Тема №21-22: Практическая работа № 2
Причины образования вредны веществ в отработанных газах.
Форма работы: индивидуальная, электронное обучение.
Урок совершенствования знаний умений и навыков.
Цель: изучить законы нормирующие загрязнение окружающей среды.
Используемая литература: учебник М.В.Графкина, В.А.Михайлова Экология и автомобиль, Москва Издательский дом «Академия» 2012год
Интернет-ресурсы: https://moluch.ru/archive/126/33712/
Ход урока.
1. Организационный этап.
На данном уроке вы познакомитесь нормативами качества окружающей среды.
2. Основная часть.
Практическое занятие №2
Тема работы: Причины образования вредны веществ в отработанных газах.
Цель: Изучить причины образования вредных веществ в отработанных газах, виды топливовоздушных смесей.
Основные теоретические положения
Для выявления причин образования вредных веществ в ОГ необходимо знать классификацию ДВС, их принципиальное устройство и происходящие в них процессы.
Поршневые ДВС классифицируют по следующим признакам:
1) По способу воспламенения горючей смеси – на двигатели с воспламенением от сжатия(дизели) и двигатели с принудительным воспламенением от электрической искры;
2) Способу смесеобразования – на двигатели с внешним (карбюраторные и газовые) и внутренним смесеобразованием(дизели);
3) Способу осуществления рабочего процесса – на четырехтактные и двухтактные;
4) Виду применяемого топлива – на двигатели жидкого топлива, работающие на бензине и дизельном топливе, и двигатели газообразного топлива, работающие на сжатом и сжиженном газах;
5) Числу цилиндров – на одноцилиндровые и многоцилиндровые.
В процессе сгорания топлива в ДВС образуются нетоксичные компоненты (водяной пар и диоксид углерода) и токсичные вещества, являющиеся продуктами неполного сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах, а некоторые содержатся в топливе и при работе двигателя выбрасываются с ОГ. Образование токсичных веществ зависит от способа смесеобразования и условий сгорания топливовоздушной смеси, поэтому различается содержание токсичных веществ в выбросах бензиновых двигателей и дизелей.
| Основные компоненты | Карбюраторный двигатель | дизель | ||
| Масса,г. | Относительное содержание, % | Масса,г. | Относительное содержание % | |
| Оксид углерода | 73,8 | 25,5 | ||
| Оксиды азота | 18,1 | 38,8 | ||
| Углеводороды | 6,6 | 8,2 | ||
| Оксиды серы | 0,7 | 21,4 | ||
| Альдегиды | 0,3 | 1,0 | ||
| Сажа | 1,5 | 0,5 | 5,1 | |
| итого | 304,5 |
На работу ДВС влияет состав горючей смеси, для оценки которого используют коэффициент избытка воздуха:
α = LД / LT
где LД – масса воздуха, действительно участвующего в процессе сгорания топлива, LT - масса воздуха, теоретически необходимого для сгорания топлива.
Различают следующие составы горючей смеси:
Нормальная смесь - LД = LT (α = 1) Двигатель, работающий на нормальной смеси, развивает мощность, близкую к максимальной, а удельный расход топлива незначительно больше минимального.
Обедненная смесь - LД > LT (α = 1,05…1,15). При работе на такой смеси мощность ДВС несколько снижается, поскольку скорость сгорания смеси замедляется, но экономичность двигателя возрастает.
Бедная смесь - LД > LT (α = 1,2). Работа двигателя на этой смеси сопровождается резким падением мощности и возрастанием удельного расхода топлива. Смесь с α > 1,3 в цилиндре не воспламеняется.
Обогащенная смесь - LД < LT (α = 0,8…0,9). В этом случае ДВС развивает максимальную мощность, поскольку скорость сгорания увеличивается, но экономичность двигателя ухудшается.
Богатая смесь - LД < LT (α = 0,6…0,8). Работа на такой смеси вызывает падение мощности ДВС и значительное ухудшение экономичности. Смесь с α < 0,5 в цилиндре не воспламеняется.
В зависимости от режима работы бензинового ДВС коэффициент α может изменяться в пределах 0,6…1,15. При этом внешним признаком работы ДВС на бедной смеси служат вспышки(выстрелы) в карбюраторе, а на богатой смеси то же явление, но в выпускной трубе.
Дизель работает с коэффициентом α = 1,20…1,65, что объясняется менее благоприятными условиями смесеобразования из-за отсутствия специального устройства для смешивания топлива с воздухом вне цилиндра. При этом в дизелях время, отводимое на смесеобразование, в 20-30 раз меньше, чем у карбюраторных ДВС.
Практическая работа бензиновых ДВС происходит на обогащенных смесях, поэтому причиной образования в ОГ оксида углерода является недостаток кислорода. Также из-за недостатка кислорода в ОГ поступают частицы газообразного топлива (СхНу). Однако если в смеси будет избыток кислорода (обедненная смесь), с ним в реакцию при температуре выше 18000 С уже вступает азот с образованием оксидов. Максимальное количество оксидов азота образуется при высоких частотах вращения коленчатого вала бензиновых ДВС. При малых частотах вращения и холостом ходе количество оксидов азота резко сокращается, но возрастает выброс СО и СхНу.
В Ог дизелей концентрация СО и СхНу наиболее высоки при полной нагрузке. Однако при переходе на режим холостого хода или при уменьшении нагрузки они несколько уменьшаются за счет снижения температуры сгорания топлива.
Ход работы.
1. Запишите признаки классификации поршневых ДВС.
2.Заполнить таблицу: составы горючей смеси и работа двигателя при них.
3. Причины образования вредных веществ в дизелях.
4. Вывод.
| п№ | Вид смеси | Коэффициент | Признаки работы двигателя |
| Нормальная смесь | |||
3. Литература: учебник М.В.Графкина, В.А.Михайлова Экология и автомобиль, Москва Издательский дом «Академия» 2012год