Автомобиль и экология
план-конспект занятия по технологии (10 класс) на тему

                                                  РСО-АЛАНИЯ                                                            

                                                                                 Туаев А.В.    учитель  автодела                    

                                                                                 МКОУ СОШ   с. Хумалаг    2015г.

Цель урока – обобщить, расширить и углубить знания учащихся об устройстве и принципе работы ДВС на основе знаний и представлений о них.

Воспитывать у учащихся бережное отношение к природе и природным ресурсам. Показать связь с другими предметами.

Оборудование:  таблицы, модель ДВС, компьютер, проектор.

Учитель автодела.    Неотъемлемый атрибут современной жизни – автомобиль (от греч.- сам и лат. mobilis – движение)- представляет собой самоходное транспортное средство с собственным источником энергии на борту, предназначенное для перевозки людей и грузов по безрельсовому пути.

Из всех видов индивидуального и общественного транспорта автомобиль является самым динамичным. В начале 90-х гг. в мире ежегодно выпускалось около 40 млн легковых и 10 млн грузовых автомобилей, при этом действующих насчитывалось более500 млн (200 млн – только в США). К началу 21 века мировой парк автомобилей составит 700 млн (из них лишь 150 млн – грузовые автомобили и автобусы).

Автомобильный транспорт занимает по грузоперевозкам второе место (после железнодорожного). Суммарная мощность двигателей автомобильного парка в несколько раз превышала мощность всех действующих в стране электростанций, что, естественно, сопровождалось значительным расходом горючего, получаемого из нефти (бензина и мазута).

Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей в промышленно развитых странах, в обеспечении процессов обмена промышленными технологиями, в децентрализации промышленности, распространении туризма и т.д.

Но сейчас все острее выявляются и отрицательные стороны автомобилизации: автомобиль стал одним из основных источников загрязнения природной среды – воздушного бассейна, почвы, водоемов. В результате страдают люди, животные и растительный мир. Так, доля автотранспорта по всем видам загрязнений, поступающих в окружающую среду, составляет 30%, а в крупных городах достигает 50-90%. В России, по Госкомэкологии, ежегодно образуется около 10 млрд тонн производственных и бытовых отходов, при этом в атмосферу выбрасывается около100 млн тонн вредных веществ, а со сточными водами в водоемы их поступает почти 40 млн тонн.

Учитель физики.     Вспомним немного истории. Автомобилю более 100 лет. Л.Л. Шамшуренков (1752г.) и И.П. Кулибин (1785г.) впервые применили в своих педальных повозках механизмы, широко используемые и до сих пор (коробка передач, свободный ход и т.д.). В 1680г. английский физик Деви Папен изобрел паровой котел, а в 1707г. представил описание своего двигателя. В 1860г. французский механик Этьен Ленуар сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания. (Смесь светильного газа и воздуха закачивалась в цилиндр и там поджигалась. Отсюда и название - двигатель внутреннего сгорания). Это была технически совершенная машина пригодная для промышленного производства.

Узнав об изобретениях Ленуара Николаус Август Отто в 1862г. построил газовый двигатель внутреннего сгорания большей мощности. Во избежание неравномерности работы Отто установил четыре цилиндра, последовательно работающих, на один вал. Четырехтактный ДВС Отто имел КПД 22%.

Учитель автодела.   В 1881г. Готлиб Даймлер, технический директор фабрики Отто, разработал новую конструкцию ДВС, переведя его на жидкое топливо, что и позволило создать новый вид транспорта – автомобиль.

Первые автомобили с бензиновыми ДВС начали производиться в Германии в 1885-1887гг. на фабриках Г. Даймлера и К. Бенца. Именно здесь спустя 15 лет начался выпуск автомобилей марки «Мерседес».

                            ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КДВС

   Учитель автодела.   Работа одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания происходит следующим образом.

Во время первого такта поршень по инерции от предыдущего цикла идет от крайнего верхнего положения (верхней мертвой точки) к крайнему нижнему положению (нижней мертвой точке), в цилиндре образуется разрежение, и через впускной клапан из карбюратора, где приготовляется горючая топливно – воздушная смесь, происходит засасывание (впуск) этой смеси в цилиндр.

При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь. В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает.

Образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз. Под действием расширяющихся нагретых газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах. Второй и третий такты происходят при закрытых клапанах.

В конце третьего такта открывается выпускной клапан, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвертого такта, когда поршень движется вверх. В конце четвертого такта клапан закрывается.

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех тактов: впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска.

В простейшей карбюраторной системе питания топливо механическим или электрическим насосом подается в поплавковую камеру 2 карбюратора, воздушная полость которого соединена с атмосферой. Постоянный уровень бензина в камере обеспечивается с помощью поплавка 3, снабженного запорной иглой 1. Во время такта впуска в диффузоре 6 карбюратора создается разрежение, под действием которого топливо через жиклер 4 засасывается в смесительную камеру 7. Разрежение в диффузоре изменяется поворотом дроссельной заслонки 8, при этом полному открытию заслонки соответствует максимальный расход топливно – воздушной смеси. Бензин из распылителя 5 под действием воздушного потока распадается на мелкие капли и интенсивно испаряется во впускном патрубке 9. Топливно – воздушная смесь поступает в пространство над поршнем 10 в цилиндре 11 через зазоры, образуемые впускным клапаном 12. Часть капель попадает в цилиндр двигателя, не успев испариться, и испаряется уже там. Для устранения недостатков применяются устройства питания с впрыском бензина непосредственно во впускной патрубок с помощью электромагнитных форсунок.

Учитель физики.   Первый такт – процесс впуска – происходит практически при постоянном давлении, объем рабочего тела при этом увеличивается от V1 до V2. В конце такта, когда цилиндр заполнен горючей смесью паров, клапан закрывается.  

Второй такт – при обратном движении поршня начинается быстрое адиабатное сжатие горючей смеси (участок АВ), при этом ее температура и давление возрастают. В конце такта горючая смесь воспламеняется электрической искрой. При сгорании топливно – воздушной смеси ей сообщается количество теплоты Q1, температура поднимается до 2000-2500 ºС, давление – до 40 атм (1 атм = 9,8 , 104 Па). За очень короткое время горения смеси поршень практически не изменяет своего положения, поэтому процесс подвода тепла Q1 можно считать изохорным (участок ВС).    

Третий такт – рабочий ход. Под давлением сжатых газов поршень идет вниз. Во время этого основного рабочего хода – адиабатного расширения (участок СD) – энергия газов передается поршню, а от него – коленчатому валу. К концу такта температура и давление понижаются примерно в два и десять раз соответственно. После расширения рабочего тела до объема V2 открывается выпускной клапан, отработанные газы вырываются наружу, в атмосферу. Выпуск отработанных газов на изохорном участке (участок DА) сопровождается передачей окружающей среде количества теплоты Q2.

Четвертый такт – выхлоп. Выпускной клапан остается открытым, поршень идет вверх, выталкивая оставшиеся отработанные газы. В крайнем верхнем положении поршня клапан закрывается, и весь процесс повторяется.

Работа, совершаемая за один цикл, характеризуется площадью фигуры внутри кривой АВСDА, заштрихованной на рисунке. Эта работа совершается за счет разности количеств теплоты Q1 - Q2. КПД определяется отношением:

η = [ (Q1 – Q2) / Q1] . 100%

Учитель автодела.   Современные автомобильные двигатели, как правило, многоцилиндровые (четырех-, шести-, восьми-, двенадцати- и даже шестнадцатицилиндровые). С повышением числа цилиндров увеличивается число рабочих ходов за один оборот коленчатого вала (два – у чктырехцилиндрового, три – у шестнадцатицилиндрового и т.д.), повышается плавность хода автомобиля и мощность автомобильного двигателя.

Важной энергетической характеристикой поршневых ДВС, влияющей на их КПД, помимо состава топливной смеси, является степень сжатия. С целью повышения КПД и мощности в современных карбюраторных двигателях степень сжатия составляет 8-9. Однако при высоких степенях сжатия (как и при использовании бензинов, не соответствующих данному типу двигателя) на ряде режимов работы возникает особый вид аномального сгорания – детонация, когда воздушно – бензиновая смесь не воспламеняется, а взрывается.

Учитель химии.   Причиной детонации является разложение бензина с образованием перекисных соединений углеводородов, сопровождающееся выделением большого количества теплоты и носящее при высоких давлениях и температурах взрывной характер.

Показателем способности бензина противостоять возникновению детонации является октановое число, определяемое специальными методами на специальных установках. За 100 единиц принято октановое число очень стойкого к детонации изооктана, а за 0 – октановое число сильно детонирующего гептана.

Повышение октанового числа бензина (уменьшение вероятности детонации при повышении степени сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя) достигается технологией его получения.

В основной массе автомобильных бензинов, вырабатываемых в нашей стране, до последнего времени требуемая антидетонационная стойкость достигалась за счет добавок антидетонаторов. Наиболее распространенной антидетонационной присадкой является тетраэтилсвинец (ТЭС): Pb (С2Н5)4, несколько десятков капель которого на литр бензина предотвращают детонацию. Вместе с ТЭС добавляются вещества, препятствующие отложению оксидов свинца и выносящие их вместе с отработанными газами. Смесь ТЭС с этими веществами называется этиловой жидкостью, а бензины с такими добавками – этилированными.

Учитель автодела.   Изобретатель нового двигателя Рудольф Дизель заинтересовался исследованиями Карно, установившего, что максимальный КПД имеют тепловые машины, в которых процесс сгорания идет по изотерме. В 1897г. Р. Дизель построил другой двигатель, отличительной особенностью которого внутреннее смесеобразование: топливо (осветительный керосин) подавалось в цилиндры двигателя в конце такта сжатия и самовоспламенялось от сжатого горючего воздуха. После ряда усовершенствований дизельные двигатели стали работать на самых различных дешевых видах топлива – керосине, газойле (солярке), даже на угольной пыли и сырой нефти. Такие двигатели выпускались на заводе «Русский дизель» в С.- Петербурге в начале века. Трагическая гибель изобретателя в 1913г. не позволила ему увидеть колоссальные масштабы использования своего изобретения. Двигатели Дизеля стоят теперь на грузовиках, автобусах, тракторах, яхтах, подводных лодках и океанских судах.

                         ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.

Учитель физики.   В дизельных двигателях высокая степень сжатия (16-21, КПД около 40%) достигается за счет того, что сжимается воздух, а не горючая смесь. В конце такта адиабатного сжатия температура воздуха повышается до 600-700ºС, так что горючее, впрыскиваемое через форсунки, самовоспламеняется от соприкосновения с раскаленным воздухом. Диаграмма цикла показана на рисунке.

 Поршень засасывает в цилиндр чистый воздух, который можно сжать к концу второго такта (изотерма АВ) до высокого давления30-40 атм. Температура воздуха при этом повышается до 550-650ºС. В этот сжатый воздух в момент сразу же после прохождения поршнем «мертвой» точки начинает впрыскиваться при помощи насоса горючее. Горючее воспламеняется. Образовавшиеся газы (продукты сгорания) толкают поршень. За счет сгорания продолжающего поступать в цилиндр горючего давление на поршень практически остается постоянным (изобара ВС). Затем поступление горючего в цилиндр прекращается, но газы в цилиндре продолжают расширяться и совершают работу (адиабата СD). Отработанные газы выталкиваются в атмосферу (изохора DА и изобара АО). Затем цикл повторяется.

Учитель автодела.   Важнейшим свойством дизельных топлив является их воспламеняемость, которая определяет легкость запуска и характер работы двигателя.

Учитель химии.   Показателем воспламеняемости является цетановое число. Это объемное процентное содержание цетана (С16Н34, воспламеняемость 100, в смеси с α-метилнафталином С11Н10, воспламеняемость 0),обеспечивающей при равной степени сжатия такое же значение периода задержки воспламенения (ПЗВ), как и данное дизельное топливо. Оптимальными являются цетановые числа 40-50.  

Учитель автодела.   В отличие от бензиновых двигателей, обычно работающих на обогащенной смеси (бензин не сгорает полностью из-за недостатка кислорода), дизельные двигатели работают на обедненной смеси (более полное сгорание топлива, т.е. более высокий КПД и меньшая токсичность выхлопных газов).  

Более полное сгорание дизельного топлива объясняется высокой начальной температурой смеси вследствие высокой степени сжатия (480-630ºС против 330-480ºС у карбюраторных двигателей).

Дизельные автомобильные двигатели бывают обычно двух- и четырехтактными. Они достаточно компактны, но из-за высокого давления во время рабочего хода массивны и тяжелы, поэтому малопригодны для установки на легковых автомобилях.

                      ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ     ПРОБЛЕМЫ

Учитель автодела.   В основе процесса, приводящего автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха. При сгорании 1кг бензина расходуется около 15кг воздуха (или около 2000л кислорода). Это больше, чем нужно человеку в течение суток.

В среднем один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы около 5т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами более 1т оксида углерода, различных углеводородов и других вредных веществ. Если умножить эти цифры на число автомобилей в мире, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.

Атмосфера богата кислородом, однако, весь ее кислород – биогенного происхождения. Загрязнение Мирового океана, где обитает фитопланктон, вырабатывающий в результате фотосинтеза 70% всего атмосферного кислорода, сведение лесов (особенно тропических) вместе с повышенным потреблением кислорода промышленными предприятиями (металлургическими заводами) и тепловыми электростанциями, а также массовой автомобилизацией могут, в конце концов, создать на нашей планете глобальную проблему «кислородного голодания».

Комплекс экологических проблем, связанных с ростом числа автомобилей на нашей планете, можно условно разделить на три группы: экономия топлива, загрязнение биосферы и шумовое загрязнение.

              ЭКОНОМИЯ  ТОПЛИВА.    МОТОРНЫЕ  ТОПЛИВА.

Учитель автодела.   Основным источником моторных топлив является нефть, запасы которой на Земле ограничены. Постоянно растущее число автомобилей «съедает» ее все больше и больше. 25% добываемой нефти потребляется автомобильным транспортом, причем наиболее дефицитны и ценных светлых нефтепродуктов – свыше 65%.

Значительная экономия топлива достигается при использовании карбюраторных двигателей с двухтопливным питанием.  

Применение двухтопливного питания дает возможность использовать более дешевые бензины с уменьшенным на 10-12 единиц октановым числом, что сэкономит 7-12 % сырой нефти. Подача добавок экономит еще и 5-8% бензина.

Одним из основных направлений экономии моторного топлива является переход на дизельные двигатели, т.к. у них расход топлива на 30% меньше, а само топливо в 2,5 раза дешевле бензина.

В дизельных двухтопливных двигателях количество подаваемого в цилиндры дизельного топлива уменьшают примерно на 35%, а освободившееся место через выпускной трубопровод заполняют тщательно перемешанной смесью сухого газа с воздухом. Сгорание топлива в цилиндрах происходит более активно, причем дымность отработанных газов уменьшается почти на 50%.

Ввиду ограниченности запасов нефти и выброса в атмосферу вредных выхлопных газов, образующихся при сгорании моторного топлива нефтяного происхождения, во всем мире ведется интенсивный поиск альтернативных топлив. Другими словами, ожидается постепенное вытеснение бензина, а потом и дизельного топлива альтернативными топливами, основным сырьем которых являются уголь, природный газ и биомасса.

Учитель химии.   Уголь – самый распространенный из невозобновляемых источников энергии. Путем газификации и последующих химических реакций синтеза в присутствии катализаторов из угля сначала получают синтетическую нефть (жидкие углеводороды), а затем из этой нефти получают бензин, более экологически чистый и с большим октановым числом, чем у обычного «нефтяного» бензина, и другие нефтепродукты. Из 3 тонн угля получается 1 тонна синтетической нефти. Такое производство синтетического бензина и дизельного топлива впервые было налажено в Германии в 30-е гг. за счет него удовлетворялось почти 50% потребности страны в моторном топливе. В середине 50-х гг. все установки по получению синтетического топлива в Европе были закрыты из-за нерентабельности в связи с низкими ценами на природную нефть. В настоящее время в мире работают только три таких завода.

Важнейшим топливно – энергетическим ресурсом является природный газ, объемы его добычи в мире и в России, а частности, постоянно растут. Природный газ – отличное моторное топливо, как вследствие своей дешевизны, так и из-за значительно меньшего загрязнения окружающей среды при его использовании. У природного газа октановое число от 105 до 110 (у самого высокосортного бензина – только 98).

  Учитель автодела.   Высокооктановое стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Кроме того, оно не смывает смазку в цилиндрах, тем самым продлевается почти на 50% срок их службы. Природный газ, в качестве моторного топлива, используется либо в сжатом, либо в сжиженном состоянии. В Советском Союзе двигатели и автомобили на сжатом природном газе начали выпускать еще в 1949г. Многие автомобили (например, «ЗИЛ-156», «ЗИЛ-166» и «ГАЗ-51-Б») имели одновременно и бензиновую, и газовую системы питания, что позволяло в случае необходимости переходить с одного вида топлива на другой. С 1960г. выпуск газобаллонных автомобилей резко сократился, были демонтированы практически все компрессорные станции заправки. В настоящее время у нас вновь расширяется производство газобаллонных автомобилей.

Широко начинает применяться на автомобилях, в том числе и легковых, сжиженный природный газ, требующий для своего хранения криогенный бак, по сути дела, термос, т.к. температура кипения жидкого метана равна –160ºС.

Применение сжиженного природного газа в качестве моторного топлива позволяет существенно снизить токсичность выхлопов по основным контролируемым параметрам: по оксиду углерода – в 2-9 раз, по оксидам азота – в 1,2-3,5 раза, по углеводородам – в 1,5-5,5 раза, что удовлетворяет требованиям большинства национальных стандартов.

Еще одним видом газового топлива является сжиженный пропанбутановый газ, получаемый из попутного нефтяного, природного и нефтезаводского газа. В 1986г. в мире около 3 млн автомобилей работало на таком газе.

В последние годы возобновился интерес к газогенераторным автомобилям, работающим на продуктах газификации твердого топлива (древесных чурок, угля), которые получаются в специальном устройстве – газогенераторе.

В нашей стране раньше серийно выпускались газогенераторные автомобили «ГАЗ-42» и «ЗИС-21». При всех недостатках таких автомобилей – сложности в эксплуатации, меньшей мощности и грузоподъемности – они обладали одним бесспорным преимуществом – возможностью работы на доступном и дешевом топливе.

Учитель химии.   Наиболее распространенным альтернативным моторным топливом могут стать продукты ферментации (брожения) растительного сырья – биомассы (спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять и как добавки к бензину).

Важным преимуществом метанола является его высокая детонационная стойкость, позволяющая увеличить степень сжатия до 12-14 и тем самым компенсировать повышенный расход топлива из-за его низкой теплоты сгорания. Существенным недостатком является токсичность самого метанола, а также загрязнение атмосферного воздуха токсичным метилнитритом, содержащимся в отработанных газах.

Более приемлем с экологической точки зрения этанол. Его производству особое внимание уделяют в странах, где климатические условия позволяют выращивать в больших количествах сахаросодержащую биомассу. Особенно перспективен для производства этанола сахарный тростник – быстрорастущая высокоурожайная сельскохозяйственная культура. В настоящее время наиболее эффективной с технико – экономической точки зрения является 20%-я добавка спирта в бензин, поскольку в этом случае не требуется ни модификации, ни дополнительной регулировки двигателя.

Учитель автодела.   Рациональная на сегодняшний день структура

использования автомобильных топлив представлена в табл. №1.

Главным претендентом на звание «топлива будущего» является водород, запасы которого практически неограниченны, а процесс сжигания в двигателе характеризуется высоким энергетическим и экологическим совершенством. Получать водород можно путем различных термохимических, электрохимических или биохимических способов с использованием экологически чистой энергии Солнца.

                                    РАСХОД    ТОПЛИВА.

Учитель автодела.   Расход топлива в значительной степени зависит от технической исправности автомобиля и правильности регулировки его узлов и агрегатов. К сожалению, примерно 20% грузового автопарка нашей страны превысили свой нормативный срок службы, их эксплуатация поддерживается за счет многократных капитальных ремонтов, а при этом расход топлива возрастает в среднем на 15-20%.

Велики потери топлива при хранении и заправке за счет проливов, протечек и испарения. Например, при заправке автомобиля происходит вытеснение паровоздушной смеси из бака, т.е. происходят, с одной стороны, потери бензина, а с другой – загрязнение атмосферы. В летний период эти потери составляют около 0,8кг на 1т заправляемого бензина. При кажущейся незначительности этой цифры суммарные потери на испарение из топливных баков составляют около 7т бензина в год для типовой АЗС, рассчитанной на 500 заправок в сутки

Наибольшие резервы улучшения топливной экономичности автомобилей связаны с совершенствованием конструкции двигателей (главным образом систем смесеобразования) и автомобилей в целом (систем управления, аэродинамических форм и т.д.). Расчеты показывают, что за счет различных конструктивных мероприятий возможно дополнительное снижение расхода топлива на 20-25% для легковых автомобилей и на 25-30% для грузовых автомобилей и автобусов.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ  БИОСФЕРЫ.  ЗАГРЯЗНЕНИЕ  АТМОСФЕРЫ.

Учитель географии.   Наибольшая опасность загрязнения выхлопными газами грозит тем странам, которые обладают мощным автопарком. Например, в США на автотранспорт приходится примерно половина всех вредных выбросов в атмосферу, что превышает 50 млн т ежегодно. Автопарк Западной Европы также ежегодно выбрасывает в воздух более 70 млн т вредных веществ. В России положение усугубляется тем, что машины, находящиеся в эксплуатации, соответствуют экологическим нормам только на 14,5%. Сходное влияние на атмосферу оказывает и воздушный транспорт.

Согласно экспертным оценкам, в результате деятельности мирового автопарка, который составляет более 500млн двигателей, в атмосферу ежегодно поступает одного только углекислого газа 4,5 млрд т, а также другие вредные вещества.

Чем же опасны эти загрязнения?

Учитель биологии.   Диоксид углерода (СО2, углекислый газ) обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистую оболочку. Выбросы СО2 усиливают парниковый эффект, способствуют образованию кислотных осадков, вызывающих разрушение зданий и архитектурных сооружений, закисление водоемов и т.д. Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, автомобиль превращает в углекислоту такое же количество кислорода, сколько необходимо для дыхания 300-350 человек.

Окись углерода (СО, угарный газ)- ядовитый газ без цвета и запаха, появляется в результате неполного сгорания углерода, содержащегося в моторном топливе. При вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся, прежде всего на центральной нервной системе. Высокая концентрация СО (предельно допустимых концентраций ПДК 1 мг/м3) даже при кратковременном воздействии может вызвать смерть; небольшие дозы вызывают головокружение, головную боль, чувство усталости и замедленную реакцию. Оксид углерода – один из факторов вызывающий болезнь сердца стенокардию, т.к. уменьшение переноса кислорода к тканям особенно пагубно для сердечной мышцы.

Учитель автодела.   Повышение концентрации оксида углерода часто возникает в туннелях (до 70ПДК), в «пробках» (до 60 ПДК), в гаражах. Известны случаи трагической гибели людей, запускающих двигатели при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация возникает уже через 2-3 мин после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине, водители иногда включают двигатель для обогрева салона. Из-за проникновения оксида углерода в салон такой ночлег может оказаться последним.

Учитель биологии.   Оксиды азота (NОх) образуются при сгорании любых видов топлива – природного газа, угля, бензина или мазута. Наибольшую опасность представляет диоксид азота NО2, который при в присутствии водяных паров образует азотистую и азотную кислоты. Поступая в верхние слои атмосферы, диоксид азота вызывает образование кислотосодержащих облаков и кислотных осадков. Он вызывает сильное раздражение слизистых оболочек глаз, а при вдыхании – образование азотной и азотистой кислот в дыхательных путях.

Альдегиды (кислотосодержащие производные углеводородов) – отравляющие вещества, раздражающе действующие на глаза, дыхательные пути, поражающие центральную нервную систему, почки и печень.

Учитель автодела. Углеводороды (СхНу) – не сгоревшие химические составляющие топлива. Уровень выбросов этих веществ на перекрестках и у светофоров в несколько раз больше, чем по магистрали.

Они образуют фотохимический смог или сухой туман, который появляется в виде желто – зеленой мглы.

Учитель биологии.   При фотохимическом смоге воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, отмечаются симптомы удушья, обострение легочных и нервных заболеваний, бронхиальной астмы. Повреждаются и растения – нижние поверхности листьев приобретают бронзовый оттенок, верхние становятся пятнистыми, наступает быстрое увядание. Смог вызывает коррозию металлов, разрушение красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды.

Сажа. Окрашенность дыма отработанных газов зависит от содержания частиц сажи: чем больше сажи, тем чернее дым. Как любая мелкая пыль сажа действует на органы дыхания, но главная опасность заключается в том, что на поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества.

Учитель автодела.   Более экономичные и менее токсичные дизельные двигатели выбрасывают в атмосферу больше сажи. Полнее ее сжечь можно, используя катализаторы, однако те, что подходят для этого, очень дороги, а дешевые – неорганические соли металлов – не растворяются в солярке.

Учитель биологии.   Соединения свинца – яды, поражающие органы и ткани организма, нервную систему, желудочно – кишечный тракт, нарушаются обменные процессы. Опасность отравления соединениями свинца усугубляется тем, что они не удаляются из организма, а накапливаются в нем, так же как в почве и растениях.

Учитель автодела.   В атмосферу свинец попадает в основном в результате сжигания этилированного бензина. Мировой автомобильный парк ежегодно выбрасывает в атмосферу 250 тыс. т соединений свинца.

В результате истирания дорожного покрытия, посыпаемого к тому же зимой песком и солью, образуется пыль, которая летом поднимается в воздух, представляет опасность для здоровья людей. Применение асбестовых материалов в тормозных накладках ведет к образованию мельчайшей асбестовой пыли, очень вредной для человека.

Загрязнение атмосферы напрямую связано с расходом топлива, т.е. с режимом работы автомобильного двигателя (скоростью движения, частотой переключения скоростей, включением и выключением двигателя при остановках и поворотах), который в значительной степени определяется организацией дорожного движения и состоянием дорог.

При частых сменах режима работы загазованность воздуха увеличивается в 2 раза и более, особенно у светофоров, в автомобильных пробках, расход топлива возрастает. В режиме разгона на третьей передаче расход топлива в 1,5 – 2 раза больше оптимального, на второй передаче – в 2- 4 раза, на первой передаче – в 5 10 раз.

                         ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ.

Учитель автодела.   В нашей стране сеть ремонтных служб развита плохо. Значительная часть личных автомобилей размещается во дворах жилых домов, на зеленых газонах и площадках отдыха, владельцы производят ремонт и техническое обслуживание своими силами (смену масла и мойку), не заботясь об очистке стоков.

                                ШУМОВОЕ  ЗАГРЯЗНЕНИЕ.

Учитель физики.     Городской шум стал одним из наиболее значимых экологических факторов России. Шум, поступающий с автомагистралей через окна непрерывно, изо дня в день и из ночи в ночь, во много раз превышает санитарные нормы, составляющие 84 дБ для легковых и 85 – 92 дБ для грузовых автомобилей и автобусов. Одна машина, прогреваемая поутру под вашими окнами, создает в комнате шум до 75 дБ. Воздействие шума в 150 дБ чревато потерей слуха. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетенности, язвенной болезни расстройств сердечно – сосудистой системы.

Учитель автодела.  На уровень шума влияют техническое состояние автомобиля, его тип и режим движения. Выхлопной глушитель в зависимости от конструкции снижает шум на 8 – 16дБ. Применяя на впуске глушитель или воздухоочиститель, можно понизить шум двигателя на 10 – 12дБ. При изменении частоты вращения от минимальной до максимальной шум усиливается на 12 – 18дБ, при увеличении нагрузки – примерно на 2дБ в дизельном и на 10 – 15дБ в карбюраторном двигателях.

          И все же дизельный двигатель (в основном для грузовых автомобилей) и бензиновый карбюраторный двигатель (преимущественно для легковых автомобилей) не имеют пока реальных конкурентов. Сегодня нет сомнений в том, что эти двигатели более совершенные, более экологически чистые останутся основным типом силовой установки автомобиля. Главное направление – поиск нового автомобильного топлива, способного вытеснить привычные нефтяные топлива.

Бак с жидким водородом, обтекаемый корпус из упроченного пластика, жаропрочный керамический двигатель, электронная система, управляющая действиями всех механизмов и обеспечивающая безаварийное вождение, - возможно, таким будет автомобиль середины ХХI века.

Спасибо за внимание.