Вихлопний газ газ що виходить із вихлопних труб механічного транспортного засобу відпрацьоване в тепловому двигуні робоч

Вихлопний газ (газ, що виходить із вихлопних труб механічного транспортного засобу) — відпрацьоване в тепловому двигуні робоче тіло. Є продуктами окислення і неповного згоряння вуглеводневого чи інших видів палива. Вихлопні гази містять певну кількість (залежно від палива, типу двигуна та його технічного стану) токсичних і шкідливих компонентів. Викиди вихлопних газів — основна причина перевищення гранично допустимих концентрацій токсичних речовин і канцерогенів в атмосфері великих міст (особливо в Лондоні), утворення смогів, які є частою причиною отруєння в замкненому просторі.

Дим з вихлопних труб дизельної вантажівки

Кількість забруднювальних речовин, що виділяються в атмосферу з вихлопними газами, визначається складом і об'ємами їх викидів.

Об'єми викидів вихлопних газів

Викиди з труби легкового автомобіля з бензиновим двигуном

Орієнтовно визначається залежно від витрати палива автомобілями. Споживання палива механічними транспортними засобами залежно від їх пробігу нормується і зазвичай вказується виробниками (це одна зі споживчих характеристик транспортного засобу), наприклад:

	ВАЗ 2110 1,5k, літрів	ВАЗ 2110 1,5i, літрів	Mitsubishi Colt 5-D 1.1i, літрів	ВАЗ 11113 0,75k, літрів	(ВАЗ 21055) 1,5D, літрів
Витрата у «міському циклі», л/100км	9,1	8,6	7,0	6,4	5,7
Витрата у «позаміському циклі» (рівномірний рух 60 км/год), л/100км	6,5	6,5	3,7	3,2	3,8

k — карбюраторний двигун
i — інжекторний двигун
D — дизельний двигун
Густина бензину при +20 °C коливається від 0,69 до 0,81 г/см³
Густина дизельного палива при +20 °C за ГОСТ 305-82 не більше 0,86 г/см³

Для визначення сумарного обсягу газів, що виходять із глушника, можна орієнтуватися на такі значення — один літр спалюваного бензину призводить до утворення приблизно 16 кубометрів або 16000 літрів суміші різних газів.

Склад вихлопних газів двигунів внутрішнього згоряння

	Бензинові двигуни	Дизелі
Азот N₂, об.%	74—77	76—78
Кисень O₂, об.%	0,3—8,0	2,0—18,0
Вода H₂O (пара), об.%	3,0—5,5	0,5—4,0
Вуглекислий газ CO₂, об.%	0,0—16,0	1,0—10,0
Монооксид вуглецю CO*, об.%	0,1—5,0	0,01—0,5
Оксиди азоту NO_x*, об.%	0,0—0,8	0,0002—0,5
Вуглеводні C_nH_m*, об.%	0,2—3,0	0,09—0,5
Альдегіди*, об.%	0,0—0,2	0,001—0,009
Сажа С**, г/м³	0,0—0,04	0,01—1,10
Бензопірен-3,4**, г/м³	10—20× 10⁻⁶	10×10⁻⁶

* Токсичні компоненти
** Канцерогени

Вплив складників вихлопних газів на здоров'я людини

Монооксид вуглецю (чадний газ) — це токсична речовина, яка, потрапляючи у легені та у кров, «зв'язує» кров'яні тільця, що призводить до кисневого голодування тканин організму і до смерті. Але найбільшу небезпеку становлять оксиди азоту, які приблизно в 10 разів небезпечніші, ніж чадний газ. Потрапляючи на слизові оболонки та у кров, оксиди азоту утворюють азотні і азотисті кислоти та інші небезпечні для здоров'я і життя сполуки. Частка токсичності альдегідів відносно невелика і становить 4-5 % від загальної токсичності вихлопних газів. Токсичності різних вуглеводнів значно відрізняється між собою, проте особливістю є те, що ненасичені вуглеводні у присутності діоксиду азоту під впливом сонячного проміння фотохімічно окислюються, утворюючи отруйні кисневмісні сполуки — складові частини смогу.

Якість допалювання токсичного монооксиду вуглецю на сучасних каталітичних нейтралізаторах така, що вміст СО після нейтралізатора, зазвичай, знижується менше 0,1 %.

Виявлені у вихлопних газах поліциклічні ароматичні вуглеводні — сильні канцерогени. Серед них найбільш вивчений бензопірен, крім нього знайдені похідні антрацену:

1,2—бензантрацен;
1,2,6,7—дибензантрацен;
5,10—диметил—1,2—бензантрацен.

Крім того, зважаючи на наявність сірки та сірчаних сполук у дизельних паливах, та частково у бензинах, до складу відпрацьованих газів можуть входити оксиди сірки, а у разі застосування етилованих бензинів — свинець (тетраетилсвинець), бром, хлор, та їх сполуки. Вважається, що аерозолі галоїдних сполук свинцю можуть піддаватися каталітичним і фотохімічним перетворенням, беручи участь в утворенні смогу.

Тривалий контакт із середовищем, отруєним вихлопними газами автомобілів, викликає загальне ослаблення організму — імунодефіцит. Крім того, безпосередньо токсичні і шкідливі гази можуть стати причиною різних захворювань. Наприклад, дихальної недостатності, гаймориту, , бронхіту, бронхопневмонії, раку легень. Крім того, вихлопні гази викликають атеросклероз судин головного мозку. Опосередковано через легеневу патологію можуть виникнути і різні порушення серцево-судинної системи.

Отруєння в замкненому просторі

Доволі частими є випадки отруєння вихлопними газами в тому числі зі смертельними наслідками автомобілістів у гаражах, закритих стоянках і всередині автомобілів (витоку в салон) за недостатньої чи відсутньої вентиляції. Для боротьби з такими випадками вводяться норми на вентиляцію споруд, пов'язаних з експлуатацією та обслуговуванням автомобілів, а також рекомендації автомобілістам.

Законодавче регулювання

Контролюється якісний склад виробленого і реалізованого палива (в Україні це стандарти на паливо, регіональні вимоги, в Європі нормативи ЄВРО).
Передбачений контроль відповідності конструкції двигунів і їх систем та транспортних засобів, на яких вони встановлюються, до вимог вмісту токсичних компонентів у вихлопних газах (в Україні — це з відповідними рівнями вимог (рівень Євро-2), які введені в дію як державні стандарти України, в Європі — це , які є відповідниками цих же Правил ЄЕК ООН з відповідними рівнями вимог (рівні Євро-4, Євро-5 — для відповідних категорій транспортних засобів)).
Передбачений періодичний контроль за відповідністю технічного стану транспортних засобів, які перебувають в експлуатації, та їх обслуговування, регулювання і ремонт у разі необхідності. При цьому, передбачено контролювати вміст СО, який здійснюється в режимі холостого ходу із мінімальною та підвищеною частотами обертання колінчастого вала двигуна (бензинові двигуни) та димності відпрацьованих газів, який здійснюється в режимах вільних прискорень холостого ходу (дизелі). В Україні для бензинових двигунів передбачено контролювати вміст СО та СН за ДСТУ 4277:2004, а для дизельних двигунів — димність за ДСТУ 4276:2004) у зазначених режимах.
У деяких регіонах вводяться обмеження на рух великовантажного автотранспорту (наприклад у м. Києві).
У окремих регіонах вводяться більш жорсткі норми до викидів шкідливих і токсичних компонентів у вихлопних газах (наприклад, у окремих штатах США, у окремих префектурах КНР тощо).
- Вважається, що поширення подібних норм на райони з нормальною екологічною обстановкою може створювати зайві витрати.

Шляхи зниження викидів і токсичності

Стимулом до скорочення обсягів викидів передбачається зацікавленість у скороченні витрати палива (значна стаття витрат у автомобільному транспорті).

Колосальний вплив на кількість викидів (не врахуючи кількість спалювання палива) відіграє організація руху автомобілів у місті (значна частина викидів відбувається в пробках і на світлофорах). При вдалій організації можливе застосування менш потужних двигунів, рух на невисоких (економічних) проміжних швидкостях.
Істотно знизити вміст вуглеводнів у вихлопних газах, більш ніж в 2 рази, можливо застосуванням як палива попутних нафтових (пропан, бутан), або природного газів, при тому, що головний недолік природного газу — низький запас ходу, для умов руху в містах є не настільки значущим.
Крім складу палива, на токсичність впливає технічний стан та налаштування двигуна (особливо дизельного — викиди сажі можуть збільшуватися до 20 разів і карбюраторного — до 1,5-2 разів змінюються викиди оксидів азоту).
Значно знижено викиди (знижено витрату палива) в сучасних конструкціях інжекторних систем впорскування палива, які працюють на стабільно збіднених сумішах неетильованого бензину, встановленням каталітичних нейтралізаторів, застосуванням двигунів, які працюють на газових паливах, агрегатів з нагнітачами і охолоджувачами повітря, застосуванням гібридних приводів. Однак подібні конструкції сильно подорожчують автомобілі.
Випробування, проведені SAE, показали, що ефективний спосіб зниження викидів оксидів азоту (до 90 %) і в цілому токсичних компонентів вихлопних газів — упорскування в камеру згоряння води.

Див. також

Посилання

Відпрацьовані гази // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 38.
Допалювач // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.

Вміст вихлопних газів автотранспорту

Вміст вихлопних газів автомобілів [ 23 березня 2010 у Wayback Machine.]

Вплив вихлопних газів на здоров'я людини

Вдихання вихлопних дизельних газів провокує ішемію міокарда і порушує фібринолітичну активність крові [ 5 березня 2016 у Wayback Machine.]
Вихлопні гази негативно впливають на показники зовнішнього дихання [ 13 березня 2016 у Wayback Machine.]
Перша допомога при отруєнні чадним газом