Автомобиль как экологический фактор
В мире более 800 млн. автомобилей, оборудованных двигателями внутреннего сгорания, их количество стремительно растет. Это порождает как топливно-экологическую проблему вследствие исчерпания природных ресурсов, так и ухудшение качества природной среды при загрязнении атмосферы крупных городов.
Автомобильный транспорт стал основным потребителем нефтяного топлива, т.е. он расходует около 80 % добываемой нефти. Он также дает существенный вклад в экологическое (термическое, химическое, физическое, акустическое и т.д.) загрязнение окружающей среды, в первую очередь атмосферы крупных городов и магистралей.
Суммарные токсикологические показатели автомобильных двигателей во многом определяются особенностями их эксплуатационной топливной экономичности, параметрической надежности и качества используемого топлива, в том числе его энергетическими показателями и содержанием углерода, водорода, ароматических углеводородов, серы.
Пути снижения потребления топлива
Моторное топливо, производимое из нефти по современным технологиям, отличается повышенным содержанием токсинов, что способствует существенному росту токсичности выбросов и повышению их канцерогенной агрессивности, что еще более увеличивает интегральную экологохимическую опасность автомобилей. Поэтому важным направлением повышения экологичности автомобилей служит снижение их потребности в топливе.
В наши дни наиболее практически значимыми являются два направления снижения потребления топлива:
- Существенный рост экономичности автомобилей, в том числе на основе применения более совершенных энергоустановок, обладающих высокой топливной экономичностью и технической надежностью. Таким образом, усовершенствование конструкции двигателей служит как сокращению расхода невозобновимых ресурсов, так и снижению объемов и токсичности выбросов.
- Замещение нефтяного топлива альтернативными энергоносителями. К числу последних относят природный газ, электроэнергию, различные синтетические виды моторных топлив, в том числе спиртовые; водород.
Водород особенно перспективен как добавка к углеводородному топливу. Он повышает термический КПД двигателей, обеспечивают экономию бензина до 40 %, способствует ингибированию процессов образования токсинов за счет повышения полноты выгорания топлива.
Нейтрализация и улавливание выбросов
В целях снижения загрязнения атмосферы к двигателям внутреннего сгорания, в том числе и автомобильным, в большинстве стран предъявляется требование обязательного применения системы принудительной вентиляции картера. Но при рециркуляции картерных газов, вторично поступающих во впускную систему, на деталях впускной системы оседает повышенное количество смол, что приводит к техническим неполадкам и росту (вместо снижения) выбросов токсичных продуктов с отработавшими газами в атмосферу, особенно на холостом ходу.
Поскольку в городах из-за пробок двигатели работают на холостом ходу большую часть времени, очевидна низкая эффективность системы вентиляции картера. Поэтому разрабатываются новые технологии очистки отработавших газов, в частности, глубоким обжигом, каталитическим способом, обработкой низкотемпературной плазмой с одновременным окислением и т.д.
Рациональная организация работы автомобилей и транспортной системы в целом
Рационализация транспортной системы является важным условием сокращения влияния автотранспорта на окружающую среду, особенно при перенасыщенности транспортных магистралей автомобилями. Она должна проводиться в направлении повышения скорости и безопасности движения, избегания пробок, приводящих к продолжительной работе двигателей на холостом ходу и увеличивающих общее время их работы.
