Приоритетное направление разработки новых автомобильных топлив и масел

Чтобы в полной мере оценить сложность проблем стоящих перед разработчиками нових масел, приведем основные данные, касающиеся компонентного состава отработавших газов автомобилей, а также сведения о законодательных актах и предельных нормах выбросов, принятих в страна, достигших наибольших успехов в деле охраны окружающей среды.

Отработавшие газы автомобилей содержат более 200 различных химических соединений, большинство из которых (за исключением воды, кислорода и азота) в той или иной степени вредны для человека и окружающей среды. К числу нетоксичных соединений относится также диоксид углерода (СO₂), однако его избыток в атмосфере приводит к парниковому эффекту, вызывающему нарушение экологического равновесия на планете.

Наиболее опасными компонентами отработавших газов являются:

– монооксид углерода (СО) – высокотоксичное соединение, образующееся в результате неполного окисления углерода, входящего в состав топлива; вызывает отравление организма, а в тяжелых случаях и смерть человека;

– углеводородные соединения (НС) – образуются в результате неполного окисления топлива в камере сгорания в результате неравномерности температуры в различных ее частях, а также из-за неоднородности состава горючей смеси; образуется несколько десятков соединений, обозначаемых общей формулой CmHn, многие из которых являются токсичными (альдегиды и пр.); особую опасность представляет бензапирен, обладающий канцерогенными свойствами;

– твердые частицы (сажа) – образуются в камере сгорания двигателя в результате пиролиза топлива при высоких температуре и давлении при недостатке кислорода; при вдыхании проникают в дыхательные пути, усиливая вредное действие других токсичных компонентов отработавших газов;

– оксиды азота (NOx) – высокотоксичные соединения, образующиеся в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления в цилиндрах двигателя (монгооксид азота МО – бесцветный газ, диоксид азота NO₂ – газ красно-бурого цвета с характерным запахом); при взаимодействии с водой образуют азотную и азотистую кислоты; вызывают раздражающее воздействие на слизистые оболочки глаз, носа и рта, а также способствуют развитию заболевания легких; в двигателях проявляют коррозионную агрессивность по отношению к конструкционным материалам;

– оксиды серы – токсичные соединения, образующиеся при сгорании топлив, содержащих серосодержащие соединения; при соединении с водой образуют сернистую и серную кислоты, угнетающе действующие на кроветворные органы и слизистые оболочки глаз, носа и рта человека; в двигателях проявляют коррозионную агрессивность по отношению к конструкционным материалам;

– соединения свинца – токсичные соединения, образующиеся в камере сгорания двигателей, работающих на этилированном бензине; около 50% свинца осаждается в виде нагара на деталях двигателя и в выхлопной трубе, остаток уходит в атмосферу; присутствует в отработавших газах в виде мельчайших частиц размером 1...5 мкм, которые долго сохраняются в атмосфере; концентрация свинца в придорожной полосе обычно в 2...20 раз больше, чем в других местах; при попадании в организм человека вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы, а также приводит к снижению количества гемоглобина и разрушении.

Важно отметить, что отдельные компоненты отработавших газов, находясь в воздушной атмосфере, взаимодействуют друг с другом, усиливая суммарный эффект. Так, например, взаимодействуют друг с другом МОх и СН. Под действием света оксиды азота разлагаются с образованием нестойкого (в обычных условиях) озона. Однако в присутствии углводородов устойчивость озона резко увеличивается. В результате формируются, стелящиеся по земле, мутные клубы токсичного дыма, получившие название смога. С другой стороны, мельчайшие частички, в общем то инертной, сажи, обладая очень развитой поверхностью, адсорбируют на себя молекулы токсичных соединений и служат, таким образом, своеобразным переносчиками токсичных веществ в организм человека.

Дата публикации:

25 ноября 2002 года