Каталитические нейтрализаторы

Обобщенно борьбу с загрязнением окружающей среды автомобилями можно представить как снижение токсичности существующих двигателей, разработку малотоксичных энергоустановок для транспортных средств, совершенствование дорожных условий, улучшение организации дорожного движения.

С точки зрения вредных выбросов автомобилем целесообразным является совершенствование существующего двигателя внутреннего сгорания. Выброс токсичных веществ заметно снижается при улучшении процесса сгорания топлива. С этой целью в топливо добавляют специальные присадки, применяют форкамерно-факельное зажигание, а также зажигание искрой повышенной энергии, используют регулятор разряжения. В системе выпуска токсичные вещества отработавших газов обезвреживают с помощью жидкостных, пламенных, каталитических, термокаталитических и комбинированных нейтрализаторов.

Некоторые из перечисленных способов используются и в нашей стране, и за рубежом. Например, применяются жидкостные, пламенные и каталитические нейтрализаторы. Их устанавливают на автомобилях вместо глушителей. Применение жидкостных нейтрализаторов на массовом автомобиле пока сомнительно ввиду ряда их недостатков. Основной из них:- нечувствительность к окиси углерода и незначительная эффективность в нейтрализации окислов азота. Кроме того, такие нейтрализаторы имеют большую массу и размеры, в обслуживании сложны и трудоемки, требуют частой смены растворов. Целесообразность применения пламенных нейтрализаторов в настоящее время усиленно изучается; пока имеется много нерешенных технических вопросов.

Каталитические нейтрализаторы, созданные в нашей стране, способны снизить содержание окиси углерода и углеводорода в отработавших газах на 30-80 %. Возможность нейтрализации окислов азота пока изучается. Каталитические нейтрализаторы устанавливают на автомобилях, работающих в карьерах.

Определенный успех в создании каталитических нейтрализаторов имеют фирмы США и Англии. В США предложены каталитические нейтрализаторы на основе платины. Несмотря на большую эффективность, они не внедряются в массовое производство из-за высокой стоимости. Дешевые нейтрализаторы на алюминиевой основе могут включаться в работу только после прогрева их активных элементов до температуры 540 °С. Это большой недостаток, но они хорошо обезвреживают окись углерода, окислы азота и углеводороды. В США испытана система обезвреживания отработавших газов, состоящая из двух термических реакторов и одного каталитического нейтрализатора. В одном из реакторов происходит частичное окисление окиси углерода и углеводородов. Процесс редукции окиси азота до N2 осуществляется в каталитическом нейтрализаторе. В другом термическом реакторе полностью окисляются окись углерода и углеводороды. В Англии создан эффективный нейтрализатор с двумя катализаторами: один из них обезвреживает окись углерода и углеводороды, другой - окислы азота. Представляет интерес система впрыска с электронным управлением: подача топлива зависит от состава отработавших газов. Использование электронного устройства позволяет снизить содержание окиси углерода в отработавших газах на 10-40 %, углеводородов - на 10-30 %.

В США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. В двигателе происходит полное сгорание смеси, что обеспечивает минимальное содержание в отработавших газах окиси углерода и углеводородов. Понижение температуры в камере сгорания обусловливает меньший выброс окислов азота. В карбюраторе, созданном в ФРГ, бензин расщепляется на водород, окись углерода и метан. При этом происходит более полное сгорание топлива, в результате чего содержание окиси углерода в отработавших газах в 6-10 раз, а окислов азота - в 20-30 раз меньше, чем при использовании обычной рабочей смеси.

В РФ разработаны эффективные методы регулировок двигателей на минимальную токсичность, а также установлено, что регулирование токсичности двигателя возможно с помощью отклонения рабочих циклов.