Цей напрямок включає багато складових. До основних з них відносяться: підтримка автомобілів в технічно справному стані за оптимальних регулювань їх систем та агрегатів, оптимальне управління автомобілем в експлуатаційних умовах, оптимізація дорожніх умов руху автомобілів, раціональне використання автомобілів під час виконання транспортної роботи. Розглянемо ефективність впровадження цих заходів.

Кількість шкідливих викидів автомобілів в значній мірі залежить від технічного стану та регулювань його агрегатів, механізмів і систем.

В першу чергу це стосується двигуна автомобіля. На рис. 2.1 показана діаграма впливу несправностей та відхилення регулювань систем живлення і запалювання на економічність та токсичність двигуна ЗИЛ-130. Питомі витрати палива і викиди токсичних речовин отримані для режимів циклу, прийнятого для випробувань бензинових двигунів вантажних автомобілів та автобусів.

Рис. 2.. Діаграма впливу несправностей на економічність і токсичність двигуна ЗИЛ-130: 1 – справний; 2 – підвищений на 4 мм рівень палива в поплавцевій камері: 3 – неправильно відрегульований привід повітряної заслінки; 4 – зменшена пропускна здатність повітряних жиклерів головної дозувальної системи; 5 – несправний клапан економайзера; 6 – несправний вакуумний регулятор; 7 – зазор між електродами свічок 0,4 – 0,5 мм.

Як видно з діаграми, підвищення рівня палива в поплавцевій камері тільки на 4 мм, зменшує економічність на 10% і збільшує викид оксиду вуглецю в 1,75 рази, вуглеводнів – на 15%.

Збільшення опору у впускному трубопроводі на 2,664Ч10–3 МПа в результаті неправильного регулювання приводу повітряної заслінки спричиняє збільшення витрати палива на 9%, викидів оксиду вуглецю – в 2,75 рази, вуглеводнів – в 1,5 рази.

Зменшення пропускної здатності повітряних жиклерів головної системи на 7% призводить до погіршення економічності на 2%, підвищення викидів оксиду вуглецю на 5% за зменшених викидів вуглеводнів на деяких режимах роботи двигуна.

На економічність та токсичність двигуна особливо впливає несправність клапана економайзера. Заїдання клапана у відкритому стані погіршує економічність на 34% і збільшує викиди вуглеводнів в 2,0 рази, оксиду вуглецю – в 5,4 рази.

Несправність вакуумного регулятора внаслідок порушення герметичності підвідної трубки погіршує економічність на 16% і спричиняє збільшення викиду оксиду вуглецю на 13,7%. Викид вуглеводнів за такої несправності практично не відрізняється від викиду за нормального регулювання двигуна. Пояснюється це зменшенням концентрації вуглеводнів при пізніх кутах запалювання, але внаслідок збільшення витрат палива масові викиди вуглеводнів не змінюються.

Зменшення зазорів між електродами свічок є причиною погіршення економічності на 15% і збільшення викидів оксиду вуглецю на 17,5%, вуглеводнів в 4,4 рази.

Тому при технічному обслуговуванні і огляді в умовах авто-підприємств необхідно приділяти особливу увагу забезпеченню оптимальних регулювань та своєчасному виявленню і усуненню несправностей систем автомобільного двигуна. Першочергово це стосується тих систем, які потрібно періодично перевіряти і регулювати в режимах, що широко використовуються в експлуатаційних умовах і легко імітуються без спеціального обладнання в умовах підприємств.

Обов'язковою умовою економної витрати палива і зменшення шкідливих викидів двигунами є підвищення професійної майстерності водіїв транспортних машин, навчання їх раціональним прийомам управління. Вмінню вибирати оптимальний режим роботи двигуна в експлуатаційних умовах слід навчати в процесі підготовки водіїв. Останнього часу поширення набули бортові прилади, які допомагають водіям вибрати оптимальний режим роботи двигуна. Принцип роботи таких приладів полягає у вимірюванні параметрів двигуна, що характеризують режим його роботи, і подаванні сигналів водію про необхідність змінювання режиму роботи, якщо він не оптимальний, включенням іншої передачі. В бензинових двигунах вимірюють положення дросельних заслінок карбюратора або розрідження за дросельними заслінками та частоту обертання, в дизелях – положення рейки паливного насосу та частоту обертання. Застосування таких приладів надає можливість зменшити витрату палива автомобілем на 10…20%, що зменшує сумарні шкідливі викиди.

Значний вплив на паливну економічність і кількість шкідливих викидів автомобілів чинять повнота використання вантажопідйомності чи пасажиромісткості.

2.4. Зменшення шкідливих викидів автомобілів вдосконаленням конструкцій двигунів

Основні задачі удосконалення бензинових двигунів – це поліпшення паливної економічності і зменшення токсичності ВГ. На сьогодні вирішення цих задач полягає, переважно, у досягненні стійкого горіння збіднених паливо-повітряних сумішей в усіх експлуатаційних режимах роботи двигуна та забезпеченні більш гнучкого управління робочим процесом.

Для зменшення викидів шкідливих речовин останнього часу розроблено і доведено до серійного виробництва ДВЗ, які працюють на бідних сумішах (відношення повітря/паливо приблизно 20:1), що дозволяє збільшити ступінь стискання до 13, в результаті зменшення здатності паливо-повітряної суміші до детонаційного згоряння. Такі двигуни мають хорошу паливну економічність, на 20% кращу ніж у звичайних ДВЗ.

Параметром, який суттєво впливає на концентрацію шкідливих речовин в ВГ ДВЗ з іскровим запалюванням є відношення повітря/паливо. Із збагаченням суміші вміст CO та СmНn у ВГ різко збільшується, а із збідненням суміші – значно зменшується. Максимальні концентрації NOx мають місце коли суміш стехіометрична або незначно збіднена, у разі збіднення суміші вони зменшуються. Тенденції до збільшення СmНn в зоні бідних сумішей (відношення повітря/паливо > 18:1) пояснюється поступовим зменшенням швидкості згоряння та можливими пропусками займання суміші.

Двигуни, які працюють на бідних сумішах значно менше викидають CO і NOx. Проте, через існування межі збіднення важко підтримувати усталену роботу двигуна. Пояснюється це неможливістю забезпечення повного і якісного займання однорідної бідної суміші. Це є недоліком традиційних систем запалювання, в яких запалювання слабке і одноточкове. Для багатоциліндрових двигунів цей недолік підсилюється неоднорідністю складу суміші та її нерівномірним розподілом по циліндрах.

Забезпечення стабільного згоряння надто збіднених сумішей досягається закручуванням потоку суміші з метою його турбулізації. Здійснити закручування потоку суміші можна у різний