Автомобили в эксплуатации имеют значительно более высокую токсичность отработавших газов, чем новые. Это объясняется изменением в результате эксплуатации технического состояния и регулировок систем питания и зажигания, газораспределительного механизма, износом цилиндропоршневой группы, отложением нагара на стенках камеры сгорания, увеличением потерь в трансмиссии и сил сопротивления движению. В наибольшей степени состав отработавших газов определяется техническим состоянием ДВС. На ДВС приходится 84% неисправностей, влияющих на выброс токсичных веществ. Таблица 2.
Данные влияния основных неисправностей двигателя на выброс СО, Сn Hm и NOх
| Вид неисправности | Увеличение выброса % СО Cn Hm | ||
| Неправильная регулировка системы холостого хода (переобогащение смеси) | 34ч40 | 30ч35 | |
| Увеличенный уровень топлива в топливной камере (на 4 мм) | |||
| Негерметичность клапана экономайзера | 40ч55 | 60ч70 | |
| Износ системы привода экономайзера | До 10 | До 40 | |
| Повышение гидравлического сопротивления воздушного фильтра | 25% | 30% | |
| Ранее зажигание | 12ч16 | 15ч20 | |
| Нарушение зазора между контактами прерывателя распределителя; малый зазор свечи | До 30% | ||
| Отказ свечи зажигания | До 100% | ||
| Предельный износ цилиндропоршневой группы | До 120% |
Из таблицы следует, что поддержание технического состояния автомобиля в период его эксплуатации позволяет значительно уменьшить загрязнение атмосферы продуктами неполного сгорания топлива (в среднем на 30-40% для одного автомобиля).
В итоге цифра получается очень значительная, так как основную часть парка составляют автомобили со средними и большими пробегами.
Еще одним очень важным параметром, определяющим содержание токсичных компонентов в отработавших газах, является тепловое состояние двигателя. Оптимальному тепловому состоянию соответствует температура охлаждающей жидкости 85-90%. Снижение температуры приводит к ухудшению процесса смесеобразования и, как следствие этого, увеличению содержания продуктов неполного сгорания в отработавших газах. Особенно сильно это проявляется в условиях городского движения, где расстояние поездки часто невелико.
Количество выделяемых двигателем основных токсичных выбросов (СО, Сn Hm и NOх) в значительной степени зависит от качества процесса сгорания. Протекание и эффективность процесса сгорания обусловлены главным образом составом и однородностью топливо- воздушной смеси, углом опережения зажигания, затуханием пламени в пристеночном слое смеси, конструкцией камеры сгорания, степенью сжатия, равномерностью распределения топлива, техническим состоянием и режимом работы двигателя.
Влияние состава рабочей смеси
Коэффициент избытка воздуха оказывает значительное влияние на уровень токсичных выбросов.
Концентрация СО в отработавших газах двигателей с искровым зажиганием достигает Hm при составе смеси, близкой к стехнометричному объединенному, а концентрация Сn Hm при Ј>1,0…1,1 сначала падает, затем резко возрастает.
Увеличение количества углеводородов в отработавших газах при работе на объединенных смесях объясняется малой скоростью их сгорания. Кроме того, при работе на бедной смеси в результате неравномерного ее распределения происходит выключение отдельных цилиндров и несгоревшие углеводороды выбрасываются в выпускной трубопровод.
Максимальная концентрация окислов азота в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей соответствует наиболее экономичным режимам работы, а затем понижается, несмотря на возрастание количества кислорода в смеси. Это свидетельствует о влиянии температуры пламени на процесс образования окислов азота.
На режимах работы двигателя, соответствующих max КПД, процесс сгорания заряда смеси имеет наименьшую продолжительность, что при прочих равных условиях способствует повышению температуры сгорания до max.
Двигатель карбюратор которого отрегулирован на minыброс вредных веществ, при n = 3000ч4200 об/мин.
СО = 0,7ч1,6%.
При регулировке карбюратора на max мощность СО = 4ч5,8%.
Коэффициент избытка воздуха,Ј
Зависимость состава отработавших газов двигателя от Ј (искровое зажигание)
Влияние нагрузки
В карбюраторных двигателях резкое повышение мощности достигается изменением положения дроссельной заслонки, т.е. благодаря увеличению количества топлива, поступающей в цилиндры двигателя.
В дизельном двигателе, при частичных нагрузках изменяется количество поступающего в цилиндры топлива, а количество всасываемого воздуха остается одинаковым. Система регулировки смеси оказывает влияние не только на состав смеси оказывает влияние не только на состав, но и на количество отработавших газов.