Безопасность жизнедеятельности и охрана труда

Тенденция развития автомобильного транспорта выражается в непрерывном возрастании максимальной и средней скорости движения, повышении приемистости, грузоподъемности или пассажировместимости при одновременном снижении расхода топлива и токсичности отработавших газов. Такого эффекта при использовании дизельного двигателя можно добиться несколькими способами:

- использование охладителей надувочного воздуха, снижающего температуру воздушного заряда до 50-70 ⁰С, позволяет снизить концентрацию оксидов азота до 60%.

- при работе на переходных режимах, из-за большой инерционности обмена системы газообмена, по сравнению с системой подачи топлива, происходит снижение коэффициента избытка воздуха α, что соответственно вызывает повышение концентрации сажи и углеводорода в продуктах сгорания, т.е. необходимо избегать этого эффекта.

При работе дизельных ДВС выделяются следующие вредные компоненты:

- угарный газ СО

Оксид углерода образуется в результате незавершённости процесса горения и концентрация CO во многом определяется коэффициентом избытка воздуха α. В связи с особенностями организации рабочего процесса

(обедненная смесь), концентрация СО в продуктах сгорания дизелей в среднем на порядок ниже, чем концентрация СО в бензиновом двигателе.

Характеристика СО: бесцветный газ, без вкуса и запаха. Горюч, плохо растворяется в воде, но очень хорошо в крови – в 200 раз лучше.

При попадании СО в организм человека, СО объединяется с гемоглобином крови, тем самым препятствуя насыщению организма кислородом, мешает разносу крови по телу. При вдыхании большой концентрации оксида углерода может произойти летальный исход.

- недогоревшие углеводороды СnНm

Концентрация углеводородов СnНm определяется как исходным составом смеси, так и режимом работы двигателя. Углеводороды могут образовываться разными способами:

1) группа СnНm образуется в основном на такте рабочего хода поршня в следующих зонах:

- над днищем поршня;

- в пристеночной области;

- над верхним компрессионным кольцом.

В этих областях происходит гашение пламени из-за низких температур и рекомбинации радикалов и горения на стенках. При этом толщина замороженного слоя – 50-400 мкм.

2) углеводороды СnНm также образуются с помощью механизма адсорбции-десорбции.

Свежая топливовоздушная смесь поступающая в цилиндр частично поглощается масляной пленкой и поверхностью нагара (адсорбция). При движении поршня от ВМТ к НМТ происходит обратное выделение углеводородов в продукты сгорания (десорбция), которые выбрасываются в атмосферу.

3) термический пиролиз в локальных переобогащенных зонах.

4) углеводороды выделяются в окружающую среду через негерметичности и неплотности системы питания.

5) также СnНm выбрасываются в результате пропусков воспламенения.

Большинство СnНm неопасны для человека, но попадая в атмосферу многие из них вступают в реакцию с образованием вредных веществ и вызывают образование смога в атмосфере. Однако среди них имеется группа высокотоксичных веществ – это полициклические ароматические углеводороды и самым токсичным из них является бенз(а)пирен C20H12. Он образуется в результате низкотемпературного термического пиролиза из легких и средних фракций топлива. Бенз(а)пирен приводит к возникновению онкологических заболеваний у человека.

- оксиды азота NOx

Основным фактором образования оксидов азота является высокая температура. NOx образуется во фронте пламени и в зоне догорания. Наиболее благоприятными условиями образования оксидов азота являются зоны повышенных температур ( > 2000 К). В дизелях максимальное образование оксидов азота наблюдается в тех локальных зонах, которые сгорают первыми и длительное время находятся в зоне высоких температур.