В бензиновых двигателях с искровым зажиганием источниками вредных выбросов являются отработавшие газы, картерные газы и испарения топлива из системы питания. Практическая работа бензинового двигателя происходит на обогащенных топливовоздушных смесях. В этих случаях недостаток кислорода является основной причиной образования оксидов углерода и углеводородов в отработанных газах. Их снижение достигается обеднением смеси и стабилизацией ее воспламенения. И, наоборот, при обеднении смеси увеличивается концентрация оксидов азота.
Для оценки состава горючей смеси имеется коэффициент избытка воздуха (это отношение действительного количество воздуха Lд, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому Lт количеству топлива α= Lд / Lт. При α=1 смесь называется нормальной (для сгорания 1кг топлива расходуется 14,7кг воздуха). При расходе воздуха 15-17 кг смесь обедненная (α=1,05-1,15), а если более 17 кг – бедная (α=1,2-1,25). При расходе воздуха 12-15 кг смесь обогащенная (α=0,8-0,95), а если воздуха менее 12 кг – богатая (α=0,4-0,7). Наиболее экономичная работа двигателя достигается на обедненной смеси (α=1,05-1,15) (табл.6.1).
Для уменьшения выделения всех основных токсичных компонентов целесообразно применять глубокое расслоение смеси, при котором в первой стадии процесс сгорания происходит в зоне обогащенной смеси, а во второй стадии – в зоне обедненной смеси.
Для реальных условий эксплуатации автомобиля характерны следующие основные режимы работы двигателя: пуск холодного двигателя (α=0,6-0,8), режим средних нагрузок (α=1,05-1,15), режим максимальных нагрузок (α=0,8-0,95).
Таблица 6.1. - Влияние α на показатели работы карбюраторного двигателя
| Значения | Характеристика смеси | Изменение показателей работы двигателя | Характеристика работы двигателя | |
| удельного расхода топлива | мощности | |||
| 0,40-0,70 | Богатая | Увеличивается на 15-25 | Уменьшается на 20-25 | Хлопки в глушители, черный дым |
| 0,80-0,95 | Обогащенная | Увеличивается на 10-15 | Максимальная | Бесперебойная работа, хорошая динамика |
| 1,0 | Нормальная | Увеличивается на 5 | Уменьшается на 5 | Бесперебойная работа |
| 1,05-1,15 | Обедненная | Минимальный расход | Уменьшается на 10 | Бесперебойная работа, динамика ухудшается |
| 1,20-1,40 | Переобедненная | Увеличивается на 10 | Уменьшается значительно | Хлопки в карбюраторе, перегрев двигателя |
В общем случае движение автомобиля можно разделить на разгон, замедление, работу двигателя на холостом ходу и на движение с примерно постоянной скоростью.
Для уменьшения расхода топлива и массы выброса вредных веществ в хороших дорожных условиях необходимо использовать самую высокую передачу. При этом важно не допускать работу двигателя на низкой частоте вращения, которая может привести к повышенным износам. Самое большое количество вредных веществ в отработанных газах выбрасывается при работе двигателя на форсированных режимах. Наиболее вредными являются режимы разгона и торможения двигателя.
При работе дизельного двигателя основным загрязнителем окружающей среды является выделение сажи (дымный выхлоп). На этих частицах сажи адсорбируются канцерогенные полициклические углеводороды (ПАУ), что и определяет токсичность ОГ дизелей.
Сажа это черный дым. Белый дым образуется, когда двигатель находится в холодном состоянии, а потом исчезает из-за нагрева. При увеличении температуры топлива дым приобретает синий цвет. Кроме того, бывает синий дым от масла. Наличие дыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива.
