Война с "экологией". Часть 3 "вредность" выхлопа бензиновых и дизельных двигателей.
Информация приведена поверхностно лишь для общего представления.
I. Сгорание топлива в ДВС.
1. Бензиновый двигатель. Идеальное горение достигается при стехиометрическом соотношении (14,7 частей воздуха на 1 часть топлива [по массе]). При этом возможно полное сгорание всей порции топлива, при небольшом количестве вредных составляющих и высоком КПД.
Графики украдены по тематическому запросу в Google:
Бедная-богатая справа налево. 
Экологичность.
2. Содержимое отработавших газов:
— Углекислый газ CO₂.
Идеальный продукт сгорания. Результат полного окисления углерода.
— Водяной пар H₂O₂.
Идеальный продукт сгорания. Результат окисления водорода.
— Азот N₂.
Входит в состав воздуха.
— Кислород O₂.
Входит в состав воздуха.
— Угарный газ CO.
Образуется при недостатке кислорода когда смесь слишком богата (много топлива).
— Углеводороды СmНn.
Не сгоревшие пары топлива.
— Частички сажи C.
Образуются при сгорании крупных капелек топлива, особенно при недостатке кислорода. Представляют из себя кристаллы углерода — центры конденсации других летучих веществ: воды, углеводородов и пр., которые образуют друг с другом сложные токсичные и, возможно, канцерогенные соединения.
— Оксиды азота NO₂ и др.
Образуются при высокой температуре горения смеси, когда смесь слишком бедна (мало топлива, много кислорода). Высокая окислительная способность заряда смеси приводит к увеличению скорости сгорания. Энергии при этом выделяется столько же, но за более короткое время, поэтому пиковая температура горящей смеси выше.
— Минералы содержащиеся в топливе и масле, например сера, или свинец, содержавшихся в старых топливных присадках, кальций, магний, бор, молибден и прочие составляющие моторных масел. Концентрация минералов, кроме свинца, настолько ничтожна что их можно не учитывать. Тетраэтилсвинцовые присадки ныне запрещены.
Процентное содержание различных фракций отработавших газов относительно общего объёма:
Украдено с Wikipedia
2. ВРЕДНОСТЬ.
— Углекислый газ (CO₂) — одна из причин парникового эффекта. Нормальная составляющая атмосферы, безвредная в малых концентрациях. Предположительно вызывает парниковый эффект, однако объемы CO₂, выделяемые автомобильным транспортом ничтожны на фоне выбросов предприятий тяжёлой промышленности. Углекислым газом питаются растения и водоросли.
— Оксид углерода (CO).
Кислород и углекислый газ в организмах человека и животных с красной кровью переносят эритроциты.
Для переноса CO₂ и O₂, эритроцит использует белок гемоглобин. Реакция гемоглобина с CO₂ и O₂ обратима — их он может как присоединять, так и отдавать, однако практически необратима при захвате гемоглобином CO. Поэтому человек, надышавшийся, например, дымом при пожаре, может пострадать из-за интоксикации CO и удушья, вызванного блокировкой эритроцитов. Вдыхать CO в выхлопе автомобиля, ничуть не более вредно, чем вдыхать его при посиделках у костра, или жарке шашлыков, если, конечно, не запереться в гараже с работающим двигателем минут на 20.
— Не сгоревшие углеводороды — углеводородные соединения с кислородом, или просто пары топлива. В зависимости от вида соединения, оказывают различное воздействие, от раздражения слизистых оболочек до наркотического эффекта. В том составе и количестве, в котором содержатся в выхлопе авто — практически безвредны. Из-за них выхлоп вонюч, особенно у неисправных автомобилей с неполным сгоранием смеси.
— Частички сажи. — Фактически, коксовая пыль. Частички сажи являются центрами конденсации водяного пара, и других продуктов сгорания. Плохо фильтруются носоглоткой и попадают в лёгкие, как и любая другая мелкая пыль. Лёгкие, бронхи и трахея снабжены механизмом удаления пыли, без которого человек не прожил бы и дня: слизистые оболочки дыхательных путей непрерывно выделяют мокроту — белковый состав, смывающий пыль. Слизистые покрыты мириадами волосков, которые пульсируют поднимая мокроту и захваченные ей частицы наверх. Достигнув носоглотки мокрота попадает в пищевод и утилизируется. Вдыхание сажи в выхлопе автомобиля, немногим более вредно, чем при посиделках у костра, или жарке шашлыков. Но зачем подходить к выхлопной трубе и дышать от неё? Дорожная пыль на обочинах, большей частью, обусловлена не сажей, а продуктами износа шин и колодок.
— Оксиды азота. Ядовиты и вызывают отёк лёгких, но не имеют необратимых последствий для организма. Как надышался — так и отдышался. В отличие от выбросов предприятий металлургической промышленности, в выхлопах авто содержатся в ничтожном количестве. В каких масштабах оксиды азота выбрасывают заводы, можно увидеть на иллюстрации ниже:
Выбросы оксидов азота по запросу в поисковике »лисий хвост выбросы».
3. СМЕСЬ.
Идеальный выхлоп содержит только воду и углекислый газ. Так получается при сгорании гомогенной стехиометрической смеси примерно 14,7 частей кислорода (воздуха) на 1 часть бензина по массе.
Стехиометрическую смесь ЭБУ ДВС удаётся формировать только в некотором диапазоне оборотов при равномерном движении без ускорений, но к этому стремятся не ради экологии, а ради КПД — стехиометрическое сгорание наиболее эффективно.
При реальной эксплуатации, смесь в камере сгорания бензинового двигателя всегда либо богатая (много топлива относительно воздуха), либо бедная. Чаще — богатая.
Богатая смесь сгорает медленно, с низкой температурой горения и повышенным содержанием CO, не сгоревших углеводородов и сажи. Мало кислорода — плохое окисление.
Бедная смесь имеет высокие скорость и температуру сгорания. Сгорает всё что можно, в том числе окисляется относительно инертный азот.
Помимо этого, если смесь не слишком однородна и образована слишком крупными капельками, либо используется "тяжёлый" сорт топлива, сгорание будет сопровождаться повышенным сажеобразованием и вылетом в трубу недогоревших углеводородов.
Дизельный двигатель всегда работает на сверхбедных смесях (с повышенным образованием оксидов азота), а сажеобразование вызвано использованием тяжёлых сортов топлива (молекулы ДТ состоят из десятков атомов углерода, против единиц у бензина) и чрезвычайно ограниченным временем на перемешивание топлива и воздуха, так как на смесеобразование у дизеля есть всего один такт рабочего хода поршня против трёх тактов — впуска, сжатия и рабочего хода в течение которых готовится смесь в бензиновых ДВС.
Однако за счёт более высокой степени расширения газов и работы на сверхбедных смесях во всех режимах, дизельные ДВС более экономичные и отсюда — экологичные.
Почему дизельное топливо стало токсичней бензина
Почему мэр Парижа Анн Идальго в свое время предлагала удалить из французской столицы все дизельные машины, а суд в Штутгарте в прошлом году поддержал запрет на въезд в город устаревших автомобилей на солярке? В связи с чем британские парламентарии так активно обсуждают различные способы утилизации дизельного транспорта? В чем причина прошлогоднего падения мировых продаж дизельных автомобилей на 17% по сравнению с 2016-м?
Нельзя отрицать, что одним из таких факторов стал разразившийся в 2015 году громкий скандал, когда выяснилось, что в 11 миллионах машинах концерна Volkswagen, работающих на солярке, были умышленно занижены вредные выбросы. После этого мировая пресса отреагировала сокрушительной волной публикаций о токсичности дизельных моторов. Такое впечатление, что против них была объявлена священная война на всех уровнях. Представители отрасли вынуждены отбиваться по всем фронтам, уверяя всех и вся: современные технологии позволяют сократить отравляющий выхлоп в таких моторах до минимума.
Хочестя надеяться, что это именно так, потому что вреда от этого типа горючего действительно немало, а расхожее мнение, что дизельный мотор для экологии безопасней бензинового — весьма спорно. Скорее всего, такие выводы были сделаны в прошлом, когда автомобили проверяли только на угарный газ (СО) и несгоревшие углеводороды. Фактически именно эти типы выбросов служили в автопроме едва ли не единственным ориентиром при экологическом контроле.
Спору нет, в выхлопе от солярки СО и углеводородов немного, но зато в сравнении с бензиновыми моторами отработанное дизельное топливо оставляет гораздо больше других токсичных элементов — таких как оксиды азота и твердые частицы сажи.
Медицина неумолима — аксиды азота вредны для легких и провоцируют аллергию. Неслучайно два с лишним года назад вступил в силу экологический стандарт Евро 6, который предусматривает для дизельных машин снижение этих выбросов вдвое.
5 беспочвенных мифов об опасностях газомоторного топлива для машины
От какого транспорта на дорогах лучше держаться подальше
В свою очередь твердые частицы, остающиеся от отработанной солярки, оседают в органах дыхания и попадают в кровь, повышая риск сердечно-сосудистых заболеваний. Несмотря на то, что производители устанавливают в дизельных машинах специальные сажевые фильтры, стопроцентной очистки они не гарантируют, и часть вредных выбросов все равно попадает в атмосферу.
Между тем, твердые частицы признаны Европейским агентством по окружающей среде самыми опасными загрязнителями воздуха. К тому же о вреде дизельных моторов в свое время заявила и Всемирная организация здравоохранения. Как выяснилось, выхлопные газы от них провоцируют онкологические заболевания, и их вред можно сравнить с пассивным курением.
Конечно же, хоронить дизельный мотор еще рано — тем более, что в сравнении с бензиновым он имеет ряд явных преимуществ, среди которых — пониженный расход и высокий КПД. Так что пока люди по всему миру ездят на таких машинах, решать проблему с токсичными выбросами в любом случае придется. Ведь на сегодняшний день в массовом сегменте автопрома это гораздо дешевле и результативней, чем создавать чудесную электрическую альтернативу с аналогичным запасом хода.
Дизельная угроза: врачи признают риск
Выхлопные газы дизельных моторов настолько вредны для человека, что могут спровоцировать даже заболевание раком легких. К такому выводу на прошлой неделе окончательно пришли специалисты Всемирной организации здравоохранения. «Рабочая группа обнаружила, что дизельные выхлопы являются причиной возникновения рака легких. Кроме того, отмечена связь (выхлопов) с увеличением риска (развития) рака мочевого пузыря», — говорится в официальном сообщении ВОЗ.
Ранее организация относила отработавшие газы дизелей к числу канцерогенов, но теперь классифицирует их как подтвержденную причину возникновения рака. По мнению экспертов, дизельный выхлоп сопоставим по вреду с излучением плутония и алкоголем. При этом вред от работы бензиновых двигателей признан менее существенным.
С просьбой прокомментировать решение ВОЗ мы обратились к российским врачам и экологам. Ответы специалистов вряд ли обрадуют владельцев автомобилей на дизельных агрегатах.
«Любые углеводороды – канцерогены. Если работает дизель, часть топлива до конца не сгорает. Фактически это вклад в получение рака в перспективе. Известно и доказано, что дизеля, особенно старые, являются источниками черного углерода (сажи), который негативно влияют на окружающую среду. Один из вариантов выхода из этой ситуации – замена старого дизеля на новый», — говорит руководитель энергетической программы Гринпис России Владимир Чупров.
и неприятное, чисто физическое свойство, отметил эксперт: «Там, где дизель, дышать очень сложно просто потому, что воздух пахнет. Бензин же не пахнет, он также вредный и даже более вредный, но психологически дизель хуже».
«Вся проблема заключается в том, что дизельное топливо представляет собой более высококипящую фракцию нефти по сравнению с бензином и керосином, в которой содержатся кроме линейных углеводородов, моноядерные и полиядерные ароматические углеводороды, которые как раз и обладают канцерогенными свойствами», — рассказал профессор МГУ, эксперт ООН по проблемам химической безопасности Валерий Петросян.
«К этим моноядерным и полиядерным ароматическим углеводородам относятся бензол, толуол, ксилолы, бензопирен и другие известные канцерогенные соединения. Особенно большую опасность представляет собой бензопирен, который Международной ассоциацией по исследованию рака отнесен к канцерогенам первого класса опасности», — это плохая новость для владельцев новых машин. Но чадят все же больше старые иномарки и продукты отечественного автопрома. И именно они представляют большую опасность для экологии и нашего здоровья, полагает Валерий Петросян. Все дело – в каталитических нейтрализаторах, которые собеседник Autonews.ru предпочитает называть конверторами.
«Они представляют собой устройство, содержащее платиновые металлы – прежде всего, палладий, родий, иридий, и способствуют полному окислению этих моно- и полиядерных ароматических углеводородов до CO2. Если этих конвертеров нет, как, к сожалению, в наших отечественных автомобилях, то, соответственно, окисление не происходит, и в выхлопных газах таких автомобилей содержится значительное количество вот этих канцерогенных веществ», — пояснил эколог. По его мнению, без вмешательства на высшем уровне ситуацию не решить: машины, не оборудованные катализаторами, как их называют в просторечье, должны исчезнуть с российских дорог.
В свою очередь, эколог и президент союза «За химическую безопасность» Лев Федоров призывает не искать причины всех бед во вредности дизельных моторов. Он склонен поддержать своего коллегу из МГУ: куда опаснее для окружающих любая машина без конвертеров, и не важно, что льется ей в бензобак – солярка или бензин.
«Выхлопы автомобилей, которые мы импортируем с Запада, гигиеничнее, чем отечественных машин АвтоВАЗа. Почему? Потому что в свое время дорогой каталитический зажигатель на АвтоВАЗе решили не ставить. Автомобиль дешевле и люди покупают. Вместо того чтобы продавать платину на Запад, нужно ставить ее на отечественные автомобили. И тогда они будут гигиеничнее, чем западные».
«Выхлопы всех автомобилей вредят здоровью человека. И речь не только о раке», — отметил Федоров. «Регулировщики, которые стоят на перекрестках, умирают, согласно статистике, на 12 лет раньше, чем полицейские, не стоящие на перекрестках. Это говорит о хроническом отравлении, и совершенно необязательно думать о раке – отравить можно печень, почки, и человек умрет раньше».
Кто воздух испортил? Что вреднее, бензин или дизель
alt=»zahav.ru» width=»32″ height=»32″ />
Источник:BBC News — Русская служба
מערכת וואלה! צילום מסך
Мировые продажи автомашин с дизельными двигателями упали в прошлом году на 17 процентов по сравнению с 2016 годом. Причиной тому главным образом распространившееся мнение об их экологической вредности.
Представители отрасли утверждают, что современные дизели на самом деле исключительно чистые, и обвиняют правительства и борцов за охрану окружающей среды в предубеждениях.
Действительно ли дизельные двигатели опаснее бензиновых, или их просто демонизируют в прессе.
Однозначного ответа нет, говорят независимые эксперты. Все зависит от конкретной марки автомобиля.
И дизельные, и бензиновые двигатели переводят химическую энергию в механическую путем сжигания топлива, но делают это по-разному.
Дизель потребляет в целом меньше горючего и соответственно выбрасывает в атмосферу меньше двуокиси углерода, чем бензиновый двигатель такой же мощности. Но выделяемые им мельчайшие частицы сажи считаются особо вредными для человека.
«Они проникают очень глубоко в легкие, вызывая раздражение, оседают на поверхностях, с которых кровь поглощает кислород, и способны попадать в саму кровь. Это повышает риск инсульта, сердечных приступов и астмы, особенно у людей, которые к ним предрасположены», — говорит Мэтью Локхэм, исследователь токсичных воздействий загрязнения атмосферы из университета Саутгемптона.
Однако новейшие дизели оборудуются специальными фильтрами.
Читайте также
«Фильтры задерживают до 99 процентов мельчайших частиц, так что для современных дизелей этой проблемы больше не существует», — утверждает глава независимого исследовательского центра Emissions Analytics Ник Молден.
Возглавляемая им группа известна тем, что тестирует машины на ходу, тогда как автопроизводители проводят в основном стендовые испытания и на их основании получают сертификаты.
Кроме частиц сажи, дизели по сравнению с бензиновыми моторами выбрасывают больше двуокиси азота, продолжительный контакт с которой ухудшает функцию легких и провоцирует аллергию.
К счастью, современные технологии позволяют добиться хорошего результата и здесь. Экологический стандарт Евро 6, вступивший в силу в сентябре 2015 года, предусматривает снижение выбросов двуокиси азота вдвое для дизельных машин, выпущенных позже этого срока.
Британская ассоциация автопроизводителей и автодилеров в связи с этим утверждает, что современные дизели в экономическом отношении в основном соответствуют бензиновым по воздействию на окружающую среду.
Группа Emissions Analytics замечает, что ситуация все же не столь однозначна. Дело в том, что на дороге выбросы двуокиси азота резко, порой в 15 раз, превышают результаты стендовых испытаний. В целом, по оценке экспертов, бензиновые двигатели все-таки чище, но очень многое зависит от конкретной модели.
«Если взять 10 процентов самых «чистых» дизелей и 10 процентов самых «грязных» бензиновых двигателей, то разница будет, конечно, в пользу первых, и весьма существенная», — замечает Ник Молден.
С сентября прошлого года проверки на экологичность в реальных условиях сделались обязательными для новых моделей, производимых в ЕС. По словам специалистов, это должно дать более объективную картину.
Чтобы повысить экономичность бензиновых моторов, производители все шире используют технологию так называемого прямого впрыскивания, но это отрицательно сказывается на экологичности.
Так что спор между двумя видами двигателей далеко не завершен.
Комментарии, содержащие оскорбления и человеконенавистнические высказывания, будут удаляться.