Контроль содержания вредных веществ в отработавших газах

В отработавших газах (ОГ) ДВС содержится свыше 170 вредных компонентов, из них 160 – производные углеводородов, образующиеся при неполном сгорании топлива. До недавнего времени самыми опасными из них считали окись углерода СО и несгоревшие углеводороды (соответ­ственно 5-10 и 0,2-3% об у карбюраторных двигателей). Однако исследования последних лет заставляют взглянуть на проблему иначе. Так, оксиды азота NО_x, выброс которых намного меньше (0-0,8%об), в 80 раз токсичнее угарного газа. Этих оксидов пять: гемиоксид, или закись азота N₂О – “веселящий газ”; моноосксид, окись азота - NО, легко присоединяет кислород; диоксид, двуокись NО₂ – ангидрид азотной и азотистой кислот; азотистый ангидрид N₂О₃; азотный ангидрид N₂О₅. По количеству больше всего NО и NО₂. Сами по себе они не опасны, но легко соединяются с водой, образуя азотистую и азотную кислоты, которые весьма вредны для организма. В стратосфере оксиды азота действуют как катализатор, разрушая озоновый слой, главную защиту поверхности Земли от ультрафиолетовых лучей. За рубежом вредное действие NО_x учтено нормами, там каталитический нейтрализатор – обязательный компонент автомобиля. У нас же пока содержание NО_x для ДТС, находящихся в эксплуатации, не регламентируется. Очень вреден бенз[а]пирен, который выбрасывают и карбюраторные двигатели, и дизели. Также оба типа двигателей выбрасывают сажу, которая, хоть сама по себе и не токсична, но адсорбирует на своей поверхности циклические углеводороды, многие из которых канцерогенны. Принято считать, что сажу выбрасывают только дизели, но это не так: у дизеля содержание сажи 0,01-1 г/м³, у бензинового двигателя ненамного меньше - 0-0,4 г/м³. Однако нормируется выброс только для дизелей. Вывод: действующие сегодня стандарты половинчаты и не отражают существа проблемы.

Содержание вредных веществ в ОГ регламентируют два стандарта: ГОСТ 17.2.2.03-87 “Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в ОГ автомобилей с бензиновыми двигателями. Требования безопасности” и ГОСТ 21393-75 “Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Требования безопасности”. По ГОСТ 17.2.2.03-87 содержание СО и СН проверяется на двух режимах холостого хода: при минимальной частоте вращения коленвала (ЧВ) n_min и повышенной ЧВ n_пов в диапазоне от 2000 мин^–1 до 0,8 n_ном. Предельно допустимые содержания (ПДС) таковы:

	ПДС СО,	ПДС СН, объемная доля, млн^–1
Режим	объемная доля, %	для двигателя с числом цилиндров
		4	6
nmin	1,5	1200	3000
nпов	2,0	600	1000

При контрольных проверках автомобилей в эксплуатации органами Госконтрольатмосферы и ГАИ допускается содержание СО до 3%.Проверка должна выполняться газоанализаторами, работающими по принципу инфракрасной спектроскопии (поглощение части спектра инфракрасного излучения при прохождении его через анализируемую среду).

По ГОСТ 21393-75 основной нормируемый параметр дымности – натуральный показатель ослабления светового потока К, вспомогательным – коэффициент ослабления светового потока N. Натуральный показатель ослабления светового потока К, м^–1, – величина, обратная толщине слоя ОГ, проходя который поток излучения от источника света дымомера ослабляется в е раз (е=2,7182818285). Коэффициент ослабления светового потока N, %, – степень ослабления светового потока вследствие поглощения и рассеивания света ОГ при прохождении ими рабочей трубы дымомера. Замеры выполняются на холостом ходу – в режиме свободного ускорения и на максимальной ЧВ. При контрольных проверках дымности в условиях эксплуатации (на дороге) допускается превышение норм для режима свободного ускорения, но не более чем на 0,5 м^–1.

Режим измерения дымности
свободное ускорение для автомобилей с дизелем:	ПД Кдоп, м^–1, не более	ПД Nдоп, %%, не более
без наддува	1,2	40
с наддувом	1,6	50
максимальная ЧВ	0,4	15

Содержание оксидов азота проверяют, например, с помощью газоанализатора 344ХЛ01. В реакционной камере прибора пробу ОГ смешивают с озоном, создаваемым в приборе. В результате химической реакции между озоном и NО_x возникает свечение (хемилюминесценция), которое преобразуется в электрический сигнал. Далее сигнал усиливают и подают на индицирующий прибор.