Контроль викидів автотранспортом чадного газу (СО) та алканів за допомогою газоаналізаторів 121 ФА-01 ТА 123 ФА-01

Мета роботи:

ЗАГАЛЬНI ПОЛОЖЕННЯ

Автомобільні двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) забруднюють атмосферу шкідливими речовинами, які викидаються з відпрацьованими газами (ВГ). При цьому 95-99% шкідливих викидів припадає на ВГ, які являють собою аерозоль складного складу, який залежить від режиму роботи двигуна.

Елементарний склад автомобільного палива-це карбон, гідроген, у незначних кількостях кисень, нітроген і сульфур. Атмосферне повітря є окисником палива, яке складається в основному з нітрогену (79%) і кисню (біля 21%). При ідеальному згорянні суміші вуглеводневого палива з повітрям в продуктах згорання повинні бути присутні лише К₂, С0₂, Н₂0. В реальних умовах ВГ містять також продукти неповного згорання (окисли карбону, алкани, альдегіди, тверді частинки карбону, пероксидні з'єднання, водень і надлишковий кисень), продукти термічних реакцій взаємодії нітрогену з киснем (оксиди нітрогену), а також неорганічні сполуки тих чи інших речовин, які присутні в паливі (сірчаний ангідрид, сполуки плюмбуму). Всього в ВГ знайдено біля 280 компонентів. За своїми хімічними властивостями, характером взаємодії на організм людини речовини, які є у відпрацьованих газах, поділяються на декілька груп. Групу нетоксичних речовин складають нітроген, кисень, водяна пара, а також оксид карбону (IV). Групу токсичних речовин складають: монооксид карбону (СО), оксиди нітрогену (ТЧО_х), численна група алканів (СН_т), включаючи парафіни, олефіни, ароматичні сполуки та ін. Далі ідуть альдегіди (К-СНО), сажа. При згоранні сірчаних видів палива утворюються неорганічні гази - 80₂ і Н₂8. Особливу групу складають канцерогенні поліциклічні ароматичні алкани (ПАВ), у тому числі й найбільш активний - бенз(а)пірен, що є індикатором присутності канцерогенів у ВГ. У випадку застосування етильованого бензину утворюються токсичні сполуки плюмбуму

Склад ВГ основних типів двигунів - бензинового двигуна з іскровим запалюванням і дизеля із загорянням від стиснення - суттєво

відрізняється. Насамперед за концентрацією продуктів неповного згоряння, а саме: моноокспду карбону, алканів та сажі. Основними токсичними компонентами ВГ бензинових двигунів є CO, C_nH, NO_x і сполуки плюмбуму, дизелів - NO_x і сажа.

Концентрація токсичних речовин у ВГ змінюється у великих межах. Кількість токсичних викидів залежить від конструкції двигуна, особливо від паливного механізму.

Дизель менш токсичний, ніж бензиновий двигун. Найбільш повно проявляються позитивні якості дизеля в режимі міського руху з великим відсотком малих навантажень і холостого ходу.

Нормованими компонентами ВГ автомобільних двигунів є монооксид карбону, оксиди нітрогену і алкани як такі, що володіють найбільшою токсичністю.

Матеріали й обладнання: газоаналізатори 121 ФА-01 та 123 ФА-01, тахометр, вихлопні гази автомобіля з бензиновим двигуном.

Стандарт встановлення норми граничнодопустимого вмісту оксиду карбону і алканів у відпрацьованих газах автомобілів на режимах холостого ходу, а також методи їх вимірювання.

Вміст оксиду карбону та алканів визначають при роботі двигуна для двох частот обертання колінчастого валу, встановлених виробником: мінімальний (П_тіп) та підвищений (П_п. _в) у діапазоні 2000 об/хв. - 0,8 (П.) об/хв.

' ⁴ min'

Вміст CO та C_nH_m повинен бути в межах значень, установлених підприємством-виробником, але не вище наведених у таблиці 31 значень граничнодопустимого вмісту (ГДВ).

При контрольних перевірках автомобілів допускається вміст CO на частоті обертання П_тіп до 3%.

Таблиця 3

Гранично допустимі значення вмісту СО та С І

Частота обертання	ГДВ со об'ємна частка, %	ГДВ алканів для двигунів з числом циліндрів
	більше 4
ТІ min	1,5
Ппіде	2,0

Для визначення вмісту СО і С_пН_т за стандартом необхідно застосовувати газоаналізатори безперервної дії, які працюють за принципом інфрачервоної спектроскопії з похибкою не більше 5% верхньої межі вимірювань для кожного діапазону і часу роботи газоаналізатора не більше 60 с.

Шкала тахометра для вимірювання частоти обертання колінчастого вала повинна мати два діапазони: 0-1000 хв"¹ та 0-10000 хв¹, забезпечуючи вимірювання з похибкою не більше 2,5%.

Випускна система автомобіля повинна бути справною (перевіряється зовнішнім оглядом). Перед вимірюванням двигун повинен бути прогрітим до температури, вказаної в інструкції з експлуатації автомобіля.

Хід роботи

Установіть важіль перемикача в нейтральне положення, ввімкніть тахометр. Уставте пробозабірний зонд газоаналізатора у випускну трубу автомобіля. Повністю відкрийте повітряну заслінку карбюратора. Запустіть двигун, збільшіть частоту обертання колінчастого валу за П_підв і попрацюйте в цьому режимі 15 с. Установіть мінімальну частоту обертання валу двигуна і не раніше ніж через 20 с виміряйте вміст СО та С_пН_т. Установіть підвищену частоту обертання вала двигуна і не раніше ніж через 30 с виміряйте вміст СО та С_пН_т Результати вимірювань занесіть у журнал.

Ф Робота № 16 Визначення загальної кількості кислот у повітрі*

Гази-забруднювачі повітря Б0₂ і N02, сполучаючись із вологою, утворюють дрібні крапельки кислот (відповідно сульфатної й нітратної), які дуже негативно впливають на рослинний, тваринний і людський організм, спричиняють появу смогу, корозії металів, будівельних матеріалів, архітектурних споруд і пам'ятників. Наявність кислотного аерозолю в повітрі можна виявити за допомогою нескладного хімічного аналізу.

, (25);