Причини утворення оксидів азоту, вплив Оксид азоту

Утворення оксидів азоту Л/О та А/О2 (загальна формула ЛЮх) під час згорян­ня палива в циліндрах двигунів, в пер­шу чергу, пов'язане з високою темпе­ратурою, що має місце в циліндрах дви­гуна. Термічна теорія утворення оксидів азоту, основи якої розроблено акаде­міком Я.Б. Зельдовичем, є загальнови­знаною. Згідно з цією теорією для ут­ворення оксидів азоту необхідна висо­ка температура і наявність вільного кисню. Окислення азоту здійс­нюється за ланцюговою схемою. Праворуч наведені можливі зво­ротні реакції окислення азоту.

У результаті цих реакцій утворюється оксид азоту N0, який є основним продуктом, що міститься у відпрацьованих газах. Концен­трація N0 у відпрацьованих газах бензинових двигунів становить приблизно 99 %, у дизелів - 93 % від загальної кількості ЛЮх.

Окрім основних реакцій окислення, має місце реакція: 2МО + О2 <=> 2НО2- Відбувається вона не лише в камері згорян­ня, а також у випускній системі двигуна і в атмосфері.

Можлива також реакція оксиду азоту з воднем: 2ИО + Н2 <=>ІУ20+Я2О.

Двооксид азоту вступає в реак­цію з парою води, утворюючи азот­ну кислоту, частково розпадається на N0 і О.

Концентрація Л/Ох також залежить від складу паливоповітряної суміші. На рис. 4.8 показано залежність зміни концентрації оксидів азоту у відпрацьованих газах бензинового двигуна та дизеля від коефіцієнту надміру повітря в паливоповітряній суміші.

Токсичний вплив оксиду азоту при його викидах проявляється в двох шарах атмосфери - страто- і тропосфері. В стра­тосфері він пов'язаний з існуванням захисного шару Землі. Каталітич­не руйнування озонового шару ТЧОх спричиняє недопустиме зростання біологічно активної радіації і ставить під загрозу існування біосфери. Частина оксиду азоту потрапляє в стратосферу з тропосфери. Оксид азоту зберігається в оточуючій його атмосфері протягом 3-4 днів |5|.

Максимальна концентрація Л/Ох у відпрацьованих газах бензи­нового двигуна припадає на склад суміші, близький до стехіомет­ричного (а~1) або дещо збіднений (а>1), коли має місце максималь­на температура робочого циклу. Зменшення МОХ, коли збагачена суміш пояснюється нестачею кисню, а зменшення Л/Ох зі значним збідненням суміші, викликано зменшенням температури в камері згоряння.

Максимальна концентрація оксидів азоту Л/Ох у відпрацьова­них газах дизеля, як правило, відповідає максимальному наванта­женню. Проте якщо значення димності ВГ дизеля за максимально­го навантаження перебільшує встановлені норми, тоді максимальні значення вмісту ЛЮХ у відпрацьованих газах переміщуються в сто­рону менших навантажень, тобто в сторону збіднення суміші. Змен­шення концентрації Л/О^ у ВГ дизеля із зменшенням навантаження пояснюється зменшенням температури в циліндрах двигуна