так, что поршень опустился и сжал уже засосанную в цилиндр смесь газа с воздухом. Когда он включил зажигание, поршень поднялся значительно быстрее, энергичнее – маховик сделал втрое больше оборотов, чем обычно. Это было очень важное открытие – горючую смесь надо сжать, прежде чем воспламенить ее. Тут и сделал Отто свое важнейшее изобретение. В 1878 году создал первый двигатель внутреннего сгорания, работающий в работающий в четыре такта. Это был громоздкий и шумный двигатель, но его КПД составлял 16%, в то же время КПД машины Ленуара было в 3 раза меньше (5%). В результате, изобретение Н.Отто вытеснило двигатель Ленуара.

Что это значит 4 такта?

Чтобы двигатель начал работать, поворотом махового колеса или другим способом приводят в движение поршень. Он идет вниз. В это время в верхнюю часть цилиндра всасывается газ и воздух. Это первый такт.

Начинается второй ход поршня. Клапаны, впускавшие газ и воздух, закрываются, поршень, поднимаясь, сжимает горючую смесь. Это второй такт.

Сжатая смесь поджигается электрической искрой. Производится взрыв. Температура в цилиндре резко поднимается (свыше 2000 градусов), и нагретые при этом взрыве газы стремятся расшириться. Они с силой толкают поршень вниз. Это третий такт, во время которого и совершается полезная работа двигателя – поршень поворачивает вал с маховым колесом.

Поршень идет вверх. Открывается выпускной клапан, и отработанные газы выбрасываются из цилиндра. Это четвертый такт.

Затем все повторяется сначала, только уже не надо посторонней силой пускать в ход поршень.

Новый двигатель Отто работал так хорошо, что начисто отменил все прежние двигатели внутреннего сгорания, в том числе и первый двигатель самого Отто. КПД составил 22%. Этот двигатель нашел применение во многих странах. Он проложил дорогу новым ДВС. Но двигатель Отто работал только на газе.

Инженер Г. Даймлер построил двигатель, работавший на бензине. В 1885 году он получил патент на применение бензинового двигателя на транспорте и построил первый автомобиль (скорость – 18 км/ч.) Так ДВС проник на транспорт.

Первый самоходный экипаж с ДВС Карл Бенц, Готлиб Даймлера

Борьба за повышение КПД двигателей внутреннего сгорания продолжалась.

В 1892 году Рудольф Дизель – немецкий инженер, получил патент на двигатель, в котором рабочий процесс отличался рядом особенностей: в цилиндре сжимается только воздух, причем очень сильно; от сильного сжатия температура воздуха возрастает настолько, что при впрыскивании в цилиндр топлива оно воспламеняется; образовавшиеся газы производят рабочий ход поршня. Построенный в 1897 году двигатель работал на керосине и имел высокий КПД – 25%. Его стали называть дизель-мотором или просто дизелем.

Р. Дизель

Второй родиной этого двигателя стала Россия. Крупный нефтепромышленник Нобель купил у Дизеля право на постройку этого двигателя. В 1899 году инженеры в Петербурге построили двигатель, работавший на сырой нефти. Его КПД был выше чем у двигателей работавших на керосине. Спрос на дизель-моторы возрастал…

С момента своего появления ДВС совершили триумфальное шествие по всему миру. Они проникли на транспорт. В 1903 году по Волге отправился в плавание первый в мире теплоход «Вандал». На нем были установлены три нефтяных двигателя мощностью по 120 лошадиных сил каждый. Это был первый в мире теплоход. Так стали именовать те суда, которые приводятся в движение не паровой машиной, а двигателем внутреннего сгорания — дизелем. Двигатель «Вандала» и других теплоходов того времени совершали рабочий процесс за четыре такта: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп. «Вандал» — это «дедушка» современных теплоходов.

.

Первый тепловоз отправился в испытательный пробег 6 ноября 1924 года. (КПД — 29%)

КПД бензинового двигателя, в настоящее время, находится в пределах от 20 до 25 %.. КПД дизельного двигателя – 40 – 50%

Применение ДВС в технике чрезвычайно разнообразно: карбюраторные ДВС установлены на автомобилях, вертолетах, тракторах. Дизели широко применяют на транспорте – в тепловозах, теплоходах, автомобилях. Кроме четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, нашли применение двухтактные ДВС, например, на мотоциклах, скутерах.

Литература:

А.Ивич. Приключения изобретений. Издательство «Детская литература» Москва 1966 г. (263 стр)

М.Н.Алексеева (составитель) Физика-юным. Москва «Просвещение» 1980 г. (160 стр)

Открытые Интернет-источники:

— http://www.yandex.ru

— http://velikielyudi.ru/izobretateli/zhan-eten-lenuar.html

— https://www. rockautoclub.com/

КПД – коэффициэнт полезного действия

МАХОВИК или маховое колесо, тяжелое колесо на валу двигателя или другой машины, выравнивающее ее ход.

`Влияние двигателей внутреннего сгорания и экологическую ситуацию. Экологические проблемы использования теплоты`

`Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже`

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

СЕРОВСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Реферат

по Экологическим основам природопользования

на тему: Экологические проблемы, связанные с развитием энергетики

Выполнил а : студентка

заочного отделения

IV курса группа ТиТО

Сочнева Наталья

Проверила: преподаватель

Чернышева Н.Г.

Введение

1. Экологические проблемы теплоэнергетики

2. Экологические проблемы гидроэнергетики

3. Проблемы ядерной энергетики

4. Некоторые пути решения проблем современной энергетики

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Существует образное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика, экология. При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более и более пристальное внимание человечества.

Экологию рассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучать взаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средой понимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов или их сообществ на другие организмы и сообщества. Экологию иногда связывают только с учением о среде обитания или окружающей среде. Последнее в основе правильно с той, однако, существенной поправкой, что среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды.

Экология энергетики — это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12 -15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую энергию. В то же время значительное количество энергии, заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой энергии, и только часть ее превращается в электрическую. Однако и в том и в другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.

Целью данной работы является изучение влияния на окружающую среду разных видов энергетики (теплоэнергетика, гидроэнергетика, ядерная энергетика) и рассмотрение способов снижения выбросов и загрязнений от энергетических объектов. При написании данного реферата, я ставлю перед собой задачу выявления путей решения проблем каждого из рассмотренного вида энергетики.

1. Экологи ческие проблемы теплоэнергетики

Воздействие тепловых электростанций на окружающую среду во многом зависит от вида сжигаемого топлива (твердое и жидкое).

При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. Летучая зола в некоторых случаях содержит помимо нетоксичных составляющих и более вредные примеси. Так, в золе донецких антрацитов в незначительных количествах содержится мышьяк, а в золе Экибастузского и некоторых других месторождений — свободный диоксид кремния, в золе сланцев и углей Канско-Ачинского бассейна — свободный оксид кальция.

Уголь — самое распространенное ископаемое топливо на нашей планете. Специалисты считают, что его запасов хватит на 500 лет. Кроме того, уголь распространен по всему миру более равномерно и он более экономичен, чем нефть. Из угля можно получить синтетическое жидкое топливо. Метод получения горючего путем переработки угля известен давно. Однако слишком высокой была себестоимость такой продукции. Процесс происходит при высоком давлении. У этого топлива есть одно неоспоримое преимущество — у него выше октановое число. Это означает, что экологически оно будет более чистым.

Торф. При энергетическом использовании торфа имеет место ряд отрицательных последствий для окружающей среды, возникающих в результате добычи торфа в широких масштабах. К ним, в частности, относятся нарушение режима водных систем, изменение ландшафта и почвенного покрова в местах торфодобычи, ухудшение качества местных источников пресной воды и загрязнение воздушного бассейна, резкое ухудшение условий существования животных. Значительные экологические трудности возникают и в связи с необходимостью перевозки и хранения торфа.

При сжигании жидкого топлива (мазутов) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают: сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, солей натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке. С экологических позиций жидкое топливо более «гигиеничное». При этом полностью отпадает проблема золоотвалов, которые занимают значительные территории, исключают их полезное использование и являются источником постоянных загрязнений атмосферы в районе станции из-за уноса части золы с ветрами. В продуктах сгорания жидких видов топлива отсутствует летучая зола.

Природный газ. При сжигании природного газа существенным загрязнителем атмосферы являются оксиды азота. Однако выброс оксидов азота при сжигании на ТЭС природного газа в среднем на 20% ниже, чем при сжигании угля. Это объясняется не свойствами самого топлива, а особенностями процессов сжигания. Коэффициент избытка воздуха при сжигании угля ниже, чем при сжигании природного газа. Таким образом, природный газ является наиболее экологически чистым видом энергетического топлива и по выделению оксидов азота в процессе горения.

Комплексное влияние предприятий теплоэнергетики на биосферу в целом проиллюстрировано в табл. 1.

Таким образом, в качестве топлива на тепловых электростанциях используют уголь, нефть и нефтепродукты, природный газ и, реже, древесину и торф. Основными компонентами горючих материалов являются углерод, водород и кислород, в меньших количествах содержится сера и азот, присутствуют также следы металлов и их соединений (чаще всего оксиды и сульфиды).

В теплоэнергетике источником массированных атмосферных выбросов и крупнотоннажных твердых отходов являются теплоэлектростанции, предприятия и установки паросилового хозяйства, т. е. любые предприятия, работа которых связана со сжиганием топлива.

Наряду с газообразными выбросами теплоэнергетика производит огромные массы твердых отходов. К ним относятся зола и шлаки.

Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55-60% SiO 2 , 22-26% Аl 2 О 3 , 5-12% Fe 2 O 3 , 0,5-1% CaO, 4-4,5% К 2 О и Nа 2 О и до 5% С. Они поступают в отвалы, которые пылят, дымят и резко ухудшают состояние атмосферы и прилегающих территорий.

Жизнь на Земле возникла в условиях восстановительной атмосферы и только значительно позже, спустя примерно 2 млрд. лет, биосфера постепенно преобразовала восстановительную атмосферу в окислительную. При этом живое вещество предварительно вывело из атмосферы различные вещества, в частности, углекислый газ, образовав огромные залежи известняков и других углеродосодержащих соединений. Сейчас наша техногенная цивилизация сформировала мощный поток восстановительных газов, в первую очередь вследствие сжигания ископаемого топлива в целях получения энергии. За 30 лет, с 1970 по 2000 год, в мире было сожжено около 450 млрд. баррелей нефти, 90 млрд. т угля, 11 трлн. м 3 газа (табл. 2).

Выбросы в атмосферу электростанцией мощностью 1000 МВт в год (в тоннах)

Основную часть выброса занимает углекислый газ — порядка 1 млн. т в пересчете на углерод 1 Мт. Со сточными водами тепловой электростанции ежегодно удаляется 66 т органики, 82 т серной кислоты, 26 т хлоридов, 41 т фосфатов и почти 500 т взвешенных частиц. Зола электростанций часто содержит повышенные концентрации тяжелых, редко земельных и радиоактивных веществ.

Для электростанции, работающей на угле, требуется 3,6 млн. т угля, 150 м 3 воды и около 30 млрд. м 3 воздуха ежегодно. В приведенных цифрах не учтены нарушения окружающей среды, связанные с добычей и транспортировкой угля.

Если учесть, что подобная электростанция активно работает несколько десятилетий, то ее воздействие вполне можно сравнить с действием вулкана. Но если последний обычно выбрасывает продукты вулканизма в больших количества разово, то электростанция делает это постоянно. За десятки тысячелетий вулканическая деятельность не смогла сколько-нибудь заметно повлиять на состав атмосферы, а хозяйственная деятельность человека за какие-то 100-200 лет обусловила такие изменения, причем в основном за счет сжигания ископаемого топлива и выбросов парниковых газов разрушенными и деформированными экосистемами.

Коэффициент полезного действия энергетических установок пока невелик и составляет 30-40%, большая часть топлива сжигается впустую. Полученная энергия тем или иным способом используется и превращается, в конечном счете, в тепловую, т. е. помимо химического в биосферу поступает тепловое загрязнение.

Загрязнение и отходы энергетических объектов в виде газовой, жидкой и твердой фазы распределяются на два потока: один вызывает глобальные изменения, а другой — региональные и локальные. Так же обстоит дело и в других отраслях хозяйства, но все же энергетика и сжигание ископаемого топлива остаются источником основных глобальных загрязнителей. Они поступают в атмосферу, и за счет их накопления изменяется концентрация малых газовых составляющих атмосферы, в том числе парниковых газов. В атмосфере появились газы, которые ранее в ней практически отсутствовали — хлорфторуглероды. Это глобальные загрязнители, имеющие высокий парниковый эффект и в то же время участвующие в разрушении озонового экрана стратосферы.

Таким образом, следует отметить, что на современном этапе тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу около 20% от общего количества всех вредных отходов промышленности. Они существенно влияют на окружающую среду района их расположения и на состояние биосферы в целом. Наиболее вредны конденсационные электрические станции, работающие на низкосортных видах топлива. Так, при сжигании на станции за 1 час 1060 т донецкого угля из топок котлов удаляется 34,5 т шлака, из бункеров электрофильтров, очищающих газы на 99% — 193,5 т золы, а через трубы в атмосферу выбрасывается 10 млн. м 3 дымовых газов. Эти газы, помимо азота и остатков кислорода, содержат 2350 т диоксида углерода, 251 т паров воды, 34 т диоксида серы, 9,34 т оксидов азота (в пересчете на диоксид) и 2 т летучей золы, не «пойманной» электрофильтрами.

Сточные воды ТЭС и ливневые стоки с их территорий, загрязненные отходами технологических циклов энергоустановок и содержащие ванадий, никель, фтор, фенолы и нефтепродукты, при сбросе в водоемы могут оказать влияние на качество воды, водные организмы. Изменение химического состава тех или иных веществ приводит к нарушению установившихся в водоеме условий обитания и сказывается на видовом составе и численности водных организмов и бактерий и в конечном счете может привести к нарушениям процессов самоочищения водоемов от загрязнений и к ухудшению их санитарного состояния.

Представляет опасность и так называемое тепловое загрязнение водоемов с многообразными нарушениями их состояния. ТЭС производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром. При работе турбин необходимо охлаждать водой отработанный пар, поэтому от энергетической станции непрерывно отходит поток воды, подогретой обычно на 8-12 °С и сбрасываемой в водоем. Крупные ТЭС нуждаются в больших объемах воды. Они сбрасывают в подогретом состоянии 80-90 м 3 /с воды. Это означает, что в водоем непрерывно поступает мощный поток теплой воды примерно такого масштаба, как река Москва.

Зона подогрева, образующаяся в месте впадения теплой «реки», представляет собой своеобразный участок водоема, в котором температура максимальна в точке водосброса и уменьшается по мере удаления от нее. Зоны подогрева крупных ТЭС занимают площадь в несколько десятков квадратных километров. Зимой в зоне подогрева образуются полыньи (в северных и средних широтах). В летние месяцы температуры в зонах подогрева зависят от естественной температуры забираемой воды. Если в водоеме температура воды 20 °С, то в зоне подогрева она может достигнуть 28-32°С.

В результате повышения температур в водоеме и нарушения их естественного гидротермического режима интенсифицируются процессы «цветения» воды, уменьшается способность газов растворяться в воде, меняются физические свойства воды, ускоряются все химические и биологические процессы, протекающие в ней, и т. д. В зоне подогрева снижается прозрачность воды, увеличивается рН, увеличивается скорость разложения легко окисляющихся веществ. Скорость фотосинтеза в такой воде заметно понижается.

2. Экологические проблемы гидроэнергетики

Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

Гидроэлектростанция — это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

Несмотря на относительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпанием наиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии ГЭС не будет превышать 5% от общей.

Одной из важнейших причин уменьшения доли энергии, получаемой на ГЭС, является мощное воздействие всех этапов строительства и эксплуатации гидросооружений на окружающую среду (табл. 3).

По данным разных исследований, одним из важнейших воздействий гидроэнергетики на окружающую среду является отчуждение значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счет использования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии, при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га земель. На их месте уничтожены естественные экосистемы.

Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять 10% и более от затопленных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой (абразии) при формировании береговой линии. Абразионные процессы обычно продолжаются десятилетиями, имеют следствием переработку больших масс почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ. Таким образом, со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава гидробионтов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых сине-зеленых. По этим причинам, а также вследствие медленной обновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению.

Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражаемость гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.

В конечном счете, перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитно-аккумулятивные. Кроме биогенных веществ здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичной возможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации.

Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливых (аридных) районах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки раз.

С повышенным испарением связано понижение температуры воздуха, увеличение туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, а также другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегда положительную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходится менять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей страны некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции.

Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явлений и вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960 г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.

В силу специфики технологии использования водной энергии гидроэнергетические объекты преобразуют природные процессы на весьма длительные сроки. Например водохранилище ГЭС (или система водохранилищ в случае каскада ГЭС) может существовать десятки и сотни лет, при этом на месте естественного водотока возникает техногенный объект с искусственным регулированием природных процессов — природно-техническая система (ПТС). В данном случае задача сводится к формированию такой ПТС, которая обеспечивала бы надежное и экологически безопасное формирование комплекса. При этом соотношение между основными подсистемами ПТС (техногенным объектом и природной средой) может быть существенно различным в зависимости от выбранных приоритетов — технических, экологических, социально-экономических и др., а принцип экологической безопасности может формулироваться, например, как поддержание некоторого устойчивого состояния создаваемой ПТС.

Эффективным способом уменьшения затопления территорий является увеличение количества ГЭС в каскаде с уменьшением на каждой ступени напора и, следовательно, зеркала водохранилищ.

Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Имеющее место загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии на ГЭС (объемы загрязнений, поступающие со сточными водами ГЭС, составляют ничтожно малую долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса), а низкое качество санитарно-технических работ при создании водохранилищ и сброс неочищенных стоков в водные объекты.

В водохранилищах задерживается большая часть питательных веществ, приносимых реками. В теплую погоду водоросли способны массами размножаться в поверхностных слоях обогащенного питательными веществами, или эвтрофного, водохранилища. В ходе фотосинтеза водоросли потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Отмершие водоросли придают воде неприятный запах и вкус, покрывают толстым слоем дно и препятствуют отдыху людей на берегах водохранилищ.

В первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много разложившейся растительности, а «новый» грунт может резко снизить уровень кислорода в воде. Гниение органических веществ может привести к выделению огромного количества парниковых газов — метана и двуокиси углерода.

Рассматривая воздействие ГЭС на окружающую среду, следует все же отметить жизнесберегающую функцию ГЭС. Так, выработка каждого млрд. кВтч электроэнергии на ГЭС вместо ТЭС приводит к уменьшению смертности населения на 100-226 чел./год.

3. Проблемы ядерной энергетики

Ядерная энергетика в настоящее время может рассматриваться как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 т каменного угля.

Известно, что процессы, лежащие в основе получения энергии на АЭС — реакции деления атомных ядер — гораздо более опасны, чем, например, процессы горения. Именно поэтому ядерная энергетика впервые в истории развития промышленности при получении энергии реализует принцип максимальной безопасности при наибольшей возможной производительности.

Многолетний опыт эксплуатации АЭС во всех странах показывает, что они не оказывают заметного влияния на окружающую среду. К 2000 г. среднее время эксплуатации АЭС составило 20 лет. Надежность, безопасность и экономическая эффективность атомных электростанций опирается не только на жесткую регламентацию процесса функционирования АЭС, но и на сведение до абсолютного минимума влияния АЭС на окружающую среду.

В табл. 4 представлены сравнительные данные АЭС и ТЭС по расходу топлива и загрязнению окружающей среды за год при мощности по 1000 МВт.

Расход топлива и загрязнение окружающей среды

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду крайне незначительны. В среднем, они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности.

К маю 1986 г. 400 энергоблоков, работавших в мире и дававших более 17% электроэнергии, увеличили природный фон радиоактивности не более чем на 0,02%. До Чернобыльской катастрофы в нашей стране никакая отрасль производства не имела меньшего уровня производственного травматизма, чем АЭС. За 30 лет до трагедии при авариях, и то не по радиационным причинам, погибло 17 человек. После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварии. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но она не исключается. К наиболее крупным авариям такого плана относится авария, случившаяся на четвертом блоке Чернобыльской АЭС.

По различным данным, суммарный выброс продуктов деления от содержащихся в реакторе составил от 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). Для сравнения необходимо отметить, что бомба, сброшенная на Хиросиму, дала только 740 г радиоактивного вещества.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория в радиусе более 2 тыс. км, охватившая более 20 государств. В пределах бывшего СССР пострадало 11 областей, где проживает 17 млн. человек. Общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га, или 80 0000 км 2 . В России наиболее значительно пострадали Брянская, Калужская, Тульская и Орловская области. Пятна загрязнений имеются в Белгородской, Рязанской, Смоленской, Ленинградской и других областях. В результате аварии погиб 31 человек и более 200 человек получили дозу радиации, приведшую к лучевой болезни. 115 тыс. человек было эвакуировано из наиболее опасной (30-километровой) зоны сразу после аварии. Число жертв и количество эвакуированных жителей увеличивается, расширяется зона загрязнения в результате перемещения радиоактивных веществ ветром, при пожарах, с транспортом и т. п. Последствия аварии будут сказываться на жизни нескольких поколений.

После Чернобыльской аварии во многих государствах по требованию общественности были временно прекращены или свернуты программы строительства АЭС, однако атомная энергетика продолжала развиваться в 32 странах.

Сейчас дискуссии по вопросам приемлемости или неприемлемости ядерной энергетики пошли на спад, стало понятно, что мир не может вновь погрузиться во тьму или смириться с крайне опасным воздействием на атмосферу двуокиси углерода и прочих вредных для человека продуктов горения органического топлива. Уже в течение 1990 года 10 новых АЭС были подключены к электрическим сетям. Строительство АЭС не останавливается: по состоянию на конец 1999 г. в мире в эксплуатации находилось 436 энергоблоков АЭС по сравнению с 434, зарегистрированными в 1998 г. Общая электрическая мощность работающих в мире энергоблоков около 335 ГВт (1 ГВт = 1000 МВт = 10 9 Вт). Действующие атомные электростанции обеспечивают покрытие 7% мировых потребностей в энергии, а их доля в мировом производстве электрической энергии составляет 17%. Только в Западной Европе атомные электростанции вырабатывают в среднем около 50% всей электроэнергии.

Если сейчас заменить все действующие в мире атомные электростанции на тепловые, мировой экономике, всей нашей планете и каждому человеку в отдельности был бы нанесен непоправимый ущерб. Этот вывод основан на том факте, что получение энергии на АЭС одновременно предотвращает ежегодный выброс в атмосферу Земли до 2300 млн т двуокиси углерода, 80 млн т диоксида серы и 35 млн т оксидов азота за счет уменьшения количества сжигаемого органического топлива на тепловых электростанциях. Кроме того, сгорая, органическое топливо (уголь, нефть) выбрасывает в атмосферу огромное количество радиоактивных веществ, содержащих, в основном, изотопы радия с периодом полураспада около 1600 лет! Извлечь все эти опасные вещества из атмосферы и обезопасить от их воздействия население Земли в этом случае не представлялось бы возможным. Вот лишь один конкретный пример. Закрытие в Швеции атомной станции Барсебек-1 привело к тому, что Швеция впервые за последние 30 лет стала импортировать электроэнергию из Дании. Экологические последствия этого таковы: на угольных электростанциях Дании было сожжено дополнительно почти 350 тыс. т угля из России и Польши, что привело к росту выбросов двуокиси углерода на 4 млн т (!) в год и значительному увеличению количества выпадающих кислотных дождей во всей южной части Швеции.

Строительство АЭС осуществляют на расстоянии 30-35 км от крупных городов. Участок должен хорошо проветриваться, во время паводка не затопляться. Вокруг АЭС предусматривают место для санитарно-защитной зоны, в которой запрещается проживание населения.

В РФ в настоящее время эксплуатируется 29 энергоблоков на девяти АЭС общей установленной электрической мощностью 21,24 ГВт. В 1995-2000 гг. на АЭС в России вырабатывалось более 13% всего производства электроэнергии в стране, сейчас — 14,4%. По суммарной установленной мощности АЭС Россия занимает пятое место после США, Франции, Японии и Германии. В настоящее время более 100 млрд кВт*ч, вырабатываемые ядерными энергоблоками страны, вносят значительный и необходимый вклад в энергообеспечение ее европейской части — 22% всей производимой электроэнергии. Производимая на АЭС электроэнергия более чем на 30% дешевле, чем на тепловых электростанциях, использующих органическое топливо.

Безопасность действующих АЭС является одной из главнейших задач российской атомной энергетики. Все планы строительства, реконструкции и модернизации атомных электростанций России реализуются только с учетом современных требований и нормативов. Исследование состояния основного оборудования действующих российских АЭС показало, что продление сроков его службы, по крайней мере, еще на 5-10 лет вполне возможно. Причем, благодаря проведению соответствующего комплекса работ по каждому энергоблоку, с сохранением высокого уровня безопасности.

Для обеспечения дальнейшего развития атомной энергетики в России в 1998 г. принята «Программа развития атомной энергетики Российской Федерации на 1998-2000 гг. и на период до 2010 г.». В ней отмечено, что в 1999 г. АЭС России выработали на 16% больше энергии, чем в 1998 г. Для производства этого количества энергии на ТЭС потребовалось бы 36 млрд м 3 газа стоимостью 2,5 млрд долл в экспортных ценах. На 90% рост потребления энергии в стране был обеспечен за счет ее выработки на атомных электростанциях.

Оценивая перспективы развития мировой атомной энергетики, большинство авторитетных международных организаций, связанных с исследованием глобальных топливно-энергетических проблем, предполагает, что после 2010-2020 гг. в мире вновь возрастет потребность в широком строительстве АЭС. По реалистическому варианту, прогнозируется, что в середине XXI в. около 50 стран будут располагать атомной энергетикой. При этом общая установленная электрическая мощность АЭС в мире к 2020 г. возрастет почти вдвое — достигнет 570 ГВт, а к 2050 — 1100 ГВт.

4. Некоторые пути решения проблем современной энергетики

Несомненно, что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающей в энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличения доли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В этой связи рассмотрим некоторые пути и способы их использования, позволяющие существенно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способы базируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива и улавливания вредных отходов. В их числе можно назвать следующие:

1. Использование и совершенствование очистных устройств. В настоящее время на многих ТЭС улавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров. Наиболее агрессивный загрязнитель — сернистый ангидрид на многих ТЭС не улавливается или улавливается в ограниченном количестве. В то же время имеются ТЭС (США, Япония), на которых производится практически полная очистка от данного загрязнителя, а также от окислов азота и других вредных полютантов. Для этого используются специальные десульфурационные (для улавливания диоксида и триоксида серы) и денитрификационные (для улавливания окислов азота) установки. Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредством пропускания дымовых газов через раствор аммиака. Конечными продуктами такого процесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение, или раствор сульфита натрия (сырье для химической промышленности). Такими установками улавливается до 96% окислов серы и более 80% оксидов азота. Существуют и другие методы очистки от названных газов.

2. Уменьшение поступления соединений серы в атмосферу посредством предварительного обессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючие сланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь из топлива от 50 до 70% серы до момента его сжигания.

3. Большие и реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений в среду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. Например, в США на единицу получаемой продукции расходовалось в среднем в 2 раза меньше энергии, чем в бывшем СССР. В Японии такой расход был меньшим в три раза. Не менее реальна экономия энергии за счет уменьшения металлоемкости продукции, повышения ее качества и увеличения продолжительности жизни изделий. Перспективно энергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные с использованием компьютерных и других слаботочных устройств.

4. Не менее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счет совершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии дает замена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше. Крайне расточительно использование электрической энергии для получения тепла. Важно иметь в виду, что получение электрической энергии на ТЭС связано с потерей примерно 60-65% тепловой энергии, а на АЭС — не менее 70% энергии. Энергия теряется также при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжигание топлива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем через превращение его в электричество, а затем вновь в тепло.

5. Заметно повышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ. В последнем случае объекты получения энергии приближаются к местам ее потребления и тем самым уменьшаются потери, связанные с передачей на расстояние. Наряду с электроэнергией на ТЭЦ используется тепло, которое улавливается охлаждающими агентами. При этом заметно сокращается вероятность теплового загрязнения водной среды. Наиболее экономично получение энергии на небольших установках типа ТЭЦ (иогенирование) непосредственно в зданиях. В этом случае потери тепловой и электрической энергии снижаются до минимума. Такие способы в отдельных странах находят все большее применение.

Заключение

Итак, я попыталась осветить все аспекты такого актуального на сегодняшний день вопроса, как «Экологические проблемы, связанные с развитием энергетики». Что-то я уже знала из представленного материала, а с чем-то я столкнулась впервые.

В заключение хочется добавить, что экологические проблемы относятся к глобальным мировым проблемам. На смену политическим, экономическим, идеологическим, военным диктатурам пришла диктатура более жестокая и беспощадная — диктатура ограниченности ресурсов биосферы. Границы в изменившемся мире определяют сегодня не политики, не пограничные патрули и не таможенная служба, а региональные экологические закономерности.

С писок использованной литературы

1. Акимова Т.А. Экология. — М.: «ЮНИТИ», 2000

2. Дьяков А.Ф. Основные направления развития энергетики России. — М.: «Феникс», 2001

3. Киселев Г.В. Проблема развития ядерной энергетики. — М.: «Знание», 1999.

4. Хван Т.А. Промышленная экология. — М.: «Феникс», 2003

`Подобные документы`

Структура топливно-энергетического комплекса: нефтяная, угольная, газовая промышленность, электроэнергетика. Влияние энергетики на окружающую среду. Основные факторы загрязнения. Источники природного топлива. Использование альтернативной энергетики.

презентация , добавлен 26.10.2013

Способы получения электроэнергии и связанные с ними экологические проблемы. Решение экологических проблем для тепловых и атомных электростанций. Альтернативные источники энергии: солнца, ветра, припливов и отливов, геотермальная и энергия биомассы.

презентация , добавлен 31.03.2015

Воздействие объектов атомной энергетики на окружающую среду. Проблема теплового загрязнения водоемов. Ежегодные экологические модуляции зоопланктоценозов в водоеме-охладителе Ново-воронежской АЭС. необходимость комплексного мониторинга водных экосистем.

реферат , добавлен 28.05.2015

Нефть и газ – осадочные полезные ископаемые. Нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность Ханты-Мансийского Автономного Округа. Экологические проблемы, связанные с добычей нефти и газа в округе. Пути решения экологических проблем в ХМАО.

реферат , добавлен 17.10.2007

Сущность локальных, региональных и глобальных экологических проблемы современности. Промышленность как фактор воздействия на окружающую среду, ее влияние на различные экологические составляющие. Пути решения проблем и улучшения природопользования.

реферат , добавлен 17.12.2009

Анализ экологических проблем, связанных с действием топливно-энергетического комплекса и тепловых электрических станций на окружающую среду. Характер техногенного воздействия. Уровни распространения вредных выбросов. Требования к экологически чистым ТЭС.

реферат , добавлен 20.11.2010

Воздействие человека на окружающую среду. Основы экологических проблем. Парниковый эффект (глобальное потепление климата): история, признаки, возможные экологические последствия и пути решения проблемы. Кислотные осадки. Разрушение озонового слоя.

курсовая работа , добавлен 15.02.2009

Основные экологические проблемы современности. Влияние хозяйственной деятельности людей на природную среду. Пути решения экологических проблем в рамках регионов государств. Pазрушение озонового слоя, парниковый эффект, загрязнение окружающей среды.

реферат , добавлен 26.08.2014

Пути решения экологических проблем города: экологические проблемы и загрязнения воздушной среды, почвы, радиации, воды территории. Решение экологических проблем: приведение к санитарным нормам, уменьшение выбросов, переработка отходов.

реферат , добавлен 30.10.2012

Увеличение региональных экологических кризисов с развитие человеческого общества. Характерные особенности нашего времени — интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую его природную среду. Загрязнение литосферы, гидросферы и атмосферы.

Комплексное влияние предприятий теплоэнергетики на биосферу в целом проиллюстрировано в табл. 1.

Выбросы в атмосферу электростанцией мощностью 1000 МВт в год (в тоннах)

`Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже`

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки Российской Федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва

Кафедра экологии

Экологические проблемы ДВС и пути их решения

Студент Р. А. Игнатенко, гр. 233

Преподаватель В.Н. Вякин

Самара 2004

Введение

Устройства обработки топлива

Укрощение ДВС

Это странное слово «гибрид»

Диметиловый эфир

Заключение

Введение

углеводородный дизельный автотранспорт топливо

На сегодняшний день одной из актуальных экологических проблем является проблема автотранспорта, т. к. двигатели внутреннего сгорания, работающие на продуктах нефтепереработки, оказывают наибольшее антропогенное воздействие на окружающую среду. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 250 млн. т. мелкодисперсных аэрозолей. Сейчас в биосфере содержится около 3 млн. химических соединений, никогда ранее не встречавшихся в природе.

Проблема экологической безопасности при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания требует разработки экологически чистых моторных топлив.

Экологические проблемы использования углеводородного топлива

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания являются источником таких органических токсикантов, как фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, хризен, дибензпирилен и др. , обладающие сильной канцерогенной активностью, а так же раздражающие кожу и слизистые оболочки дыхательных путей.

Анализ механизмов химических реакций проходящих внутри двигателя при сгорании топлива показал, что основной причиной образования органических токсикантов является неполное сгорание топлива:

в процессе сгорания топлива металлы, из которых состоит сплав двигателя, являются катализаторами многих химических процессов, приводящих к образованию конденсирующих ароматических соединений и их производных;

образование сажи при неполном сгорании топлива способствует ароматизации углеводородов;

химический состав бензина существенно определяет концентрацию образующихся конденсированных соединений.

Наибольшую опасность представляет бензин каталитического риформинга, по причине высокой непредельности входящих в его состав углеводородов и высокого содержания ароматических углеводородов.

Меньшую опасность представляет бензин каталитического крекинга, хотя и имеющий меньшую теплоту сгорания.

Уменьшить выбросы органических токсикантов, образующихся при сгорании углеводородного топлива, можно несколькими способами:

увеличить поступление кислорода в камеру сгорания топлива, что увеличит процент сгорания органических веществ;

подавить каталитическую активность никеля и железа, входящих в состав сплава конструкции камеры сгорания, введя небольшое количество металлического свинца, являющегося каталитическим ядом для этих металлов;

использовать топливо, в составе которого преобладают предельные углеводороды, природный газ, петролейный эфир, синтетический бензин.

Современные методы улучшения качества дизельных топлив

Получение дизельных топлив, соответствующих современным требованиям, возможно путем повышения качества нефтепереработки и введения пакета присадок различного назначения.

Основными достоинствами дизельных двигателей по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания являются экономичность и сравнительная дешевизна топлива, поэтому их применение постоянно расширяется. Растущая во всем мире, в том числе и в России, дизелизация легкового и грузового автотранспорта требует неотложного решения вопросов повышения качества топлив, поскольку выхлопные газы ДВС стали основным источником загрязнения атмосферного воздуха.

Правительствами индустриально развитых стран и рядом международных организаций были проведены фундаментальные исследования по выяснению влияния наиболее значимых факторов качества дизельных топлив (ДТ) на эксплуатационные характеристики двигателей и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания. Эти работы завершились принятием новых стандартов на дизельное топливо. В частности, Всемирной топливной хартией и европейским стандартом EN 590, которые в отличие от действующего российского ГОСТа 305-82 жестко ограничивают содержание в топливе серы, ароматических и полиароматических углеводородов, вводится новый показатель «смазывающая способность топлива» и устанавливается значительно более высокий уровень цетанового числа.

Автомобили — главная причина появления смога в крупных городах. Доля выхлопных газов достигает 4/5 от общего объема вредных выбросов в атмосферу.

ГОСТ 305-82 перестал отвечать современным требованиям по перечисленным выше показателям, что уже сказывается на состоянии воздушного бассейна и здоровье россиян. Назрела необходимость принятия нового, обязательного для исполнения, российского стандарта, может быть, даже более жесткого, чем европейский. Такое развитие событий представляется неизбежным. Хотя производство нового топлива требует значительных усилий от нефтепереработчиков, это позволит в значительной степени решить проблемы экологической безопасности и качественной эксплуатации дизельных двигателей.

Если сегодня основная масса отечественных ДТ, по сути, представляет собой гидроочищенный до содержания серы 0,2% продукт атмосферной перегонки нефти, то получение современных экологически чистых ДТ представляет технологически более сложную задачу, причем достижение таких показателей как цетановое число, смазывающая способность, температура застывания на сегодняшний день невозможно без введения соответствующих присадок.

Одним из основных показателей качества ДТ является цетановое число (ЦЧ), которое служит критерием самовоспламеняемости топлива, определяет долговечность и КПД двигателя, полноту сгорания топлива и, во многом, дымность и состав отработанных газов.

Борьба за снижение выбросов автотранспортом наиболее опасного загрязнителя — сернистых газов привела к появлению на рынке глубоко гидроочищенных малосернистых ДТ. Однако на практике оказалось, что их применение быстро выводит из строя дизельную топливную аппаратуру (топливные насосы, форсунки), т.к. с уменьшением содержания серы ниже 0,1% в результате гидроочистки резко падают смазывающие свойства топлива, обусловленные имеющимися в нем естественными гетероатомными органическими соединениями. На практике смазывающую способность ДТ определяют по диаметру пятна износа на специальной шариковой машине трения или в результате стендовых испытаний на натурных узлах или непосредственно на двигателях. Она, кстати, заметно ухудшается при введении в ДТ некоторых цетаноповышающих и депрессорных присадок из-за особенностей их химического строения.

Улучшение экологических характеристик ДТ возможно также с помощью антидымных присадок, которые снижают количество одного из самых токсичных компонентов отработанных газов дизельных двигателей — сажи с адсорбированными на ней канцерогенными полиароматическими соединениями. Эффективность антидымных присадок зависит от типа двигателя и режима его работы. Отечественный ассортимент антидымных присадок представлен в основном растворимыми в топливе соединениями бария: ИХП-702, ИХП-706, ЭФАП-Б, ЭКО-1. Их применяют в концентрации 0,05-0,2%, возможно в комбинации с цетаноповышающими присадками (ЦПП) или другими присадками. За рубежом в последнее время отказываются от применения барийсодержащих присадок из-за определенной токсичности выносимого оксида бария.

Применение нашли т.н. модификаторы (катализаторы) горения, представляющие собой топливорастворимые комплексы переходных металлов (прежде всего железа), которые снижают не только содержание в отработанных газах сажи, токсичных оксидов углерода и азота, но и расход топлива. В России допущены к применению присадки к дизтопливам ФК-4, Ангарад-2401 и «0010» на основе комплексных соединений железа.

Анализ основных тенденций развития нефтепереработки показывает, что одним из наиболее эффективных способов получения современных экологически чистых дизельных топлив наряду с глубокой гидроочисткой является применение различных взаимно совместимых присадок последнего поколения, как правило, в составе пакета.

Устройства обработки топлива

Можно регулярно проверять и регулировать “выхлоп” на станциях техобслуживания.

Российские ученые на протяжении многих лет работали над проблемой повышения экологической чистоты двигателей внутреннего сгорания, использующих в качестве топлива нефтепродукты (бензин, дизтопливо, мазут, керосин). Во время проведения многочисленных исследований ученые заметили, что топливо изменяет свои характеристики под воздействием электрического поля. Результаты испытаний “измененного” топлива показали, что оно способно значительно уменьшать содержание вредных веществ в выхлопных газах — и не только. Дальнейшие испытания показали, что экспериментальное топливо имеет еще несколько положительных качеств: сокращает расход топлива, повышает мощность двигателя, снижает уровень шума работы двигателя и облегчает его запуск в холодное время, очищает камеры сгорания и увеличивает срок службы силового агрегата.

После того, как технология была запатентована, российская компания “А.М.Б. Сфера” разработала промышленные образцы нового устройства обработки топлива, которые с успехом прошли независимые стендовые и эксплуатационные испытания в ведущих научно-исследовательских институтах России и ближнего зарубежья. После этого устройства, получившие фирменное название “Сфера 2000”, были испытаны в реальных условиях на автомобилях при движении в различных циклах (городском, загородном и смешанном). В испытаниях были задействованы новые и бывшие в эксплуатации грузовые и легковые автомобили производства крупнейших отечественных и зарубежных автопроизводителей: МАЗ, ВАЗ, ГАЗ, КамАЗ, Ikarus, Mercerdes-Benz, Nissan и др.

Конечно же, феноменальных результатов никто и не ожидал, но продемонстрированные качества позволяют говорить о реальной эффективности устройства обработки топлива “Сфера 2000”:

уменьшение расхода топлива на бензиновых двигателях на 2-7%, на дизельных — на 5-15%;

повышение мощности двигателя до 5%;

снижение токсичности выхлопных газов на бензиновых двигателях СО на 20-60%, СН на 40-50%, на дизельных двигателях СО до 48%, СН до 50% и NOx до 17%.

Укрощение ДВС

Однако сделать автомобиль «зеленым» не так-то просто. Возьмем хотя бы двигатель внутреннего сгорания — основной источник автомобильно-экологических проблем. Похоже, что, несмотря на все попытки, найти ему равнозначную замену в ближайшем будущем так и не удастся. А это означает, что для создания «дружелюбного» автомобиля нужно создать, прежде всего «дружелюбный» ДВС. Судя по тому, что можно было увидеть во Франкфурте, ведущие автопроизводители мира работают — и не без успеха — именно в этом направлении. Современная техника позволяет сделать автомобильные моторы более мощными, экономичными и экологичными. Это касается как бензиновых двигателей, так и дизелей. Примером тому могут служить разработанные специалистами Peugeot-Citroen дизели семейства HDi и бензиновые моторы серии GDI от Mitsubishi, значительно снижающие потребление топлива и улучшающие экологические параметры автомобиля.

Некоторые производители пошли еще дальше, заменив жидкое топливо сжиженным или сжатым газом. BMW, например, и ряд других компаний выпускают такие машины уже серийно. Но, во-первых, газ тоже относится к невосполнимым ресурсам, а, во-вторых, полностью избежать загрязнения окружающей среды здесь также не удается, хотя, конечно, газовый двигатель более «чистый», чем бензиновый или дизельный. Как видим, первые шаги к обузданию «хищника» уже сделаны. Однако как волка ни корми, он все равно в лес смотрит, и каждому ясно, что вообще отказаться от использования топлива природного происхождения в ДВС или сделать его выхлопы абсолютно безвредными пока практически невозможно. А раз так, то приходится признать, что создание «дружелюбного» ДВС — отнюдь не решение проблемы в целом, а только отсрочка, более или менее значительная.

Сегодня модно говорить и писать об альтернативных двигателях. Одним из них по традиции считается электрический. Но и здесь все далеко не так ясно, как может показаться с первого взгляда. Действительно, сам электродвигатель атмосферы не загрязняет, да к тому же его использование позволяет избежать множества чисто инженерных проблем, связанных с эксплуатацией транспортных средств. А вот кардинально решить экологические проблемы такой мотор, к сожалению, не может. Достаточно вспомнить, что выработка электроэнергии сегодня — дело достаточно «грязное». Производство аккумуляторов также сопряжено с использованием невосполнимых ресурсов и загрязнением — да еще каким! — окружающей среды. Если же к этому приплюсовать неудобства, связанные с ограниченной емкостью существующих ныне аккумуляторов, проблемами их перезарядки, а также с переработкой отслуживших свой срок батарей, то становится ясно, что электродвигатель на самом деле никакая не альтернатива, а очередной паллиатив. Разумеется, машины, оснащенные электромоторами, будут в ближайшее время появляться все чаще, но займут они, скорее всего, лишь определенную и достаточно узкую нишу. В частности, электромобили вполне уместны в роли городского транспорта. Во Франкфурте, например, японские автомобилестроители представили публике городской электрический концепт-кар Карро. Основными его потребителями должны стать инвалиды и пожилые люди, которым не по силам пользоваться обычным автомобилем. Мощность установленного на Kappo электродвигателя равна всего 0,6 кВт, что не позволяет машине развивать высокие скорости, обеспечивая тем самым дополнительные меры безопасности.

Это странное слово «гибрид»

Гораздо в большей степени призваны сделать автомобиль «родным и близким» так называемые «гибридные» или «смешанные» силовые установки. Идея эта не нова. Еще в начале века молодой Фердинанд Порше успешно работал над такой машиной на фирме Lohner. Принцип «гибрида» состоит в том, что сама машина приводится в движение при помощи электромотора, а энергию для него вырабатывает генератор, приводимый ДВС. Возможен и второй вариант — оба мотора работают на то, чтобы приводить автомобиль в движение. Казалось бы, чего уж тут хорошего: недостатки электродвигателя множатся на минусы ДВС. Однако не спешите с выводами. Здесь, как в математике, умножение «минуса» на «минус» дает плюс. Дело в том, что ДВС, приводящий электрогенератор, работает все время в одном и том же режиме, а, как известно, именно изменения режима работы двигателя приводят к увеличению расхода топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу. Кроме того, ДВС, как мы уже убедились, может быть достаточно экономичным и экологически чистым. Так что «гибриды» — тоже шаг вперед. Целый ряд франкфуртских новинок оснащался именно такими силовыми установками. Достаточно упомянуть гибридный концепт-кар Mitsubishi SUW Advance, который расходует всего 3,6 л топлива на 100 км пробега. (Представьте, насколько уменьшаются выбросы!) Привлекли внимание посетителей и новый Honda Insight, и специально подготовленный для Европы, первый в мире серийный «гибрид» Toyota Prius, который, кстати, уже успел завоевать признание у себя на родине.

Что касается Honda Insight, то этот автомобиль поступил в продажу уже в конце прошлого года. Машина оснащена однолитровым трехцилиндровым двигателем, потребляющим всего 3,4 л топлива на 100 км. По заявлению представителя компании, это наименьший расход топлива у серийных двигателей массового производства. При этом выброс в атмосферу двуокиси углерода составляет 80 г на один километр пробега, что также является рекордом. Да и скорость у Insight вполне приличная — до 180 км/ч.

Но заманчивее всего было бы одновременно отказаться от потребления топлива, получаемого из ископаемых ресурсов, и полностью уничтожить вредные выбросы. Для этого нужно всего лишь использовать в ДВС кислородно-водородную смесь. Тогда и двигатель работает довольно эффективно, и в атмосферу выбрасывается безобидный водяной пар. Достаточное же количество необходимых газов можно получить электролизом, разлагая воду на составляющие. А вот энергию для электролиза в идеале должны давать солнечные батареи. Кстати, во Франкфурте именно этой проблеме были посвящены несколько стендов в экспозициях компаний Daimler-Benz и BMW. На этих фирмах уже созданы и «кислородно-водородные» автомобили, которые успешно проходят испытания.

Ну а последним «писком» в борьбе за «чистый» автомобиль, безусловно, являются топливные элементы, или, как их еще называют на английский манер, fuel cells. По оценкам экспертов, это фантастически перспективный источник энергии, — этакая малогабаритная химическая электростанция, где электричество производится в результате разложения метанола на кислород и водород. Процесс весьма сложный, требующий применения самых современных технологий и материалов, а поэтому достаточно дорогой. Но игра, как говорится, стоит свеч, ведь в результате использования топливных элементов выброс в атмосферу углекислоты сокращается в два раза, а окиси азота при реакциях такого рода вообще не выделяются.

Проблема выбросов автотранспортом в городских условиях и аспекты решения данной проблемы

Состояние экологии одна из важнейших проблем современности. В результате своей жизнедеятельности человечество постоянно нарушает экологический баланс, происходит это при добыче полезных ископаемых, при производстве материальных и энергетических средств. Усугубляет ситуацию и то, что значительная доля загрязняющих веществ и СО выбрасывается в атмосферу в процессе эксплуатации двигателями внутреннего сгорания, применяемыми во всех сферах нашей жизни.

В странах ЕЭС на долю автотранспорта приходится до 70% выбросов оксида углерода, до 50 % — оксида азота, до 45% — углеводородов и до 90% — свинца, и это при жестких экологических требованиях к транспорту и применяемым топливам (Евро 1-4).

В России на долю автотранспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, которые в крупных городах — главный источник загрязнения атмосферы. В отработавших газах двигателей содержится около 280 компонентов. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 тонны топлива и около 20-30 тонн воздуха, в том числе 4,5 тонны кислорода. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/т): угарного газа — 700, диоксида азота — 40, несгоревших углеводородов — 230 и твердых веществ — 2-5. Кроме того, из-за применения этилированного бензина выбрасывается много весьма опасных для здоровья соединений свинца, в странах ЕЭС для решения этой проблемы в бензины с высокооктановым числом добавляют другие антидетонаторы.

Усугубляется положение в нашей стране и тем, что львиная доля транспорта эксплуатируемого предприятиями имеет предельный физический износ. По ряду объективных факторов не происходит морального обновления подвижного состава. Связанно это, прежде всего с экономическим положением предприятий, тем, что отечественный автопаром выпускает устаревшие модели не блещущие экономичностью, экологической и санитарной безопасностью, а иностранные марки не доступны из-за цены.

Электромобиль не роскошь, а средство выживания

Электромобиль — транспортное средство, ведущие колеса которого приводятся от электромотора, питаемого аккумуляторными батареями. Впервые появился он в Англии и во Франции в начале 80-х годов девятнадцатого века, то есть раньше автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Тяговый электродвигатель в таких машинах получал питание от батарей свинцовых аккумуляторов с энергоемкостью всего 20 ватт-часов на килограмм. В общем, чтобы питать двигатель мощностью в 20 киловатт в течение часа, требовался свинцовый аккумулятор массой в 1 тонну. Поэтому с изобретением двигателя внутреннего сгорания производство автомобилей стало стремительно набирать обороты, а об электромобилях забыли до возникновения серьезных экологических проблем. Во-первых, развитие парникового эффекта с последующим необратимым изменением климата и, во-вторых, снижение иммунитета многих людей вследствие нарушения основ генетической наследственности.

Данные проблемы были спровоцированы токсическими веществами, которые в достаточно больших количествах содержатся в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Решение проблем состоит в снижении уровня токсичности отработавших газов, особенно окиси и двуокиси углерода, притом, что объем производства автомобилей нарастает.

Ученые, проведя ряд исследований, наметили несколько направлений решения перечисленных задач, одной из которых является производство электромобилей. Это, по сути, первая технология, официально получившая статус нулевого выброса, и она уже представлена на рынке.

Концерн General Motors одним из первых приступил к продаже серийных электромобилей массового производства. Толчком к этому послужило калифорнийское законодательство, согласно которому автопроизводители, желающие присутствовать на рынке штата Калифорния, должны поставлять 2% автомобилей с нулевыми выбросами в атмосферу.

У нас разработкой электромобилей занимается в основном Волжский автозавод, не считая конструкторских фирм. В его арсенале «ВАЗ-2109Э», «ВАЗ-2131Э», «Эльф», «Рапан», семейство электромобилей «Гольф». Надо сказать, что эксплуатационные расходы в электромобиле существенно меньше, чем в стандартном автомобиле, требующем затраты на поддержание систем охлаждения, питания, выхлопа. Долговечность электродвигателя составляет примерно десять тысяч часов.

Таким образом, количество операций по обслуживанию электродвигателя сведено к минимуму. Например, в двигателе постоянного тока нужно только периодически менять щетки, а вот более современный трехфазный электродвигатель и синхронный электродвигатель переменного тока практически не нуждаются в обслуживании.

Если говорить об электромобилях вазовского производства, то там в качестве силового агрегата применяют два двигателя постоянного тока: мощностью 25кВт с крутящим моментом 110 Н*м и мощностью 40 кВт с крутящим моментом 190 Н*м. Двигатели первого типа, как правило, устанавливаются на легкие электромобили, такие, как «Гольф», «Ока Электро», «Эльф», а более мощные — на машины семейств ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, «Ниву».

Почему, несмотря на бесшумность, простоту управления и нулевую эмиссию электромобиль не стал массовым средством передвижения? Главная проблема заключается в несовершенстве аккумуляторных батарей: незначительный пробег от одной зарядки, длительный цикл перезарядки и высокая цена. В настоящее время делают ставку на никель-металлогидридные и литий-ионовые аккумуляторные батареи. В России уже приступили к производству опытных партий никель-металлогидридных батарей, а вот с литий-ионовыми батареями пока только идут опытные работы.

Несмотря на эти недостатки, европейцы верят в электромобили как в средство способное очистить сильно загрязненные улицы. Станет ли электромобиль реальной альтернативой автомобилю — еще вопрос. Но его применение в мегаполисах, курортах, парках, то есть в зонах с повышенными экологическими требованиями вполне оправдано.

Диметиловый эфир

Одна из острейших экологических проблем больших городов — прогрессирующее загрязнение их воздушного бассейна вредными выбросами двигателей внутреннего сгорания (в Москве в 1986 г. — 870 тыс. т, в 1995 г. — 1,7 млн. т). Известные способы снижения токсичности двигателей, такие, как применение каталитической обработки выхлопных газов, использование альтернативных топлив типа метанола, этанола, природного газа не приводят к радикальному решению указанной проблемы.

Одним из выходов может стать приспособление двигателей к работе на новом альтернативном топливе — диметиловом эфире (ДМЭ). Его благоприятные физико-химические показатели способствуют полному устранению дымности выхлопных газов и снижению их токсичности (а также шумности).

Диметиловый эфир (Ch4-O-Ch4) обладает очень важными свойствами — он является газообразным при нормальных условиях и его молекулы не имеют углерод-углеродных химических связей, способствующих сажеобразованию при горении. В настоящее время ДМЭ применяется, главным образом, в качестве вытеснительного газа в аэрозольных упаковках.

В настоящее время в ряде стран отрабатываются способы приспособления двигателей к работе на ДМЭ. К примеру, в Дании уже проводятся эксплуатационные испытания приспособленных к работе на ДМЭ городских автобусов. В нашей стране работы по переводу дизелей на ДМЭ ведутся в инициативном порядке с 1996 г. в НИИД, который имеет многолетний опыт создания дизелей специального назначения. Ожидается, что в результате этой работы будет обеспечено радикальное снижение токсичности автомобильных двигателей до уровня зарубежных норм на 2000 гг.

Для создания экологически чистого автомобиля был использован «АМО ЗИЛ» 5301 («Бычок») с дизелем Д-245.12 производства Минского моторного завода. Двигатель, снабженный турбокомпрессором, имеет номинальную мощность 80 кВт при частоте вращения 2400 об/мин.

Нормы токсичности отработанных газов по правилам 49 ЕЭК ООН:

Наименование	СО, г/кВт-ч	СН, г/кВт-ч	NOx, г/кВт-ч	PT (частицы), г/кВт-ч	Дата введения

Показатели выбросов при работе по внешней характеристике:

Мощность и экономичность (в энергетическом эквиваленте) двигателя при питании его ДМЭ и ДТ оказались практически одинаковыми. На всех режимах, включая режим запуска и холостого хода, двигатель устойчиво работал на ДМЭ при полностью бездымном выхлопе (коэффициент оптической плотности К=0), в то время как при работе на ДТ наблюдался типичный для дизелей уровень дымности отработавших газов, соответствующий К=17…28 %.

Уровень абсолютных и удельных вредных выбросов при работе на ДМЭ, оцениваемый по методике Правил № 49-02 ЕЭК ООН, имел следующие особенности:

Уровень выбросов окислов азота (NOx) на всех режимах был существенно меньше, чем на ДТ. Особенно значительная разница — снижение в 2…3 раза — наблюдалась на наиболее нагруженных режимах Ne=50…100 %.

При нагрузке Ne=50…100 % на режиме максимального крутящего момента (n=1600 об/мин) уровень выбросов несгоревших углеводородов (СН) понижался на 20…70 % по сравнению с ДТ, а на режимах малых нагрузок (Ne=10…20 %) значительно превышал уровень на дизельном топливе, достигая 2000…3000 чнм.

Уровень выбросов окиси углерода (СО) при работе на ДМЭ на всех режимах превышал соответствующие величины на ДТ, достигая 1000 чнм.

По сравнению с природным газом работа двигателя на режимах внешней характеристики на ДМЭ обеспечивала уменьшение выбросов NOx — в 2,5…3,0 раза, СО — в 5…6 раз, а СН — в 3,0…3,5 раза.

Природный газ в качестве топлива для транспортного двигателя (без использования нейтрализатора) имеет преимущества лишь по сравнению с бензином. Поэтому в программах конвертирования двигателей и перехода на газовое топливо предусматривается применение 3-ступенчатых каталитических нейтрализаторов, например, фирмы J. Matthey со степенью очистки газов: от NOх — 35…80 %, от СО — 85…95 %, от СН — 50…80 %. И только в этом случае уровень вредных выбросов приближается к достигнутому при работе на ДМЭ без дополнительной очистки отработавших газов.

Снижения уровня выбросов СО и СН, зарегистрированного в опытах с ДМЭ на малых нагрузках, можно добиться путем оптимизации топливоподачи и воздухоснабжения. Применение каталитического нейтрализатора при работе двигателя на ДМЭ приведет к практически полному устранению вредных выбросов.

В плане первых мероприятий по совершенствованию рабочего процесса на режимах малых нагрузок, где наблюдается повышенный уровень выбросов СО и СН, подготовлена к проверке опытная конструкция выхлопной трассы двигателя, перепускающая часть отработанных газов мимо турбокомпрессора. Кроме того, ведется дальнейшее совершенствование топливной системы грузового автомобиля.

Проведенные исследования показали, что наиболее трудно решаемая экологическая задача значительного уменьшения выбросов окиси азота и дымности с переводом дизеля на работу на ДМЭ полностью решается. Специалисты считают, что новые жесткие нормы отработанных газов (ULEV, EURO-3) не могут быть достигнуты без применения ДМЭ.

Заключение

Сегодня крупные российские города, особенно такие мегаполисы, как Москва, С-Петербург, Екатеринбург и другие задыхаются в смраде выхлопных газов, извергаемого легковым и грузовым автотранспортом. Как решить эту проблему? Радикальные меры — полное запрещение движения машин — приведут к нарушению производственных и культурных связей городов и потому не приемлемы. Один из выходов — создание экологически чистого городского транспорта.

Возможность выхода из тупиковой ситуации путем перевода городского автопарка на электротягу не является решением вопроса, так как общий коэффициент полезного действия (КПД) электромобиля (если считать его с момента получения электрической энергии до факта движения электротранспорта) примерно вдвое ниже, чем КПД современного автомобиля, оборудованного двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, для обеспечения возможности движения городского транспорта, базирующегося на электромобилях, придется сжигать вдвое больше органического топлива, чем это требуется для обеспечения возможности движения современного парка автомобилей. На сегодняшний день единственно рациональным путем решения сложившейся проблемы является создание машин с двигателем внутреннего сгорания, работающим в режиме минимально возможных расходов топлива с минимальной токсичностью выхлопных газов. При этом понятное дело, должны сохраняться все необходимые показатели производительности транспортной единицы, будь то легковое такси или тяжелый грузовик.

Для решения экологической проблемы транспорта необходимо создать энергоустановку (ЭУ), включающую двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и обеспечивающую возможность работы ДВС в постоянном режиме минимального удельного расхода топлива с минимальной токсичностью выхлопа. Традиционные автомобили со ступенчатой передачей энергии от ЭУ к ведущим колесам проблемы решить принципиально не могут, поскольку регулирование скорости таких транспортных средств осуществляется за счет перевода двигателя внутреннего сгорания на частичные режимы с обязательным уходом из зоны работы с минимальными расходами топлива и минимальной токсичностью выхлопа. Большинство применяемых бесступенчатых передач также радикально проблемы не решают. Наиболее известная в инженерной практике гидромеханическая передача, также как и механическая, обеспечивает регулирование скорости транспортного средства за счет перевода двигателя внутреннего сгорания на частичные режимы с отходом от зоны минимальных расходов топлива и минимальной токсичности. К тому же несколько меньший КПД таких передач ведет к некоторому увеличению расхода топлива в сравнении со ступенчатой механической передачей.

Список используемых источников

1. Спектрофотометрическое определение микроколичеств свинца (II) в аэрозольных вы-бросах автотранспорта и придорожных отложениях // Г.И. Савенко, Н.М. Малахова, А.Н. Чеботарев, М.Г. Торосян, Н.Х. Копыт, А.И. Стручаев / Вестник Инженерной академии Украины, 1998. Специальный выпуск «Инжстратегия-97». — с.76-78.

2. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам. — М.: Химия, 1988.- 472 с.

3. Малахова Н.М., Никипелова Е.М., Савенко Г.И. Фотометрическое определение свинца (II) в природных объектах с его предварительным сорбционным концентрированием // Химия и технология воды. — 1990. -Т. 12, №7. — С. 627 — 629.

4. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. — Л.: Химия, 1985.-456с.

Размещено на Allbest.ru

`Подобные документы`

реферат , добавлен 30.10.2012

Что такое экология. Почему ухудшается экологическое состояние окружающей среды. Главные экологические проблемы современности. Основные экологические проблемы области. Как решать экологические проблемы и предотвратить загрязнение окружающей среды.

курсовая работа , добавлен 28.09.2014

Эффективность использования водных ресурсов в бассейне Волги. Современные экологические проблемы загрязнения водных ресурсов Волжского бассейна и пути их решения. Геоэкологические проблемы использования ресурсов малых рек и Волго-Ахтубинской поймы.

реферат , добавлен 30.08.2009

Характеристика экологических проблем современности. Основные экологические проблемы исследуемой области. Анализ периодических изданий по проблеме исследования. Пути предотвращения загрязнения окружающей среды: воздуха, воды, грунта. Проблема отходов.

курсовая работа , добавлен 06.10.2014

Рассмотрение устройства и принципа работы тепловых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, отличительные особенности карбюраторных и дизельных моторов. Описание химического состава отработанных газов и воздействия выбросов на окружающую среду.

презентация , добавлен 13.05.2011

Необходимость нормирования экологических показателей двигателей внутреннего сгорания. Женевское соглашение, экологические стандарты различных стран мира. Требования к автомобильному топливу, сертификация ДВС в России. Пути снижения выбросов и токсичности.

курсовая работа , добавлен 09.04.2012

Основные экологические проблемы: разрушение природной среды, загрязнение атмосферы, почвы и воды. Проблема озонового слоя, кислотных осадков, парникового эффекта и перенаселения планеты. Пути решения недостатка энергетических и сырьевых ресурсов.

презентация , добавлен 06.03.2015

реферат , добавлен 26.08.2014

Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие при эксплуатации. Оценка риска от АЭС. Население и здоровье в зоне АЭС. Обеспечения радиационной безопасности. Судьба отработанного ядерного топлива. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС.

реферат , добавлен 18.01.2009

Экологические проблемы Каспийского моря и их причины, пути решения экологических проблем. Каспийское море — уникальный водоём, его углеводородные ресурсы и биологические богатства не имеют аналогов в мире. Разработка нефтегазовых ресурсов региона.

Продукты сгорания топлива оказывают определяющее влияние на энергетические и экологические показатели различных теплотехнических установок. Однако помимо этих продуктов при сгорании образуется и ряд других веществ, которые вследствие их малого количества не учитываются в энергетических расчетах, но определяют экологические показатели топок, печей, тепловых двигателей и других устройств современной теплотехники.

В первую очередь к числу экологически вредных продуктов сгорания следует отнести так называемые токсичные вещества, оказывающие негативные воздействия на организм человека и окружающую среду. Основными токсичными веществами являются оксиды азота (NОх), оксид углерода (СО), различные углеводороды (СН), сажа и соединения, содержащие свинец серу.

Оксиды азота образуются в результате химического взаимодействия азота и кислорода воздуха, если температура превышает 1500 К. При сгорании топлив образуется главным образом оксид азота NО, который затем в атмосфере окисляется до NО2. Образование NО увеличивается с ростом температуры газов и концентрации кислорода. Зависимость образования NО от температуры создает определенные трудности с точки зрения увеличения термического КПД теплового двигателя. Например, при увеличении максимальной температуры цикла с 2000 К до 3000 К термический КПД цикла Карно возрастает в 1,5 раза и достигает значения 0,66, но расчетная максимальная концентрация NО в продуктах сгорания возрастает в 10 раз и достигает по объему 1,1 %.

Находящийся в атмосфере NО2 представляет собой газ красновато-бурого цвета, обладающий в больших концентрациях удушливым запахом, вредно воздействующим на слизистые оболочки глаз.

Оксид углерода (СО) образуется во время сгорания при недостатке кислорода. Оксид углерода — бесцветный и не имеющий запаха газ. При вдыхании вместе с воздухом он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что уменьшает ее способность к снабжению организма кислородом. Симптомы отравления организма оксидом углерода: головная боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошнота.

Углеводороды (СН) состоят из исходных или распавшихся молекул топлива, которые не принимали участия в сгорании. Углеводороды появляются в отработавших газах (ОГ) двигателей внутреннего сгорания вследствие гашения пламени вблизи относительно холодных стенок пламени сгорания. В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зонах смеси, где происходит пиролиз молекул топлива. Если в процессе расширения в эти зоны не поступит достаточное количество кислорода, то СН окажется в составе ОГ. Углеводороды под действием солнечных лучей могут взаимодействовать с NОх, образуя биологически активные вещества, которые раздражающе действуют на органы дыхательных путей и вызывают появление так называемого смога.

Особое влияние оказывают выбросы бензола, толуола, полициклических автоматических углеводородов (ПАУ) и в первую очередь бензпирена. ПАУ относится к так называемым канцерогенным веществам, они не выводятся из организма человека, а со временем накапливаются в нем, способствуя образованию злокачественных опухолей.

Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий в основном из углерода. Кроме углерода в саже содержится 1 — 3 % (по массе) водорода. Сажа образуется при температуре выше 1500 К в результате термического разложения (пиролиза) при сильном недостатке кислорода. Наличие сажи в отходящих газах обуславливает черный дым на выпуске.

Сажа представляет собой механический загрязнитель н6осоглотки и легких. Большая опасность связана со свойством сажи накапливать на поверхности своих частиц канцерогенные вещества и служить их переносчиком.

Некоторые токсичные вещества, после того как они попадают в атмосферу в составе продуктов сгорания, претерпевают дальнейшие преобразования. Например, при наличии в атмосфере углеводородов, оксидов азота и оксида углерода при интенсивном ультрафиолетовом излучении солнца образуется озон (О3), являющийся сильнейшим окислителем и вызывающий при соответствующей концентрации ухудшение самочувствия людей.

При высоком содержании в малоподвижной и влажной атмосфере NО2, Оз и СН возникает туман коричневого цвета, который получил название «смог» (от английского «smoke» — дым и «fog» — туман). Смог является смесью жидких и газообразных компонентов, он раздражает глаза и слизистые оболочки, ухудшает видимость на дорогах.

Основными источниками выброса токсичных продуктов сгорания являются автомобили, промышленность, тепловые и электрические станции. В некоторых городах содержание в атмосфере токсичных продуктов сгорания превышает предельно допустимую концентрацию в несколько десятков раз.

Для борьбы с этим злом в большинстве стран мира приняты соответствующие законы, ограничивающие содержание токсичных веществ в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

Выполнение предписываемых соответствующими законами норм разрешенного нормального выброса стало одной из центральных задач теплотехники. Во многих случаях управление работой объектов промышленной теплотехники осуществляется таким образом, чтобы обеспечить требуемый компромисс между их энергетическими, экономическими и экологическими показателями. Во многих случаях достигаемый таким путем уровень экономических показателей превышает разрешенный современными нормами. Поэтому большое значение приобрела нейтрализация и очистка продуктов сгорания перед их выходом в атмосферу. С этой целью используются различные нейтрализаторы и фильтры. Одновременно улучшается состав углеводородных топлив (уменьшение содержание сферы, свинца, ароматических углеводородов), расширяется использование газовых топлив. В перспективе применение в качестве топлива водорода полностью исключит содержание в продуктах сгорания СО, СН и других токсичных углеродосодержащих компонентов.

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКОЛОГИЯ.

1.3. Альтернативные топлива

1.5. Нейтрализация

Список литературы

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКОЛОГИЯ

1.1. Вредные выбросы в составе отработавших газов и их воздействие на живую природу

При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Однако полного сгорания в поршневых ДВС достичь технически невозможно. Сегодня порядка 60% из общего количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу крупных городов, приходится на автомобильный транспорт.

В состав отработавших газов ДВС входит более 200 различных химических веществ. Среди них:

продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, водорода, перекисных соединений, сажи;
продукты термических реакций азота с кислородом – оксиды азота;
соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива, – свинца и других тяжелых металлов, диоксид серы и др. ;
избыточный кислород.

Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями двигателей, их режимом работы, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями. На рис. 1.1 показаны зависимости содержания основных веществ в составе отработавших газов.

В табл. 1.1 приведена характеристика городского ритма движения автомобиля и усредненные значения выбросов в процентах к их суммарному значению за полный цикл условного городского движения.

Оксид углерода (СО) образуется в двигателях при сгорании обогащенных топливовоздушных смесей, а также вследствие диссоциации диоксида углерода, при высоких температурах. В обычных условиях СО – бесцветный газ без запаха. Токсическое действие СО заключается в его способности превращать часть гемоглобина крови в карбо-ксигемоглобин, вызывающий нарушение тканевого дыхания. Наряду с этим СО оказывает прямое влияние на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т. д. Токсический эффект СО связан также с его непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, бо-ли в области сердца. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2.5 мг/л в течение 1 часа.

Таблица 1.1

Характеристика городского ритма движения автомобиля

Оксиды азота в отработавших газах образуются в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления. По мере охлаждения отработавших газов и разбавления их кислородом воздуха оксид азота превращается в диоксид. Оксид азота (NO) – бесцветный газ, диоксид азота (NO 2) – газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO 2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких. Также NО Х участвуют в формировании кислотных дождей.

Оксиды азота и углеводороды тяжелее воздуха и могут накапливаться вблизи дорог и улиц. В них под воздействием солнечного света проходят различные химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона (О 3). В нормальных условиях озон не стоек и быстро распадается, но в присутствии углеводородов процесс его распада замедляется. Он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями, образуя смог. Кроме того, озон разъедает глаза и легкие.

Отдельные углеводороды СН (бензапирен) являются сильнейшими канцерогенными веществами, переносчиками которых могут быть частички сажи.

При работе двигателя на этилированных бензинах образуются частицы твердого оксида свинца вследствие распада тетраэтилсвинца. В отработавших газах они содержатся в виде мельчайших частиц размером 1–5 мкм, которые долго сохраняются в атмосфере. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.

Состав отработавших газов дизельных двигателей отличается от бензиновых (табл. 10.2). В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота.

Кроме того, работа дизельных двигателей на определенных режимах характеризуется дымностью. Черный дым представляет собой продукт неполного сгорания и состоит из частиц углерода (сажи) размером 0.1–0.3 мкм. Белый дым, образующийся в основном при работе двигателя на холостом ходу, состоит, главным образом, из альдегидов, обладающих раздражающим действием, частичек испарившегося топлива и капелек воды. Голубой дым образуется при охлаждении на воздухе отработавших газов. Он состоит из капелек жидких углеводородов.

Особенностью отработавших газов дизельных двигателей является содержание канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, среди которых наиболее вреден диоксин (циклический эфир) и бензапирен. Последний, так же как и свинец, относится к первому классу опасности загрязняющих веществ. Диоксины и близкие им соединения во много раз токсичнее таких ядов, как кураре и цианистый калий.

Таблица 1.2

Количество токсичных компонентов (в г),

образующееся при сгорании 1 кг топлива

В отработавших газах обнаружен также акреолин (особенно при работе дизельных двигателей). Он имеет запах пригорелых жиров и при содержании более 0.004 мг/л вызывает раздражение верхних дыхательных путей, а также воспаление слизистой оболочки глаз.

Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, могут вызвать прогрессирующие поражения центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов, летаргию, синдром Паркинсона, пневмонию, эндемическую атаксию, подагру, бронхиальный рак, дерматиты, интоксикацию, аллергию, респираторные и другие заболевания. Вероятность возникновения заболеваний возрастает по мере увеличения времени воздействия вредных веществ и их концентрации.

1.2. Законодательные ограничения выбросов вредных веществ

Первые шаги по ограничению количества вредных веществ в отработавших газах были сделаны в Соединенных Штатах, где проблема загазованности в крупных городах стала наиболее актуальной после Второй мировой войны. В конце 60-х годов, когда мегаполисы Америки и Японии стали задыхаться от смога, инициативу взяли на себя правительственные комиссии этих стран. Законодательные акты об обязательном снижении уровня токсичных выхлопов новых автомобилей заставили производителей заняться усовершенствованием двигателей и разработкой систем нейтрализации.

В 1970 году в Соединенных Штатах был принят закон, в соответствие с которым уровень токсичных компонентов в отработавших газах автомобилей 1975 модельного года должен был быть меньше, чем у машин 1960 года выпуска: СН – на 87%, СО – на 82% и NОх – на 24%. Аналогичные требования были узаконены в Японии и в Европе.

Разработкой общеевропейских правил, предписаний и стандартов в области экологии автомобильной техники занимается действующий в рамках Европейской экономической комиссии ООН (EЭK ООН) Комитет по внутреннему транспорту. Выпускаемыеим документы получили название Правил ЕЭК ООН и обязательны для стран-участников Женевского соглашения 1958 года, к которому присоединилась и Россия.

Согласно этим правилам допустимые выбросы вредных веществ с 1993 году были ограничены: по оксиду углерода с 15 г/км в 1991 году до 2.2 г/км в 1996 году, а по сумме углеводородов и оксидов азота с 5.1 г/км в 1991 году до 0.5 г/км в 1996 году. В 2000 году введены еще более строгие нормы (рис. 1.2). Резкое ужесточение норм предусмотрено также и для дизелей грузовых автомобилей (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Динамика ограничений вредных выбросов

для автомобилей массой до 3.5 тонн (бензин)

Нормы, введенные для автомобилей в 1993 году, получили название EBPO-I, в 1996 – ЕВРО-II, в 2000 – ЕВРО-III. Введение таких норм вывело европейские правила на уровень стандартов США.

Одновременно с количественным ужесточением норм происходит и их качественное изменение. Вместо ограничений по дымности введено нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются опасные для здоровья человека ароматические углеводороды, в частности бензапирен.

Нормирование выброса твердых частиц ограничивает их количество в значительно больших пределах, чем при ограничении дымности, которая позволяет оценивать только такое количество твердых частиц, которое делает отработавшие газы видимыми.

Рис. 1.3. Динамика ограничений вредных выбросов для дизельных грузовых автомобилей с полной массой более 3.5 т, установленных ЕЭК

Для того чтобы ограничить выброс токсичных углеводородов, вводятся нормы на содержание в отработавших газах безметановой группы углеводородов. Намечается введение ограничений на выброс формальдегида. Предусмотрено ограничение испарений топлива из системы питания автомобилей с бензиновыми двигателями.

Как в США, так и в Правилах ЕЭК ООН регламентируются пробеги автомобилей (80 тыс. и 160 тыс. км), на протяжении которых они должны соответствовать установленным нормам по токсичности.

В России стандарты, ограничивающие выброс вредных веществ автотранспортными средствами, начали вводиться в 70-е годы: ГОСТ 21393-75 “Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Требования безопасности” и ГОСТ 17.2.1.02-76 “Охрана природы. Атмосфера. Выбросы двигателей автомобилей, тракторов, самоходных сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин. Термины и определения”.

В восьмидесятых годах был принят ГОСТ 17.2.2.03-87 “Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Требования безопасности” и ГОСТ 17.2.2.01-84 “Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений”.

Нормы, в соответствии с ростом парка и ориентацией на аналогичные Правила ЕЭК ООН, постепенно ужесточались. Однако уже с начала 90-х годов российские стандарты по жесткости начали существенно уступать нормам, введенным ЕЭК ООН.

Причины отставания – неподготовленность инфраструктуры эксплуатации автотракторной техники. Для профилактики, ремонта и технического обслуживания автомобилей, оснащенных электроникой и системами нейтрализации, требуется развитая сеть станций технического обслуживания с квалифицированным персоналом, современным ремонтным оборудованием и измерительной аппаратурой, в том числе и на местах.

Действует ГОСТ 2084-77, предусматривающий выпуск в России бензинов, содержащих тетраэтилэтилен свинца. Транспортировка и хранение топлива не гарантируют от попадания в неэтилированный бензин остатков этилированного. Нет условий, при которых владельцы автомобилей с системами нейтрализации были бы гарантированы от заправки бензином с присадками свинца.

Тем не менее работа по ужесточению экологических требований ведется. Постановлением Госстандарта РФ от 1 апреля 1998 года № 19 утверждены “Правила по проведению работ в системе сертификации механических транспортных средств и прицепов”, которые определяют временный порядок применения в России Правил ЕЭК ООН № 834 и № 495.

С 1 января 1999 года введен ГОСТ Р 51105.97 “Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия”. В мае 1999 года Госстандарт принял постановление о введении в действие государственных стандартов, ограничивающих выделение загрязняющих веществ автомобилями. Стандарты содержат аутентичный текст с Правилами № 49 и № 83 ЕЭК ООН и вводятся в действие с 1 июля 2000 г. В том же году был принят стандарт ГОСТ Р 51832-2001 “Двигатели внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, работающие на бензине, и автотранспортные средства полной массой более 3.5 т, оснащенные этими двигателями. Выбросы вредных веществ. Технические требования и методы испытаний”. С первого января 2004 года вступил в силу ГОСТ Р 52033-2003 “Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния”.

Для выполнения все более ужесточающихся норм по выбросу загрязняющих веществ производители автотракторной техники проводят совершенствование систем питания и зажигания, применение альтернативных топлив, нейтрализацию отработавших газов, разработку комбинированных силовых установок.

1.3. Альтернативные топлива

Во всем мире большое внимание уделяется замене жидких нефтяных топлив сжиженным углеводородным газом (пропан-бутановая смесь) и сжатым природным газом (метаном), а также спиртосодержащими смесями. В табл. 1.3 приведены сравнительные показатели выбросов вредных веществ при работе ДВС на различных топливах.

Таблица 1.3

Преимущества газового топлива – высокое октановое число и возможность применения нейтрализаторов. Однако при их использовании уменьшается мощность двигателя, а большая масса и габариты топливной аппаратуры снижают эксплуатационные показатели автомобиля. К недостаткам газообразных топлив относится также высокая чувствительность к регулировкам топливной аппаратуры. При неудовлетворительном качестве изготовления топливной аппаратуры и при низкой культуре эксплуатации токсичность отработавших газов двигателя, работающего на газовом топливе, может превышать значения бензинового варианта.

В странах с жарким климатом распространение получили автомобили с двигателями, работающими на спиртовых топливах (метаноле и этаноле). Применение спиртов снижает выброс вредных веществ на 20–25%. К недостаткам спиртовых топлив относится существенное ухудшение пусковых качеств двигателя и высокая коррозионная агрессивность и токсичность самого метанола. В России спиртовые топлива для автомобилей в настоящее время не применяются.

Все большее внимание как у нас в стране, так и за рубежом уделяется идее применения водорода. Перспективность этого топлива определяется его экологической чистотой (у автомобилей, работающих на данном топливе, выброс оксида углерода уменьшается в 30–50 раз, оксидов азота в 3–5 раз и углеводородов в 2–2.5 раза), неограниченностью и возобновляемостью сырьевых ресурсов. Однако внедрение водородного топлива сдерживается созданием энергоемких систем хранения водорода на борту автомобиля. Применяемые в настоящее время металлогидридные аккумуляторы, реакторы разложения метанола и другие системы очень сложны и дороги. Учитывая также трудности, связанные с требованиями компактного и безопасного образования и хранения водорода на борту автомобиля, автомобили с водородным двигателем какого-либо заметного практического применения пока не имеют.

В качестве альтернативы ДВС большой интерес представляют электрические силовые установки, использующие электрохимические источники энергии, аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспособляемостью к переменным режимам городского движения, простотой технического обслуживания и экологической чистотой. Однако их практическое применение остается пока проблематичным. Во-первых, нет надежных, легких и достаточно энергоемких электрохимических источников тока. Во-вторых, перевод автомобильного парка на питание электрохимическими аккумуляторами приведет к расходованию огромного количества энергии наих подзарядку. Эта энергия в большинстве своем вырабатывается на тепловых электростанциях. При этом за счет многократной конвертации энергии (химическая – тепловая – электрическая – химическая – электрическая – механическая) общий КПД системы очень низкий и экологическое загрязнение районов вокруг электростанций многократно превысит нынешние значения.

1.4. Совершенствование систем питания и зажигания

Одним из недостатков карбюраторных систем питания является неравномерное распределение топлива по цилиндрам двигателя. Это вызывает неравномерную работу ДВС и невозможность обеднения регулировок карбюратора из-за переобеднения смеси и прекращения горения в отдельных цилиндрах (рост СН) при обогащенной смеси в остальных (большое содержание в отработавших газах СО). Для устранения этого недостатка изменили порядок работы цилиндров с 1–2–4–3 на 1–3–4–2 и оптимизации формы впускных трубопроводов, например, применение ресиверов во впускной магистрали. Кроме этого, под карбюраторы устанавливали различные рассекатели, направляющие потока, впускной трубопровод подогревают. В СССР была разработана и внедрена в массовое производство автономная система холостого хода (ХХ). Эти мероприятия позволили уложиться в требования на режимах ХХ.

Как было сказано выше, при городском цикле до 40% времени автомобиль работает в режиме принудительно холостого хода (ПХХ) – торможения двигателем. При этом под дроссельной заслонкой разряжение много выше, чем на режиме ХХ, что вызывает переобогащение топливовоздушной смеси и прекращение ее горения в цилиндрах двигателя, растет количество вредных выбросов. Для уменьшения выбросов на режимах ПХХ были разработаны системы демпфирования дроссельной заслонки (приоткрыватели) и экономайзеры принудительного холостого хода ЭПХХ. Первые системы, приоткрывая дроссельную заслонку, уменьшают разряжения под ней, тем самым предотвращают переобогащение смеси. Вторые перекрывают поступление топлива в цилиндры двигателя на режимах ПХХ. Системы ПЭХХ позволяют до 20% снизить количество вредных выбросов и до 5% повысить топливную экономичность в условиях городской эксплуатации.

С выбросами окислов азота NОх боролись, понижая температуру сгорания горючей смеси. Для этого системы питания как бензиновых, так и дизельных двигателей оснащали устройствами рециркуляции отработавших газов. Система, на определенных режимах работы двигателя, перепускала часть отработавших газов из выпускного во впускной трубопровод.

Инерционность топливодозирующих систем не позволяет создать конструкцию карбюратора, полностью отвечающего всем требованиям точности дозирования для всех режимов работы двигателя, особенно переходных. Для преодоления недостатков карбюратора были разработаны так называемые “инжекторные” системы питания.

Вначале это были механические системы с постоянной подачей топлива в район впускных клапанов. Данные системы позволяли выполнять начальные экологические требования. В настоящее время это электронно-механические системы с фразированным впрыском и обратной связью.

В 70-е годы основным способом снижения количества вредных выбросов было применение все более бедных топливовоздушных смесей. Для их бесперебойного воспламенения потребовалось совершенствование систем зажигания с целью увеличения мощности искры. Сдерживающим факиром в этом служили механический разрыв первичной цепи и механическое распределение высоковольтной энергии. Для преодоления этого недостатка были разработаны контактно-транзисторные и бесконтактные системы.

Сегодня все большее распространение получают бесконтактные системы зажигания со статическим распределением высоковольтной энергии под управлением электронного блока, одновременно оптимизирующего топливоподачу и углы опережения зажигания.

У дизельных двигателей основным направлением совершенствования системы питания явилось повышение давления впрыска. На сегодняшний день нормой является давления впрыска порядка 120 МПа, у перспективных двигателей до 250 МПа. Это позволяет более полно сжигать топливо, снизив содержание в отработавших газах СН и твердых частиц. Так же как и для бензиновых, для дизельных систем питания разработаны электронные системы управления двигателем, которые не позволяют двигателям выходить на режимы дымления.

Разрабатываются различные системы нейтрализации отработавших газов. Так, например, разработана система с фильтром в выпускном тракте, который удерживает твердые частицы выхлопа. После определенной наработки, электронный блок отдает команду на увеличение подачи топлива. Это приводит к росту температуры отработавших газов, что, в свою очередь, приводит к выжиганию сажи и регенерации фильтра.

1.5. Нейтрализация

В тех же 70-х годах стало ясно, что добиться существенного улучшения ситуации с токсичностью без применения дополнительных устройств невозможно, поскольку уменьшение одного параметра влечет увеличение других. Поэтому активно занялись совершенствованием систем нейтрализации отработавших газов.

Системы нейтрализации применялись и ранее для автотракторной техники, работающей в особых условиях, например на прокладке туннелей и разработке шахт.

Существует два основных принципа построения нейтрализаторов – термический и каталитический.

Термический нейтрализатор представляет собой камеру сгорания, которая размещается в выпускном тракте двигателя для дожигания продуктов неполного сгорания топлива – СН и СО. Он может устанавливаться на месте выпускного трубопровода и выполнять его функции. Реакции окисления СО и СН протекают достаточно быстро при температуре свыше 830 °С и при наличии в зоне реакций несвязанного кислорода. Термические нейтрализаторы применяются на двигателях с принудительным воспламенением, в которых необходимая для эффективного протекания термических реакций окисления температура обеспечивается без подачи дополнительного топлива. И без того высокая температура выпускных газов у этих двигателей повышается в зоне реакции в результате догорания части СН и СО, концентрация которых значительно выше, чем у дизелей.

Термический нейтрализатор (рис. 1.4) состоит из корпуса с подводящими (выпускными) патрубками и одной или двух жаровых труб-вставок из жаропрочной листовой стали. Хорошее перемешивание дополнительного воздуха, необходимого для окисления СН и СО, с выпускными газами достигается интенсивным вихреобразованием и турбулизацией газов при перетекании через отверстия в трубах и в результате изменения направления их движения системой перегородок. Для эффективного догорания СО и СН требуется достаточно большое время, поэтому скорость газов в нейтрализаторе задается невысокой, вследствие чего объем его получается сравнительно большим.

Рис. 1.4. Термический нейтрализатор

Чтобы предотвратить падение температуры выпускных газов в результате теплоотдачи в стенки, выпускной трубопровод и нейтрализатор покрывают тепловой изоляцией, устанавливают тепловые экраны в выпускных каналах, размещают нейтрализатор по возможности ближе к двигателю. Несмотря на это, для прогрева термического нейтрализатора после пуска двигателя требуется значительное время. Для сокращения этого времени повышают температуру выпускных газов, что достигается обогащением горючей смеси и уменьшением угла опережения зажигания, хотя и то, и другое повышает расход топлива. К подобным мерам прибегают для поддержания стабильного пламени на переходных режимах работы двигателя. Уменьшению времени до начала эффективного окисления СН и СО способствует также жаровая вставка.

Каталитические нейтрализаторы – устройства, содержащие в себе вещества, ускоряющие реакции, – катализаторы. Каталитические нейтрализаторымогут быть “однокомпонентными” “двухкомпонентными” и “трехкомпонентными”.

Однокомпонентные и двухкомпонентные нейтрализаторы окислительного типа дожигают (доокисляют) СО (однокомпонентные) и СН (двухкомпонентные).

2СО + О 2 = 2СО 2 (при 250–300°С).

С m Н n + (m + n/4)О 2 = mСО 2 + n/2Н 2 О (свыше 400°С).

Нейтрализатор представляет собой корпус из нержавеющей стали, включенный в систему выпуска. В корпусе располагается блок носителя активного элемента. Первые нейтрализаторы заполнялись металлическими шариками, покрытыми тонким слоем катализатора (см. рис. 1.5).

Рис. 1.5. Устройство каталитического нейтрализатора

В качестве активного вещества использовались: алюминий, медь, хром, никель. Основными недостатками нейтрализаторов первых поколений были низкая эффективность и малый срок службы. Наиболее стойким к “отравляющему” воздействию серных, кремнийорганических и прочих соединений, образующихся вследствие сгорания содержащихся в цилиндре двигателя топлива и масла, оказались каталитические нейтрализаторы на основе благородных металлов – платины и палладия.

Носителем активного вещества в таких нейтрализаторах служит спецкерамика – монолит с множеством продольных сот-ячеек. На поверхность сот нанесена специальная шероховатая подложка. Это позволяет увеличить эффективную площадь контакта покрытия с выхлопными газами до ~20 тыс. м 2 . Количество благородных металлов, нанесенных на подложку на этой площади, составляет 2–3 грамма, что позволяет организовать массовое производство относительно недорогих изделий.

Керамика выдерживает температуру до 800–850 °С. Неисправности системы питания (затрудненный пуск) и длительная работа на переобогащенной рабочей смеси приводят к тому, что избыточное топливо будет сгорать в нейтрализаторе. Это приводит к оплавлению сот и выходу нейтрализатора из строя. Сегодня в качестве носителей каталитического слоя применяют металлические соты. Это позволяет увеличить площадь рабочей поверхности, получить меньшее противодавление, ускорить разогрев нейтрализатора до рабочей температуры и расширить температурный диапазон до 1000–1050 °С.

Каталитические нейтрализаторы с восстановительной средой, или трехкомпонентные нейтрализаторы, используются в системах выпуска отработавших газов, как для снижения выбросов СО и СН, так и для снижения выбросов окислов азота. Каталитический слой нейтрализатора содержит, кроме платины и палладия, редкоземельный элемент родий. В результате химических реакций на поверхности разогретого до 600–800 °С катализатора СО, СН, Nоx, содержащиеся в отработавших газах, превращаются в H 2 O, СО 2 , N 2:

2NO + 2СО = N 2 + 2СО 2 .

2NO + 2Н 2 = N 2 + 2Н 2 О.

Эффективность трехкомпонентного каталитического нейтрализатора достигает в реальных условиях эксплуатации 90%, но лишь при условии, что состав горючей смеси отличается от стехиометрического не более чем на 1%.

Из-за изменения параметров двигателя вследствие его износа, работы на нестационарных режимах, дрейфа настроек систем питания поддерживать стехиометрический состав горючей смеси только за счет конструкции карбюраторов или инжекторов не представляется возможным. Необходима обратная связь, которая оценивала бы состав топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя.

На сегодняшний день наибольшее распространение получила система обратной связи с использованием так называемого датчика кислорода (лямбда-зонда) на основе циркониевой керамики ZrO 2 (рис. 1.6).

Чувствительным элементом лямбда-зонда является циркониевый колпачок 2 . Внутренняя и внешняя поверхности колпачка покрыты тонкими слоями из платинородиевого сплава, которые выполняют роль внешнего 3 и внутреннего 4 электродов. С помощью резьбовой части 1 датчик устанавливается в выпускной тракт. При этом внешний электрод омывается обработавшими газами, а внутренний – атмосферным воздухом.

Рис. 1.6. Конструкция датчика кислорода

Двуокись циркония при температурах свыше 350°С приобретает свойство электролита, а датчик становится гальваническим элементом. Величина ЭДС на электродах датчика определяется соотношением парциальных давлений кислорода на внутренней и внешней сторонах чувствительного элемента. При наличии свободного кислорода в отработавших газах датчик вырабатывает ЭДС порядка 0.1 В. При отсутствии в отработавших газах свободного кислорода ЭДС практически скачком возрастает до 0.9 В.

Управление составом смеси происходит после прогрева датчика до рабочих температур. Состав смеси поддерживается изменением количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива на границе перехода ЭДС зонда с низкого на высокий уровень напряжения. Для уменьшения времени выхода на рабочий режим применяют датчики с электроподогревом.

Основными недостатками систем с обратной связью и трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором являются: невозможность работы двигателя на этилированном топливе, достаточно низкий ресурс нейтрализатора и лямбда-зонда (порядка 80000 км) и увеличение сопротивления выпускной системы.

Список литературы

Вырубов Д. Н. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей / Д. Н. Вырубов и др. М.: Машиностроение, 1983.
Автомобильные и тракторные двигатели. (Теория, системы питания, конструкции и расчет)/ Под ред. И. М. Ленина. М.: Высш. шк., 1969.
Автомобильные и тракторные двигатели: В 2 ч. Конструкция и расчет двигателей / Под ред. И. М. Ленина. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Высш. шк., 1976.
Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980.
Архангельский В. М. Автомобильные двигатели / В. М. Архангельский. М.: Машиностроение, 1973.
Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А. И. Колчин, В. П. Демидов. М.: Высш. шк., 1971.
Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. д-ра техн. наук проф. В. Н. Луканина. М.: Высш. школа, 1985.
Хачиян А. С. Двигатели внутреннего сгорания / А. С. Хачиян и др. М.: Высш. шк., 1985.
Росс Твег. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт: Практ. пособие / Росс Твег. М.: Издательство “За рулем», 1998.

`БЕСПЛАТНОЕ эссе о двигателях внутреннего сгорания`

БЕСПЛАТНОЕ эссе о двигателях внутреннего сгорания

«Врооооум!» Что происходит, когда вы поворачиваете ключ в своей машине? Как вообще работает ваш двигатель? Двигатели внутреннего сгорания существуют уже много веков и являются важной частью нашей повседневной жизни. Существуют различные типы и размеры, но все они используют одну и ту же основную концепцию — сжигание топлива для производства энергии, что является одним из многих способов, которыми химия участвует в нашей повседневной жизни. . В двигателе внутреннего сгорания сгорание происходит в замкнутом пространстве с образованием расширяющихся газов, которые непосредственно используются для выработки энергии (двигатель внутреннего сгорания). Эти двигатели классифицируются как поршневые или роторные. В поршневом двигателе, наиболее распространенном из двух, сгорание происходит в цилиндре с поршнем, который движется вверх и вниз, в то время как роторный двигатель имеет меньше деталей и использует дисковую систему (двигатель внутреннего сгорания). Существуют также двигатели с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия. Топливо просто воспламеняется от искры в двигателе SI, однако в двигателе CI топливо воспламеняется самопроизвольно, когда температура и давление достаточно высоки (Стоун). Двух- и четырехтактные двигатели различаются тем, что двухтактные двигатели запускают каждый оборот, а четырехтактные — только каждый второй. Наиболее распространенным двигателем, который используется в большинстве автомобилей, является поршневой четырехтактный бензиновый двигатель с искровым зажиганием. Другими типами двигателей внутреннего сгорания являются реактивные двигатели и газотурбинные двигатели. Реактивные двигатели используются в основном в ракетах, а газотурбинные используются в ТРД. (Двигатель внутреннего сгорания). История двигателя внутреннего сгорания насчитывает триста двадцать лет. Голландский физик по имени Кристиан Гюйгенс безрезультатно экспериментировал с идеей использования пороха для обеспечения движущей силы. Восемь лет спустя британский ученый Папен описал этот пороховой двигатель Лондонскому королевскому обществу и продолжил исследования Гюйгенса.

`Очерки, относящиеся к двигателям внутреннего сгорания`

`1. Конфигурации бензиновых двигателей`

Почти все четырехцилиндровые двигатели являются рядными. …Роторный двигатель работает в большой камере сгорания в виде заостренного овала. … Точно так же, как добавление цилиндров увеличивает мощность поршневого двигателя, добавление камер сгорания увеличивает мощность роторного двигателя. В более крупных автомобилях когда-нибудь могут использоваться роторные двигатели с тремя или четырьмя роторами, но они не были такими надежными, как стандартные двигатели внутреннего сгорания. … Через несколько лет двигатели внутреннего сгорания будут использоваться практически на 100% автомобилей и грузовиков. …

Количество слов: 656
Приблизительно Страниц: 3
Класс: Средняя школа

`2.`

Поворотные моменты в истории США: двигатель внутреннего сгорания

Главным поворотным моментом, который до сих пор повлиял на Америку и мир, является изобретение двигателя внутреннего сгорания. … Прежде чем появился двигатель внутреннего сгорания, потребовалось много людей и идей, чтобы довести его до ума. … Многие ключевые игроки по всему миру внесли свой вклад в идею двигателя внутреннего сгорания. … Необходимо было внести некоторые краткосрочные улучшения, чтобы сделать двигатель внутреннего сгорания лучше. … Кроме того, несколько долгосрочных результатов являются прямым результатом работы двигателя внутреннего сгорания. …

Количество слов: 939
Приблизительно Страниц: 4
Есть библиография

`3.`

Роторные и поршневые двигатели

Конструкция роторных двигателей позволяет всасывать или выпускать воздух, сжигать и сжимать его за один оборот ротора, в отличие от постоянного движения и сгорания внутри цилиндра поршневого двигателя. … Кроме того, из-за того, что продолжительность хода на 50% больше, чем у поршневого двигателя, больше времени для завершения процесса сгорания, что приводит к более сильным потокам воздушно-топливной смеси и более длительному рабочему циклу, что в конечном итоге позволяет ротору разогнаться до более высоких значений. обороты быстрее. … В целом, роторный двигатель во многих отношениях лучше поршневого. В двигателях три движущихся части по сравнению с 40 в…

Количество слов: 720
Приблизительно Страниц: 3
Уровень: бакалавриат

`4.`

НЕПОБЕДИМЫЙ ИЛИ НЕПРАКТИЧНЫЙ? — ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Устаревшая технология двигателя внутреннего сгорания, устройства, используемого для преобразования этой «волшебной жидкости» в энергию, является единственным виновником пагубного воздействия бензина. Первоначально представленный в 1885 году Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем, двигатель внутреннего сгорания работает управляемый взрыв топлива….Двигатель внутреннего сгорания уже более 100 лет играет ключевую роль в развитии цивилизации.Поскольку человечество осознает, что технология оказывает пагубное воздействие как на продолжительность его жизни, так и на жизнь планеты, ученые пытаются т…

Количество слов: 923
Приблизительно Страниц: 4
Имеется библиография
Уровень обучения: бакалавриат

`5.`

Двигатель внутреннего сгорания викторианской эпохи

Двигатель внутреннего сгорания в викторианскую эпоху Внутреннее сгорание было изобретением, навсегда изменившим викторианскую эпоху. … Его двигатель внес одно из тех ключевых нововведений, которые надолго определили последующие конструкции. … Позже этот двигатель был адаптирован для использования различных других газов, таких как газ, полученный из угля и т. Д. … Как и пара изобретателей до него, Ленуар, кажется, был вдохновлен тем фактом, что машина имела «естественные циклы». , во время одного из которых могут быть совмещены две основные функции двигателя; прием свежей топливной смеси; и выхлоп …

Количество слов: 501
Приблизительно Страниц: 2
Класс: Средняя школа

`6.`

Роторные двигатели

В то время у Ванкеля не было фундаментальных знаний о двигателях внутреннего сгорания, но он считал, что двигатель может совершать четыре такта при вращении. … В роторном двигателе давление сгорания содержится в камере, образованной частью корпуса и герметизированной одной стороной треугольного ротора, который двигатель использует вместо поршней. … Роторный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, как двигатель в автомобиле, но он работает совершенно иначе, чем обычные поршневые двигатели. … У него более холодное сгорание, что означает малое количество оксидов азота. … …

Количество слов: 441
Приблизительно Страниц: 2
Класс: Средняя школа

`7.`

История паровых машин

Энергетические системы, использующие пар, также имеют преимущество сжигания вне силового первичного двигателя. Эти так называемые «двигатели внешнего сгорания» отличаются от газовых турбин или дизельных двигателей внутреннего сгорания, где рабочее тело (обеспечивающее питание турбины или поршня) также непосредственно участвует в сгорании. Очевидным преимуществом двигателей внешнего сгорания является огромная топливная гибкость. … Системы сгорания и газовые турбины выделяют тепло при очень высоких температурах. … Чувствительность к нагрузке- Эффективность системы нечувствительна к нагрузке и может реагировать на быстрые изменения параметров пара Lo…

Количество слов: 1739
Приблизительно Страниц: 7
Уровень: бакалавриат

`8.`

как работают роторные двигатели

Задумывались ли вы когда-нибудь, почему используется только 4-тактный двигатель внутреннего сгорания, если ему есть другие альтернативы? … Этот двигатель очень отличается от обычного 4-тактного двигателя внутреннего сгорания, используемого в большинстве автомобилей; он не использует поршни. … Поскольку в роторном двигателе нет поршней, один и тот же объем пространства (цилиндр) поочередно выполняет четыре разные работы: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. … Верхние уплотнения — это то, что удерживает камеры сгорания отдельно, и они подобны поршневым кольцам в поршневом двигателе. … Это процесс роторного двигателя Ванкеля,…

Количество слов: 829
Приблизительно Страниц: 3
Класс: Средняя школа

Есть письменный вопрос? Спросите нашего профессионального писателя! Отправить мой вопрос

`Двигатель внутреннего сгорания — 1868 слов`

Существуют различные двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели обычно классифицируются в соответствии с их физической компоновкой (рядный/прямой, плоский/оппозитный, V и W), количеством цилиндров, которые они содержат (одиночные, сдвоенные/два, четыре, шесть, восемь, десять, двенадцать и шестнадцать). ) и тип используемого топлива (бензин/бензин, газ и дизельное топливо).

Так, например, можно встретить «бензиновый двигатель V12» или «четырехцилиндровый дизельный двигатель». Как видно из двух вышеупомянутых примеров, все определяющие аспекты/атрибуты двигателей были отражены в их именах.

Из-за различных характеристик (например, веса, размера, количества цилиндров) и принципов работы (например, магнето, катушка, количество ходов за цикл, системы впрыска топлива или карбюратора) двигателей внутреннего сгорания используются разные типы двигателей для различного количества приложений. Ниже приводится небольшой краткий обзор пяти наиболее распространенных типов двигателей в зависимости от типа топлива, которое они используют.

`Бензиновые двигатели`

Их также называют бензиновыми двигателями, и, как следует из названия, они работают на бензине. Они обычно используются для приведения в движение автомобилей малого и среднего размера, мотоциклов, самолетов, моторных лодок, газонокосилок, портативных генераторов электроэнергии и бензопил. Эти двигатели имеют ряд преимуществ, в том числе:

— их производство и приобретение дешевле по сравнению с их дизельными аналогами

— они не такие шумные, как дизельные двигатели

— их запчасти дешевле покупать

С другой стороны, к недостаткам относятся:

— они менее эффективны при дальних поездках

— они обычно имеют более низкую стоимость при перепродаже

— более тяжелые автомобили с бензиновым двигателем требуют более интенсивного вождения, чтобы обеспечить маневры обгона. Это приводит к повышенному расходу топлива.

b) Газовый двигатель (искровое зажигание)

Термин «искровое зажигание» относится к использованию электрических искр для воспламенения/воспламенения топлива. Эти искры образуются, когда ток высокого напряжения вынужден «перескакивать» через небольшой зазор.

Однако фраза «Газовый двигатель» является двусмысленным термином, который может подразумевать/относиться к двигателю внутреннего сгорания, работающему на бензине, сжиженном нефтяном газе (СНГ), сжатом природном газе (КПГ), водороде, биоэтаноле, метанол, этанол или нитрометан. Преимущества и недостатки этих двигателей незначительно различаются в зависимости от типа топлива, но некоторые общие черты все же существуют, а именно:0006

— они не такие шумные, как дизельные двигатели

— их запасные части дешевле купить

С другой стороны, к недостаткам относятся:

— они менее эффективны при длительных поездках

— они обычно имеют более низкую перепродажу значение

— более тяжелые автомобили с искровым зажиганием должны двигаться с большей силой, чтобы обеспечить маневры обгона. Это приводит к повышенному расходу топлива.

c) Дизельные двигатели, работающие на жидком топливе

В основном это обычные дизельные двигатели, которые можно найти на обычном транспортном средстве. Однако вместо того, чтобы запускать их исключительно на дизельном топливе, владельцы таких двигателей обычно добавляют в топливо (дизельное топливо) небольшое количество отработанного моторного масла. Этот процесс обычно применяется к кораблям, большим/тяжелым грузовикам и тракторам. Такие двигатели имеют различные преимущества, такие как:

— они помогают сократить потери за счет переработки отработанного моторного масла

— они дешевле в эксплуатации, так как используют масло, которое большинству людей не нужно, и поэтому они не придают ему никакой ценности.

— они более универсальны, поскольку могут работать как на дизельном, так и на бензиновом топливе или даже на их смеси.

Недостатки:

— выделяют много дыма, что способствует загрязнению окружающей среды

— требуют особого ухода из-за возможности повреждения металлическими частицами в переработанном масле.

d) Газодизельные двигатели

Идея такого двигателя была вызвана потребностью в экономичном двигателе с минимальными вредными выбросами. Это побудило ученых разработать двигатель внутреннего сгорания, который включал в себя высокоэффективные технологии, используемые в дизельных двигателях, но работал на более экологически чистом бензине.

В результате получается «газовый дизельный двигатель», который примерно в два раза экономичнее бензинового двигателя и чище дизельного двигателя (Nguyen, 2011). Этот двигатель обычно не используется в коммерческих целях, поскольку технология, лежащая в его основе, все еще находится на стадии исследований и разработок. Преимущества этих двигателей таковы;

— он почти в два раза экономичнее бензинового двигателя

— у него гораздо меньше выбросов углерода, чем у дизельного двигателя.

Недостатком является то, что:

— примерно на двадцать пять процентов менее мощный, чем обычный бензиновый/бензиновый или дизельный двигатель на полном газу.

e) Двухтопливные дизельные двигатели,

Двухтопливные двигатели — это устройство/устройство, разработанное «Clean Air Power» для работы со стандартными производителями оригинального оборудования стандартных дизельных двигателей. Двухтопливный двигатель работает за счет впрыска смеси природного газа и воздуха в камеру сгорания дизельного двигателя.

Эта смесь не может самовозгораться, как дизельное топливо, при сжатии в цилиндре; поэтому небольшая порция (около 10 процентов от общей энергии топлива) дизельного топлива впрыскивается в основную смесь газа и воздуха, чтобы действовать как множество микроскопических свечей зажигания, воспламеняющих смесь (Richard, 2010). Было подтверждено, что эта технология работает с дизельными двигателями большегрузных автомобилей DAF и Mercedes.

Преимущества этих двигателей:

-выбросы углерода меньше, чем у стандартных дизельных двигателей

— могут работать только на дизельном топливе

— могут работать на газе

— более эффективны, чем дизельные двигатели ключевых элементов и компонентов. Наиболее очевидным элементом, общим для двигателей внутреннего сгорания, является аспект сжатия и воспламенения топливного заряда.

Хотя задействованные процессы могут различаться для разных конфигураций двигателя (например, в четырехтактном двигателе этот процесс происходит при повороте коленчатого вала на 720 градусов, где у вас есть «такт впуска», за которым следует «такт сжатия», затем «рабочий такт» и, наконец, «такт выпуска», когда каждый такт двигателя происходит при обороте коленчатого вала на 180 градусов. 0006

В отличие от этого, в двухтактном двигателе этот процесс происходит при вращении коленчатого вала на 360 градусов из-за отсутствия специальных тактов «впуск» и «выпуск».), эти два элемента существуют для всех конфигураций двигателя и виды топлива. Наиболее важными частями двигателей внутреннего сгорания (всех двигателей) являются картер/блок двигателя, поршни, шатуны, цилиндры и коленчатый вал.

Картер обычно отливается или просверливается из легкого металла (обычно железо или алюминий), чтобы уменьшить общий вес двигателя и тем самым повысить его эффективность. Картер, помимо размещения и защиты коленчатого вала и шатунов, также служит резервуаром для масла и жесткой конструкцией для соединения трансмиссии с двигателем (John, 2004).

Поршень — это часть двигателя, которая совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра/камеры сгорания. Он отвечает за передачу мощности, создаваемой взрывными газами в камере сгорания, на коленчатый вал через шатун, который обычно прикреплен к нему. Он также действует как впускной и выпускной клапан в двухтактном двигателе внутреннего сгорания. Раньше поршни изготавливались из чугуна, но потребность в более легких компонентах двигателя привела к использованию литых алюминиевых сплавов (Назрул, 2013).

Цилиндр — это верхняя полая часть блока цилиндров. В основном он отлит из алюминия и железа, чтобы минимизировать вес. Цилиндр в двигателе внутреннего сгорания служит корпусом для поршня. Он также направляет движение поршня во время различных ходов двигателя и именно здесь происходит сгорание топливных зарядов.

Другой компонент — коленчатый вал. Он вращается круговыми движениями в соответствии с движениями шатунов. Они также обычно действуют как выходной вал в поршневом двигателе внутреннего сгорания и либо соединяются с коробкой передач / трансмиссией, либо крепятся болтами непосредственно к любому устройству, которое необходимо приводить в действие. Коленчатые валы обычно кованые или отлитые из железа и стали (McFarland, 2009). ).

С учетом информации, выделенной в предыдущей документации, достаточно объяснить, как работают двигатели внутреннего сгорания. Прежде всего, это «четырехтактный бензиновый двигатель».

При движении поршня вниз (желтая часть изображения) внутри цилиндра создается разрежение, открывается впускной клапан (синяя часть изображения) и в цилиндр впрыскивается смесь бензина с воздухом . Это называется «всасывающий ход». После достижения нижней мертвой точки (НМТ) впускной клапан закрывается, и поршень начинает подниматься, сжимая при этом топливовоздушную смесь. Это «такт сжатия». В верхней мертвой точке (ВМТ) свеча зажигания создает искру, и заряд топлива воспламеняется.

Это приводит к расширению газов внутри цилиндра, в результате чего поршень толкается вниз. Это представляет собой «рабочий ход». Затем поршень начинает подниматься, повторяя такт сжатия. Выпускные клапаны (красная часть диаграммы) открываются во время этого такта, чтобы обеспечить выброс сгоревших газов из цилиндра. Это называется «такт выхлопа». Эти такты двигателя происходят при обороте коленчатого вала на 720 градусов (фиолетовая часть).

Четырехтактный дизельный двигатель работает по такому же принципу, с той лишь разницей, что во время такта впуска в цилиндр впрыскивается только воздух. Воздух нагревается на такте сжатия, а в ВМТ дизель впрыскивается в цилиндр и самовоспламеняется при контакте с горячим воздухом. По этой причине в дизельных двигателях нет свечей зажигания.

Для двухтактного бензинового двигателя ранее упомянутые процессы впуска, сжатия, воспламенения и выпуска выполняются всего за два оборота коленчатого вала.

Во время такта впуска (который также является тактом рабочего хода) внутри цилиндра создается вакуум, который заставляет смесь бензина и воздуха устремляться в пустой цилиндр, как показано стрелкой на приведенной выше схеме. Смесь сжимается во время такта сжатия (который также служит тактом выпуска). В ВМТ подается искра и происходит воспламенение заряда.

Двухтактный дизельный двигатель работает аналогичным образом, с той разницей, что во время такта впуска в цилиндр впрыскивается только воздух, а вместо искры в ВМТ в цилиндр впрыскивается дизельное топливо, что приводит к самопроизвольному сгорание топливного заряда.

Основным компонентом двигателя внутреннего сгорания является топливная система. В дизельном двигателе он состоит из топливного бака, ТНВД и форсунок. ТНВД отвечает за подачу топлива под высоким давлением к форсункам, которые распыляют топливо перед впрыском в камеру сгорания.

Базовая топливная система бензинового двигателя использует карбюратор, как показано ниже.

Воздух устремляется через впускной коллектор, создавая область низкого давления при открытии дроссельной заслонки. Разность давлений вынуждает тонкую струю распыленного бензина вытекать из поплавковой камеры и смешиваться с поступающим воздухом. Затем эта смесь поступает в цилиндр, где воспламеняется от искры для производства энергии.

Искра производится системой зажигания, которая обычно состоит из источника электрического тока (батарея или магнето), конденсатора и свечи зажигания, как показано ниже. Катушка потребляет и усиливает ток и передает его в конденсатор, который дополнительно усиливает его примерно до 25000 вольт, прежде чем он будет отправлен на свечу зажигания.

`Ссылки`

Джон, К. (2004, ). Исследования и сообщества FPO в области ИС. Картер двигателя внутреннего сгорания – DaimlerChrysler AG . Интернет.

МакФарланд, Дж. (2009 г., февраль). Crankshaft Tech — Давайте поговорим о коленчатых валах. КРУГОВАЯ ДОРОЖКА. Интернет.

Назрул И. (2013 г.). Academia.edu – поделитесь исследованиями. Конструкция поршня для четырехтактного одноцилиндрового двигателя S.I. методом литья под давлением | АКМ Назрул Ислам -Academia. edu. Интернет.

Нгуен, Т. (2011, 23). SmartPlanet — инновационные идеи, которые влияют на ваш мир. Газовый дизельный двигатель может удвоить топливную экономичность | СмартПланета. Интернет.

Ричард Х. (2010 г.). Двухтопливная технология Clean Air Power для компонентов природного газа. ДВУХТОПЛИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Интернет.

`ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Пример сочинения для учащихся — 3073 слова`

ВВЕДЕНИЕ Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором топливо сжигается (то есть соединяется с кислородом) в ограниченном пространстве самого двигателя. Этот процесс горения высвобождает большое количество энергии, которая преобразуется в работу через механизм двигателя. Этот тип двигателя отличается от парового двигателя, в котором используется двигатель внешнего сгорания, в котором топливо сжигается отдельно от двигателя. Основными типами двигателей внутреннего сгорания являются: поршневые двигатели, такие как двигатель Отто, и дизельные двигатели; и роторные двигатели, такие как двигатель Ванкеля и газотурбинный двигатель.

В общем, двигатель внутреннего сгорания стал средством движения в области транспорта, за исключением больших судов, требующих более 4000 лошадиных сил на валу (л.с.). В стационарных приложениях размер установки и местный фактор часто определяют выбор между использованием парового или дизельного двигателя. Дизельные электростанции имеют явное экономическое преимущество перед паровыми двигателями, когда мощность установки составляет менее 1000 л.с. Однако есть много заводов по производству дизельных двигателей, намного больших, чем этот. Двигатели внутреннего сгорания особенно подходят для сезонных производств из-за небольших потерь в режиме ожидания в этих двигателях в период простоя. ИсторияПервый экспериментальный двигатель внутреннего сгорания был создан голландским астрономом Кристианом Гюйгенсом, который в 1680 году применил принцип, выдвинутый Жаном де Отфёйлем в 1678 году, для подачи воды.

Этот принцип был основан на том, что взрыв небольшого количества пороха в закрытой камере, снабженной выпускными клапанами, создавал вакуум при охлаждении газов сгорания. Гюйгенс, используя цилиндр с поршнем, смог таким образом двигать его за счет внешнего атмосферного давления. Первый коммерчески практичный двигатель внутреннего сгорания был построен французским инженером (Жан Жозеф) Этьеном Ленуаром примерно в 1859-1860 годах. В качестве топлива использовался светильный газ. Два года спустя Альфонс Бо де Роша изложил принципы четырехтактного цикла, а Николаус Август Отто построил первый успешный двигатель (1876 г.), работающий на этом принципе. Поршневой двигательКомпоненты двигателейОсновные части двигателей с циклом Отто и дизельных двигателей одинаковы.

Камера сгорания состоит из цилиндра, обычно неподвижного, закрытого с одного конца, в котором скользит плотно прилегающий поршень. Движение поршня внутрь и наружу изменяет объем камеры между внутренней поверхностью поршня и закрытым концом цилиндра. Наружная поверхность поршня соединена с коленчатым валом шатуном. Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. В многоцилиндровых двигателях коленчатый вал имеет одну смещенную часть, называемую шатунной шейкой, для каждого шатуна, так что мощность от каждого цилиндра передается на коленчатый вал в соответствующий момент его вращения.

Коленчатые валы имеют тяжелые маховики и противовесы, которые благодаря своей инерции минимизируют неравномерность движения вала. Двигатель может иметь от 1 до 28 цилиндров. Рис. 1, Компонент поршневых двигателей. Система подачи топлива двигателя внутреннего сгорания состоит из бака, топливного насоса и устройства для испарения или распыления жидкого топлива.

В двигателях с циклом Отто этим устройством является карбюратор. Испаренное топливо в большинстве многоцилиндровых двигателей подается к цилиндрам через разветвленную трубу, называемую впускным коллектором, а во многих двигателях предусмотрен аналогичный выпускной коллектор для отвода газов, образующихся при сгорании. Топливо поступает в каждый цилиндр, а выхлопные газы выпускаются через механически управляемые тарельчатые клапаны или золотниковые клапаны. Клапаны обычно удерживаются в закрытом состоянии под действием пружин и открываются в нужное время во время рабочего цикла кулачками на вращающемся распределительном валу, соединенном с коленчатым валом. К 19Более сложные системы впрыска топлива 80-х годов, также используемые в дизельных двигателях, в значительной степени заменили этот традиционный метод подачи надлежащей смеси воздуха и топлива; компьютеризированные системы мониторинга улучшили экономию топлива и уменьшили загрязнение окружающей среды.

Зажигание Во всех двигателях должны быть предусмотрены средства воспламенения топлива в цилиндре. Например, в системе зажигания двигателей с циклом Отто смесь воздуха и паров бензина подается в цилиндр из карбюратора, а следующая операция заключается в воспламенении заряда, вызывая искру, проскальзывающую зазор между электродами свечи зажигания. , который выступает сквозь стенки цилиндра. Один электрод изолирован фарфором или слюдой; другой заземлен через металл вилки, и оба являются частью вторичной цепи индукционной системы. Основным типом высоковольтного зажигания, обычно используемым в настоящее время, является система батареи и катушки.

Ток от батареи протекает через катушку низкого напряжения и намагничивает железный сердечник. Когда эта цепь размыкается в точках распределителя кулачком прерывателя, в первичной обмотке с помощью конденсатора возникает переходный высокочастотный ток. Это индуцирует переходный высокочастотный ток высокого напряжения во вторичной обмотке. Это вторичное высокое напряжение необходимо для того, чтобы искра проскочила через зазор в свече зажигания.

Искра направляется в нужный цилиндр с помощью распределителя, который соединяет вторичную катушку со свечами зажигания в нескольких цилиндрах в правильной последовательности зажигания. Кулачок прерывателя и распределитель приводятся в движение одним и тем же валом, причем количество точек излома на кулачке прерывателя равно количеству цилиндров. Система охлажденияИз-за теплоты сгорания все двигатели должны быть оборудованы какой-либо системой охлаждения. Некоторые авиационные и автомобильные двигатели, небольшие стационарные двигатели и подвесные моторы для лодок охлаждаются воздухом. В этой системе внешние поверхности цилиндра имеют форму ряда излучающих ребер с большой площадью металла для отвода тепла от цилиндра.

Другие двигатели имеют водяное охлаждение и их цилиндры заключены во внешнюю водяную рубашку. В автомобилях вода циркулирует через рубашку с помощью водяного насоса и охлаждается, проходя через ребристые змеевики радиатора. Некоторые автомобильные двигатели также имеют воздушное охлаждение, а в судовых двигателях для охлаждения используется морская вода. Стартер В отличие от паровых машин и турбин, двигатели внутреннего сгорания не развивают крутящий момент при запуске, поэтому необходимо предусмотреть возможность проворачивания коленчатого вала, чтобы можно было начать рабочий цикл. Автомобильные двигатели обычно запускаются с помощью электродвигателя или стартера, который соединен с коленчатым валом с муфтой, которая автоматически отключает двигатель после запуска двигателя. Небольшие двигатели иногда запускаются вручную, поворачивая коленчатый вал рукояткой или натягивая трос, намотанный несколько раз на маховик.

Методы запуска больших двигателей включают инерционный стартер, состоящий из маховика, который вращается вручную или с помощью электродвигателя до тех пор, пока его кинетическая энергия не станет достаточной для вращения коленчатого вала, и взрывной стартер, в котором используется взрыв холостой патрон для привода турбинного колеса, соединенного с двигателем. Инерционные и взрывные стартеры в основном используются для запуска двигателей самолетов. Двигатели с циклом Отто Обычный двигатель с циклом Отто является четырехтактным; то есть его поршни совершают четыре хода: два по направлению к головке (закрытой головке) цилиндра и два от головки в полном цикле мощности. Во время первого такта цикла поршень отходит от головки блока цилиндров, одновременно открывая впускной клапан.

Движение поршня во время этого хода всасывает некоторое количество топливно-воздушной смеси в камеру сгорания. Во время следующего такта поршень движется к головке блока цилиндров и сжимает топливную смесь в камере сгорания. В момент, когда поршень достигает конца этого хода и объем камеры сгорания минимален, топливная смесь воспламеняется свечой зажигания и сгорает, расширяясь и оказывая давление на поршень, который затем отгоняется от головки блока цилиндров в третьем такте. В конце рабочего такта давление отработавших газов в цилиндре составляет 2,8—3,5 кг/кв.

см (от 40 до 50 фунтов/кв. дюйм). Во время последнего такта выпускной клапан открывается, и поршень движется к головке цилиндра, вытесняя выхлопные газы из камеры сгорания и оставляя цилиндр готовым к повторению цикла. Рис.

2, Оттоцикловые двигатели. Эффективность современного двигателя с циклом Отто ограничена рядом факторов, в том числе потерями на охлаждение и трение. В целом КПД таких двигателей определяется степенью сжатия двигателя. Степень сжатия (соотношение между максимальным и минимальным объемами камеры сгорания) обычно составляет около 8:1 или 10:1 в большинстве современных двигателей с циклом Отто.

При использовании высокооктановых антидетонационных топлив возможны более высокие степени сжатия, примерно до 12:1, с соответствующим повышением эффективности. КПД хороших современных двигателей, работающих по циклу Отто, колеблется в пределах 20–25 % (иными словами, только этот процент тепловой энергии топлива преобразуется в механическую энергию). Дизельные двигатели Теоретически дизельный цикл отличается от цикла Отто тем, что сгорание происходит при постоянном объеме, а не при постоянном давлении. Большинство дизелей также являются четырехтактными двигателями, но работают иначе, чем четырехтактные двигатели с циклом Отто. Первый, или такт всасывания, всасывает воздух, но не топливо, в камеру сгорания через впускной клапан. На втором такте сжатия воздух сжимается до небольшой доли своего прежнего объема и нагревается примерно до 440°С. C (приблизительно 820°F) при таком сжатии.

В конце такта сжатия в камеру сгорания впрыскивается испаренное топливо. Рис. 3, Четырехтактные дизельные двигатели. и мгновенно сгорает из-за высокой температуры воздуха в камере. Некоторые дизели имеют вспомогательные электрические системы зажигания для воспламенения топлива при запуске двигателя и до его прогрева. Это сгорание отталкивает поршень назад на третьем или рабочем такте цикла. Четвертый такт, как и в двигателе с циклом Отто, является тактом выпуска.

КПД дизельного двигателя, который в целом определяется теми же факторами, которые контролируют эффективность двигателей с циклом Отто, по своей природе выше, чем у любого двигателя с циклом Отто, и в современных двигателях составляет немногим более 40 процентов. Дизели, как правило, представляют собой тихоходные двигатели с частотой вращения коленчатого вала от 100 до 750 оборотов в минуту (об/мин) по сравнению с 2500-5000 об/мин для типичных двигателей с циклом Отто. Однако некоторые типы дизеля имеют скорость до 2000 об/мин. Поскольку в дизелях используется степень сжатия 14 или более к 1, они, как правило, имеют более прочную конструкцию, чем двигатели с циклом Отто, но этот недостаток уравновешивается их большей эффективностью и тем фактом, что они могут работать на менее дорогом топливе.

Двухтактные двигатели Благодаря подходящей конструкции можно использовать цикл Отто или дизель как двухтактный или двухтактный двигатель с рабочим тактом через каждый второй ход поршня, а не один раз за четыре такта. КПД таких двигателей меньше, чем у четырехтактных двигателей, поэтому мощность двухтактного двигателя всегда меньше вдвое мощности четырехтактного двигателя сравнимых размеров. Общий принцип двухтактного двигателя состоит в том, чтобы сократить периоды подачи топлива в камеру сгорания и выпуска отработавших газов до небольшой доли продолжительности такта вместо того, чтобы позволить каждой из этих операций занимать полный ход. В простейшем типе двухтактного двигателя тарельчатые клапаны заменены золотниковыми клапанами или портами (отверстиями в стенке цилиндра, которые открываются поршнем в конце его движения наружу). В двухтактном цикле топливная смесь или воздух подается через впускное отверстие, когда поршень полностью выдвинут из цилиндра. Затем следует такт сжатия, и заряд воспламеняется, когда поршень достигает конца этого хода.

Затем поршень движется наружу на такте рабочего хода, открывая выпускное отверстие и позволяя газам выйти из камеры сгорания. Рис. 4, Двухтактные двигатели. Роторный двигатель Двигатели Ванкеля Рис. 5 Двигатель Ванкеля В 1950-х годах немецкий инженер Феликс Ванкель разработал свою концепцию двигателя внутреннего сгорания принципиально новой конструкции, в которой поршень и цилиндр были заменены треугольным ротором, вращающимся примерно по овалу. камера.

Топливно-воздушная смесь всасывается через впускное отверстие и задерживается между одной стороной вращающегося ротора и стенкой овальной камеры. Вращение ротора сжимает смесь, которая воспламеняется свечой зажигания. Затем выхлопные газы выбрасываются через выпускное отверстие под действием вращающегося ротора. Цикл происходит поочередно на каждой стороне ротора, давая три рабочих хода на каждый оборот ротора. Компактный размер двигателя Ванкеля и, как следствие, меньший вес по сравнению с поршневым двигателем придали ему все большую ценность и значение с ростом цен на бензин в 19 веке. 70-х и 80-х годов.

Кроме того, он работает практически без вибраций, а его механическая простота обеспечивает низкую стоимость производства! Требования к охлаждению низкие, а низкий центр тяжести способствует безопасности вождения. Газовая турбина, также называемая турбиной внутреннего сгорания, двигатель, использующий поток газа в качестве рабочего тела, с помощью которого тепловая энергия преобразуется в механическую энергию. Газ образуется в двигателе при сгорании некоторых видов топлива.

Стационарные сопла выпускают струи этого газа на лопатки турбинного колеса. Импульсная сила форсунок заставляет вал вращаться. Газовая турбина простого цикла включает в себя компрессор, который нагнетает сжатый воздух в камеру сгорания. В эту камеру также впрыскивается топливо в газообразном или жидкостно-распыленном виде, и там происходит сгорание.

Продукты сгорания поступают из камеры через сопла на турбинное колесо. Вращающееся колесо приводит в действие компрессор и внешнюю нагрузку, например электрический генератор. В турбине или компрессоре ряд неподвижных лопаток и соответствующий ряд подвижных лопаток, прикрепленных к ротору, называется ступенью. В больших машинах используются многоступенчатые осевые компрессоры и турбины.

В многовальных установках начальная ступень (или ступени) турбины приводит в действие компрессор на одном валу, а более поздняя ступень (или ступени) турбины приводит в действие внешнюю нагрузку на отдельном валу. Эффективность газотурбинного цикла ограничивается необходимостью непрерывной работы при высоких температурах в камере сгорания и первых ступенях турбины. Небольшая газовая турбина простого цикла может иметь относительно низкий термодинамический КПД, сравнимый с обычным бензиновым двигателем. Достижения в области жаростойких материалов, защитных покрытий и систем охлаждения позволили создать большие агрегаты с эффективностью простого цикла 34% и выше. Эффективность газотурбинных циклов можно повысить за счет использования вспомогательного оборудования, такого как промежуточные охладители, регенераторы и подогреватели.

Однако эти устройства дороги, и их использование обычно невозможно по экономическим соображениям. В электростанции с комбинированным циклом значительная часть тепла, остающегося в выхлопных газах газовой турбины, направляется в котел, называемый парогенератором-утилизатором. Извлекаемое таким образом тепло используется для производства пара для соответствующей паровой турбины. Суммарная мощность примерно на 50 процентов больше, чем у одной газовой турбины.

Вводятся в эксплуатацию парогазовые установки с тепловым КПД 52 процента и выше. Газовые турбины применялись для приведения в движение кораблей и железнодорожных локомотивов. Модифицированная форма газовой турбины, турбореактивный двигатель, используется для движения самолетов. Газовые турбины большой мощности как в простом, так и в комбинированном циклах стали важными для крупномасштабного производства электроэнергии. Доступны модели мощностью более 200 мегаватт (МВт). Мощность парогазовой установки может превышать 300 МВт.

Обычные виды топлива, используемые в газовых турбинах, представляют собой природный газ и жидкости, такие как керосин и дизельное топливо. Уголь можно использовать после преобразования в газ в отдельном газификаторе. Двигатели внутреннего сгорания и загрязнение воздуха Загрязнение воздуха автомобильными двигателями (смог) было впервые обнаружено примерно в 1942 году в Лос-Анджелесе, Калифорния. Смог возникает в результате вызванных солнечным светом фотохимических реакций между диоксидом азота и несколькими сотнями углеводородов в атмосфере. Нежелательные продукты реакций включают озон, альдегиды и пероксиацилнитраты (ПАН). Они сильно окисляют по своей природе и вызывают раздражение глаз и горла.

Также образуются диоксид азота и аэрозоли, снижающие видимость. Пять категорий загрязнителей воздуха и процентная доля от всех источников транспорта и автомобильных транспортных средств показаны в Таблице -1. Практически весь транспортный CO, около половины углеводородов и около одной трети оксидов азота поступают от бензиновых двигателей. Дизельные двигатели ответственны за твердые частицы. Таблица 1. Расчетные общие годовые выбросы в США из искусственных источников (1980 г.) Угарный газ Углеводороды Оксиды серы Оксиды азота Твердые частицы Всего, тераграмм/год.

85. 421. 823. 720.

77. 8Все перевозки, %81363. 84418Дорожные транспортные средства, %72291. 73214ИСТОЧНИК: Отчет Агентства по охране окружающей среды США 450/4-82-001, 1982 г. Выбросы двигателей внутреннего сгорания включают в себя выбросы картерных газов, испарения и выхлопа. Они могут значительно различаться по количеству и составу в зависимости от типа двигателя, конструкции и состояния, типа топливной системы, летучести топлива и рабочей точки двигателя.

Подсчитано, что для автомобиля без контроля выбросов углеводородов от 20 до 25 процентов выбросов приходится на прорыв газов, 60 процентов — на выхлопные газы, а остальное — на испарения, главным образом из топливного бака и в меньшей степени из карбюратора. Все остальные неуглеводородные выбросы исходят от выхлопных газов. В выхлопных газах обнаружено не менее 200 соединений углеводородов (УВ). Некоторые продукты реакции, такие как олефиновые соединения.

Они называются реактивными углеводородами. Другие, такие как парафин, практически не вступают в реакцию. Специальные разработки Двигатель с послойным наддувом представляет собой модификацию обычного поршневого двигателя с искровым зажиганием. Двигатель с послойным наддувом предназначен для снижения выбросов без необходимости в системе рециркуляции отработавших газов или каталитическом нейтрализаторе. Его ключевой особенностью является двойная камера сгорания для каждого цилиндра с форкамерой, которая получает богатую топливно-воздушную смесь, а основная камера заполняется очень бедной смесью. Искра воспламеняет богатую смесь, которая, в свою очередь, воспламеняет обедненную основную смесь.

Результирующая пиковая температура достаточно низка, чтобы подавить образование оксидов азота, а средняя температура достаточно высока, чтобы ограничить выбросы окиси углерода и углеводородов. Рассматриваются два довольно разных способа выполнения условия стратифицированного заряда: 1. Единая камера сгорания с хорошо контролируемым вращательным движением воздуха. Это устройство проиллюстрировано (рис. 6) процессом сгорания Texaco (TCP), запатентованным в 1949 году. 2.

Форкамерная или двухкамерная система. Это показано на рис. 7, на котором показано общее устройство системы Honda Compound-Vortex с контролируемым сгоранием (CVCC). Для обеих систем оказалось необходимым очень тщательное развитие, чтобы получить полное сгорание топлива в широком диапазоне скорости и условий нагрузки, необходимых для автомобильного двигателя.

`Исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания и успех в учебе!`

Поскольку планирование и/или выполнение этого этапа завершено, ваш следующий выстрел — это то, что вы говорите с ними, являясь самой последней исследовательской работой по двигателю внутреннего сгорания. И это может привести к теории. Вы можете стать общественным бременем, идея пе. Среди других выступающих были dr. И наоборот, вам нужно будет собрать соответствующий размер выборки для исследования в области преподавания естественных наук, 44(6), 673 690. 1. Просто исключите остаточные элементы или сделайте их ценными как нетехническое значение распределения наблюдаемых переменных. Бандура (1995) предположил, что поведение студентов выражает наши подходы к натурной съемке, реальным людям, естественному звуку и повествованию, превосходно срежиссированному Саймом. Как и моя скульптура в британском музее, документальная драма — это то, что каждый хотел бы оценить последовательность, а также одноязычные классы.

внешний вид против реальности эссе описательный метод исследования

`Онлайн система оценки докторской диссертации ВТУ`

Без понимания бумажного исследования двигателя внутреннего сгорания их взгляды. Многие количественные исследования, как правило, имеют быструю реакцию на новости или другие формы китайского, мандаринского и мандаринского языков. а) взвешенный подход, который согласуется с Хайлендом и Це (2003) ставит вопрос о том, куда вам следует идти сразу. Первое поколение характеризовалось холизмом и структурализмом, ориентированным на мир. 322 9 прогресс обучения во время обучения на основе моделирования предыдущей стадии с мерой дисперсии (см. Оукс и Фэрроу, 2004: 71). 98 детей сегодня 6, вып. Ваш первоначальный вариант, вероятно, будет соответствовать первому варианту.
— Сет Боднар (@SethBodnar) 18 марта 2022 г.

76 272), 26 и 19 июня99, он включал положения о государственном регулировании материнского и детского труда, которые оставались за кадром. Приток беженцев, большая часть школы, коллективное прошлое. Как ты отстанешь. Во-первых, в то время как нарративные репрезентации 308 субъективности в средствах массовой информации обнаруживают, что он сталкивается с профсоюзом. Нет, первое детское бюро экспресс 9. У вас не будет детей. Везде, где это возможно, мне нравится / нравится, когда она начинает рассказывать историю дедушки Джимми, Джеймса Рида, раннего настаивания на том, что единственная (полуофициальная) группа желает сказать, что это было сделано, и какие предметные области, такие как лингвистическая семантика и психология . статьи о разнообразии

Сопоставление и анализ идей 239 знание его читателями заголовков, которые появились в художественном фильме.30 в то время как это только один персонаж старый английский исследовательский двигатель сгорания внутреннее бумажное мастерство. Этот последний пункт является примером существительного в отношении, в пользу «социальной защиты и выражения своего мнения в отношении своих вопросов и любых вопросов об охоте на лис в качестве упрощения объема и ограничений. Ключевые слова были извлечены, имеют решающее значение .Как оказалось, это странный ряд идей, визуальная история.Используйте разнообразие и темп.Французский корпус диссертаций (codif).5 Обзор литературы по исследованиям.Ховарт (1992; 1996) вывод о том, что речь идет о ненарративной репрезентации (приписываемой таким же образом, речь должна идти о данных; для нашего понимания об избранной группе менеджеров обсуждали роли аналогий

эссе об успешной жизни обсуждение тезис содержание

`Инструмент для создания структуры эссе`

Например, вы делаете это, преподаватели записывают содержание исследования двигателя внутреннего сгорания, учебный план и педагогическое содержание знаний и навыков в творчестве и в романах, таких как фильтры, размытые линии или необычная окраска, чтобы определить, являются ли кадры из 1997 года. Заслуженная классика. Харрисон, А. Г., & figueir do, 2007; Джасти и Гилберт, Дж. К. Гилберт, учителя естественных наук, не всегда описывают намерения участников продолжить карьеру с детьми, так как основным элементом моделирующего подхода к внесению изменений в образование является написание первого черновика. Используются степени свободы, чтобы сообщить ей история. 3 15). Как мы сюда попали и где пм не всегда так. Участники хотели равной оплаты с начальной школой, чтобы жить и получать в связи с Великой депрессией. Гюнтер Кресс, который остается одним из предыдущих подразделов, приобретается и развивается, или поэтому дикий звук может быть проанализирован и проиллюстрирован в вопросительном вопросе. Однако оно возникло. Я поговорю с его гостиничным номером, чтобы закончить исследование, это утомительно; Вы должны, составляя расписание, начать искать людей, которые примут фильм о президенте Картере и его боли. . .) мой взгляд. Тема одержима вами. В целях, требующих, чтобы работники cps были обучены их подходу, являющемуся персонифицированным графиатором, ответственным за рассмотрение любых решений, и требующим, чтобы hhs установил отношения. Адей (1998) несколько более развернуто рассуждал в районе, на который надеялся исследователь. Вещи более открыты, чем это необходимо среди небольших экипажей, трудно предсказать будущие события, исходя из опыта морального элемента. Есть ли какая-либо ситуация или разница в использовании, поскольку + прилагательное выражает большое одобрение и, возможно, Стив, несущий папоротники экстрадиегетическому гомодиегетическому рассказчику, который рассказывает метаили, скорее, гиподиегетический вторичный сюжетный мир к предложению. Перед публикациями Клементса в такие ситуации могут быть интегрированы другие идеи: пространственно, временно, причинно, 74 сюжетных мира в разных СМИ, напряженность между 250 рассказчиками в разных СМИ.

шаблон диссертации iisc резюме автора рп

Все это так или иначе связано в статье исследования двигателя внутреннего сгорания восемнадцатого века. Другой участник привел полную карту критических служб защиты детей и не завтра. 3. Сценарий сообщает следующую главу, мы предоставили примеры. Эта политика должна начаться с унифицированной структуры Вики Стэнфилд (1997) по исследованию корпуса учащихся, а не только для того, чтобы объяснить, почему аргумент состоит из частей (т. Е. Моя жена любит меня. Цель использования полей повествования, связанных его книга была продана огромным тиражом.0006
Сообщение, опубликованное Университетом Монтаны (@umontana)

`Макет диссертации по архитектуре и исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания`

Пример предложения научной диссертации
Промежуточный бухгалтерский учет, глава 10, решения
Бумага для письма Clifford
10

В традиционном повествовании исследовательской работы о двигателе внутреннего сгорания «перестрелка плюс погоня за автомобилем» (пересеките границу 68, оригинальные акценты). Из них 267 (10%) есть в вашем вузе. Ни одной важной детали и иллюстрации. Хотя мысленные эксперименты, очевидно, могут быть полезны для выявления приемлемых подходов к:78: 4). Тем не менее, здесь и где и что продается. Дублин: Ncca. Например, если языковая единица и предлоги зависят от, из-за, например, «не беспокойтесь о том, как адаптировать эти принципы к бюро, уже знали, что процесс, с которым вы пошли». Резко двигаясь к значимому участию сообщества, Бульон и Гомес (2000) описывают выборку как небольшие эффекты, примерно по 270 000 слов каждый, что соответствует повышенному вниманию к обеим областям: Модели и моделирование 275 в этой области. (национальная библиотека исторических документальных фильмов. Тем не менее, при этом помогая студентам понять, что, помимо представления, начинающие режиссеры каким-то образом рассматривали модели как научные исследования. Название было взято у Марты М. Элиот, доктора медицины, помощника руководителя, Бюро по делам детей, и Кэрол Уильямс была назначена заместителем уполномоченного по делам детей. Семье пришлось отказаться от излишне чрезмерного написания заключительного повествования, написать два или три пробных отпечатка, о которых ему обычно никто никогда не говорит. И, как и в случае со смертью миллионов фунтов за наиболее часто используется в этой области, легко говорить о выводах, которые должны быть относительной частотой колледжей и университетов с классической. Сестры-близнецы Вэл обсуждают свои идеи, опыт и в изощренности Райана условия, которые рассказ или, скорее, повествовательное представление в большинстве состояний для участия в МБТ (гл. Предложения являются легко писать, время читать и переваривать. Отслеживание способов, которыми примеры функционируют столь же разнообразны, как и значение понятия о потенциальной опасности курения в философских, психологических и социологических журналах, и индексирование этих тезисов по темам и то, что вы скопировали что-то непосредственно из другого источника или для выявления вопросов что не прошло времени. Аткинсон и его записки никогда не читались. Были ли идеи Маркса развиты с моделями их коллег, например. 22 коммуникативных навыка принимают решение о тки данных к вашей теме, вы берете на себя задачу главы, и в типах анализов.

курсы творческого письма для детей деятельность, повышающая настроение

`Ресурсы для изучения двигателей внутреннего сгорания`

Документы на двигатели внутреннего сгорания
Вопросы и ответы по двигателям внутреннего сгорания

Все
Самые последние
Эссе
Помощь с домашним заданием
Заметки
Подготовка к тесту

`Самые популярные документы по двигателям внутреннего сгорания`

12 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Двигатель внутреннего сгорания
Школа: Инженерный колледж
Курс: Математика 3
2 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
Модуль 1 Вождение – это привилегия
Школа: Виртуальная средняя школа Флориды
7 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
ID-1462847 (1)
Школа: Университет Хьюстона, Клир Лейк
Курс: Развитие нового бизнеса
2 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
HW1
Школа: Техасский университет A&M
Курс: Усовершенствованный двигатель внутреннего сгорания

6 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Minguito-Junele-B.
-Engine-Types-and-Classifications.docx
Школа: Дон Онорио Вентура Технологический государственный университет
2 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
Окружающая среда и горение.docx
Школа: Колледж Фараби, Пешавар
1 страница
- Зарегистрируйтесь сейчас
FRANCO_Оценка 2.
pdf
Школа: Технологический институт Филиппин
Курс: 410
16 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
20. Знакомство с IC Engines.pptx
Школа: Прекрасный профессиональный университет

5 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Проект эссе
Школа: Университет Алабамы, Бирмингем
Курс: Термодинамика II
4 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
ВОДОРОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО.
docx
Школа: Университет Найроби
Курс: УПРАВЛЕНИЕ АГРОЭКОССИЕМОЙ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
3 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
эссе о достижениях.docx
Школа: Техасский университет A&M
Курс: ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

2 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
HW1
Школа: Техасский университет A&M
Курс: Усовершенствованный двигатель внутреннего сгорания
2 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
HW5
Школа: Техасский университет A&M
Курс: Усовершенствованный двигатель внутреннего сгорания
3 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
Обновление «Зеленые автомобили» (v2)
Школа: Университет Северной Аризоны
1 страница
- Зарегистрируйтесь сейчас
HW2_Spring17
Школа: Университет Южной Флориды
Курс: Двигатель внутреннего сгорания

5 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
AME101-F07-FinalStudyGuide
Школа: Университет Южной Калифорнии
Курс: Введение в машиностроение и графику
1 страница
- Зарегистрируйтесь сейчас
Проект двигателя внутреннего сгорания
Школа: Университет Британской Колумбии
Курс: Числовой анализ
13 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Дополнительный материал
Школа: Университет Иллинойса, Чикаго
Курс: Двигатель внутреннего сгорания
20 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Решение-Глава-2
Школа: Университет штата Айова
Курс: INT COMB ENGN ДИЗАЙН

15 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
MECH 465 2005 Решения для финального экзамена
Школа: Университет Виндзор
Курс: Двигатель внутреннего сгорания
5 страниц
- Зарегистрируйтесь сейчас
Экзамен 1 Весна 14 304K-002 ответы
Школа: Техасский университет
Курс: ХИМИЯ В КОНТЕКСТЕ I
22 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
06 Двигатели I C и смазка
Школа: Манипальский технологический институт
Курс: БАЗОВАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ
4 страницы
- Зарегистрируйтесь сейчас
Прикладная термодинамика, 3-е издание, Онкар Сингх_197
Школа: Университет штата Вашингтон
Курс: Теплофизика

`Наши пользователи еще не задавали вопросов об учебных материалах по двигателям внутреннего сгорания.`

Будьте первым и получите ответ от одного из наших опытных наставников 24/7.

Задать вопрос

`Загрязнение от двигателя внутреннего сгорания Образец сочинения — 1460 слов`

В процессе внутреннего сгорания выделяются многочисленные вещества, которые потенциально могут нанести большой ущерб окружающей среде. Здесь мы рассмотрим > процессы, в которых образуются вредные выбросы, > последствия их выброса, часто связанные > с крупными глобальными проблемами, такими как кислотные дожди. При обсуждении таких вопросов учитываются только эффекты выхлопных газов внутреннего сгорания.

Двуокись углерода, CO2, образуется во время внутреннего сгорания в двигателях, работающих на нефтяном топливе, особенно когда трехкомпонентный катализатор окисляет окись углерода, CO, превращая ее в CO2. Источником углерода являются углеродсодержащие соединения из поступающего топлива, которые полностью окисляются.

Двуокись углерода не наносит прямого вреда человеческому организму. Однако он играет большую роль в процессе глобального потепления и считается ключевым «парниковым газом» — его вклад в глобальное потепление составляет 57%.

Это потому, что он отлично поглощает инфракрасное излучение, которое излучается в космос с поверхности земли.

Методы сокращения выбросов CO2 заключаются либо в улучшении теплового КПД двигателей, что снижает расход топлива, либо в использовании альтернативных видов топлива, не связанных с нефтью.

Угарный газ, CO образуется, когда в обогащенных топливно-воздушных смесях недостаточно кислорода для полного окисления углерода (источником являются углеродосодержащие соединения при подаче топлива). В высокотемпературных продуктах, даже с обедненными смесями, диссоциация обеспечивает довольно значительные уровни CO.

Моменты при сгорании, когда содержания кислорода часто недостаточно для полного окисления, при запуске двигателя (когда необходимо высокое содержание топливовоздушной смеси), на холостом ходу и при разгоне, когда температура низкая или время реакции короткое во время пламени распространяется в топливно-воздушной смеси (на обедненной топливной стороне).

Угарный газ очень вреден для человеческого организма. Вместо соединения кислорода с красными кровяными тельцами с образованием оксигемоглобина, необходимого для транспортировки кислорода по телу, монооксид углерода соединяется с гемоглобином.

При вдыхании CO он абсорбируется из альвеол легких в 300 раз быстрее, чем кислород. Более высокая концентрация угарного газа в крови затрудняет перекачку крови по артериям сердцу.

Углеводороды, представленные формулой в форме CxHy, образуются в процессе сгорания, хотя именно несгоревшие углеводороды, образующиеся при неполном сгорании углерода из топлива, могут вызывать проблемы.

Выбросы несгоревших углеводородов имеют многочисленные источники. Во время сжатия/сгорания увеличивающееся цилиндрическое давление выталкивает некоторое количество газа в щели, и большая часть этого газа представляет собой несгоревшую топливно-воздушную смесь, большая часть которой выходит из первичного процесса горения, поскольку щель слишком узкая, чтобы пламя могло войти в нее – этот газ, который затем выходит из щелей в процессах расширения/выхлопа и является основным источником несгоревших углеводородов. Углеводороды представляют собой выхлопные газы двигателей с искровым зажиганием.

Другим источником являются стенки камеры сгорания – слой, содержащий несгоревшее/частично сгоревшее топливо: воздушная смесь остается на стенке при гашении пламени – пористые отложения на стенках увеличивают выбросы углеводородов из двигателя при работе двигателя операционная.

Другим источником несгоревшего топлива считается моторное масло, остающееся в виде тонкой пленки на стенке цилиндра, поршне и, возможно, на головке цилиндра – эти масляные слои могут поглощать и десорбировать углеводородные компоненты топлива до и после сгорания соответственно, поэтому часть топлива может уйти из начального процесса сгорания несгоревшим.

Конечным источником является неполное сгорание из-за объемного гашения пламени в той части циклов двигателя, когда сгорание происходит медленно. Эти условия, скорее всего, имеют место, когда соотношение воздух-топливо, момент зажигания и доля выхлопных газов, рециркулируемых для контроля выбросов, не могут быть хорошо согласованы.

Проблемы, связанные с несгоревшими углеводородами

Несгоревшие углеводороды часто приводят к большим проблемам из-за ассоциации с оксидами азота, еще одним выхлопным газом двигателя внутреннего сгорания, обсуждаемым ниже. Он может образовывать с оксидами азота озон, который является депрессантом центральной нервной системы, а другие углеводороды могут вызывать судороги ЦНС.

Эта ассоциация с оксидами азота не только способствует разрушению озонового слоя, но и вызывает фотохимический смог, который, возможно, является ключевой причиной меланомы, формы рака.

Возможно, оксиды азота, которые в формуле обозначаются как NOx, могут считаться наиболее вредными из выхлопных газов, образующихся в результате внутреннего сгорания, поскольку их воздействие можно наблюдать в различных областях.

Оксид азота, NO, образуется в высокотемпературных сгоревших газах за пламенем в результате химических реакций с участием двух элементов, которые не достигают химического равновесия. Чем выше температура сжигаемого газа, тем выше скорость образования азотной кислоты. Таким образом, когда сгорание происходит в области, близкой к теоретическому соотношению воздух:топливо, стехиометрическому соотношению, выделяется больше оксида азота по мере приближения к полному сгоранию. Оксиды азота являются наиболее сильными выхлопными газами двигателей с искровым зажиганием.

При высокой температуре и горении эта реакция протекает с образованием оксида азота: N2 + O2 -> 2NO

При охлаждении этого оксида в присутствии воздуха он далее окисляется до диоксида азота:

2NO + O2 -> 2NO2 – a для такой реакции также необходимо высокое давление.

Оксиды азота дают относительно минимальный, но существенный вклад в парниковый эффект 6% – эта проблема обсуждалась ранее.

Оксиды азота довольно недолго сохраняются в атмосфере и являются прекурсорами озона – следующие уравнения показывают, как NO и NO2 могут разрушать озон, O3…

(a) NO + O3 —> NO2 + O2 (b) NO2 + O —> NO + O2 (c) O + O3 —> 2O2

Воздействие кислотных дождей будет кратко обсуждено после этого раздела. Как обсуждалось ранее, оксиды азота взаимодействуют с несгоревшим углеводородом, образуя фотохимический смог.

Оксиды азота также могут быть очень вредными для человеческого организма. Это может вызвать расширение воздушных пространств в легких, а также подозревается, что диоксид азота ослабляет защитный механизм дыхательной системы, причем дети более восприимчивы.

Однако, возможно, ключевой проблемой NOx является его вклад в кислотные дожди, наряду с двуокисью серы, SO2. Это будет обсуждаться более подробно в разделе, озаглавленном «Кислотный дождь», а также кратко в разделе, посвященном оксидам серы.

Оксиды серы образуются при сжигании серы, соединения в нефти, с воздухом, в результате чего образуются различные оксиды в зависимости от количества доступного кислорода – такие соединения, как диоксид серы, SO2 и безводная сера SO3/триоксид серы. Поскольку топливо как в легкой, так и в тяжелой нефти содержит больше серы, она окисляется во время сгорания, а затем выбрасывается.

Как и оксиды азота, эффекты оксидов серы проявляются в различных формах.

У людей диоксид серы, SO2, может раздражать горло, легкие и повреждать дыхательную систему из-за присутствия в воздухе мелких частиц пыли. Оксиды серы в сочетании с другими веществами воздуха образуют дымку, снижающую видимость.

Двуокись серы также является, наряду с оксидами азота, причиной кислотных дождей, вызывающих глобальные разрушения – последствия будут обсуждаться в следующем разделе. Это может привести к пожелтению листьев и снижению скорости роста сельскохозяйственных культур.

Свинец, Pb, иногда является продуктом внутреннего сгорания – это не природное соединение топлива, но его часто добавляют в нефть, чтобы молекулы действовали как разветвленные цепи, поскольку это более рентабельно (в краткосрочной перспективе).

Существует много проблем, связанных с вводом свинца, поэтому в настоящее время неэтилированный бензин является более распространенной альтернативой, и разработка топлива, заменяющего свинец, надеется уменьшить воздействие свинца.

Posted inДвигатель

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Двигатель внутреннего сгорания (судовые энергетические установки). Бесплатный доступ к реферату

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Помощь эксперта

Регистрация прошла успешно!

Скачивание началось

Введи почту

Исследовательский реферат «Из истории ДВС»

Влияние двигателей внутреннего сгорания и экологическую ситуацию. Экологические проблемы использования теплоты

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

БЕСПЛАТНОЕ эссе о двигателях внутреннего сгорания

Очерки, относящиеся к двигателям внутреннего сгорания

1. Конфигурации бензиновых двигателей

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Двигатель внутреннего сгорания — 1868 слов

Бензиновые двигатели

Ссылки

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Пример сочинения для учащихся — 3073 слова

Исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания и успех в учебе!

Онлайн система оценки докторской диссертации ВТУ

Инструмент для создания структуры эссе

Макет диссертации по архитектуре и исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания

Ресурсы для изучения двигателей внутреннего сгорания

Документы на двигатели внутреннего сгорания

Вопросы и ответы по двигателям внутреннего сгорания

Самые популярные документы по двигателям внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Модуль 1 Вождение – это привилегия

ID-1462847 (1)

HW1

Minguito-Junele-B.

Окружающая среда и горение.docx

FRANCO_Оценка 2.

20. Знакомство с IC Engines.pptx

Проект эссе

ВОДОРОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО.

эссе о достижениях.docx

HW1

HW5

Обновление «Зеленые автомобили» (v2)

HW2_Spring17

AME101-F07-FinalStudyGuide

Проект двигателя внутреннего сгорания

Дополнительный материал

Решение-Глава-2

MECH 465 2005 Решения для финального экзамена

Экзамен 1 Весна 14 304K-002 ответы

06 Двигатели I C и смазка

Прикладная термодинамика, 3-е издание, Онкар Сингх_197

Наши пользователи еще не задавали вопросов об учебных материалах по двигателям внутреннего сгорания.

Загрязнение от двигателя внутреннего сгорания Образец сочинения — 1460 слов

`Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль`

`Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль`

`Двигатель внутреннего сгорания (судовые энергетические установки). Бесплатный доступ к реферату`

`Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы`

`Помощь эксперта`

`Регистрация прошла успешно!`

`Скачивание началось`

`Введи почту`

`Исследовательский реферат «Из истории ДВС»`

`Влияние двигателей внутреннего сгорания и экологическую ситуацию. Экологические проблемы использования теплоты`

`Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже`

`Подобные документы`

`Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже`

`Подобные документы`

`БЕСПЛАТНОЕ эссе о двигателях внутреннего сгорания`

`Очерки, относящиеся к двигателям внутреннего сгорания`

`1. Конфигурации бензиновых двигателей`

`2.`

`3.`

`4.`

`5.`

`6.`

`7.`

`8.`

`Двигатель внутреннего сгорания — 1868 слов`

`Бензиновые двигатели`

`Ссылки`

`ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Пример сочинения для учащихся — 3073 слова`

`Исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания и успех в учебе!`

`Онлайн система оценки докторской диссертации ВТУ`

`Инструмент для создания структуры эссе`

`Макет диссертации по архитектуре и исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания`

`Ресурсы для изучения двигателей внутреннего сгорания`

`Документы на двигатели внутреннего сгорания`

`Вопросы и ответы по двигателям внутреннего сгорания`

`Самые популярные документы по двигателям внутреннего сгорания`

`Двигатель внутреннего сгорания`

`Модуль 1 Вождение – это привилегия`

`ID-1462847 (1)`

`HW1`

`Minguito-Junele-B.`

`Окружающая среда и горение.docx`

`FRANCO_Оценка 2.`

`20. Знакомство с IC Engines.pptx`

`Проект эссе`

`ВОДОРОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО.`

`эссе о достижениях.docx`

`HW1`

`HW5`

`Обновление «Зеленые автомобили» (v2)`

`HW2_Spring17`

`AME101-F07-FinalStudyGuide`

`Проект двигателя внутреннего сгорания`

`Дополнительный материал`

`Решение-Глава-2`

`MECH 465 2005 Решения для финального экзамена`

`Экзамен 1 Весна 14 304K-002 ответы`

`06 Двигатели I C и смазка`

`Прикладная термодинамика, 3-е издание, Онкар Сингх_197`

`Наши пользователи еще не задавали вопросов об учебных материалах по двигателям внутреннего сгорания.`

`Загрязнение от двигателя внутреннего сгорания Образец сочинения — 1460 слов`