Emisiile Poluante ale Motoarelor cu Ardere Internă și Concepte Constructive Utilizate pentru Reducerea Acestor Emisii

I. INTRODUCERE

1. MOTIVAŢIA, OBIECTIVELE, IMPORTANŢA ŞI ACTUALITATEA SITUAŢIEI PRIVIND EMISIILE POLUANTE ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERNĂ

Automobilul constituie una din principalele surse de poluare ale mediului înconjurător, contribuţia la poluarea globală fiind cuprinsă între 20 şi 45% în ţările industrializate. Motorul cu ardere internă este motorul care transformă energia chimică a combustibilului prin ardere, în interiorul motorului, în energie mecanică. Căldura degajată în camera de ardere se transformă în mişcare mecanică ciclică, de obicei rectilinie, după care în mişcare de rotaţie uniformă, obţinută de obicei la arborele cotit.Căldura introdusă în ciclul care se efectuează în cilindrii motorului se obţine prin arderea combustibilului, de obicei un combustibil ca: benzina, motorina sau gazul petrolier lichefiat, dar se pot folosi şi combustibili gazoşi, cum este gazul natural, sau chiar solizi, ca praful de cărbune. Oxigenul necesar arderii se obţine din aerul atmosferic. Combustibilul în amestec cu aerul se numeşte amestec carburant. Arderea poate fi iniţiată prin punerea în contact direct a amestecului carburant cu o sursă de căldură sau se poate produce aproape instantaneu în toată masa amestecului caz în care se numeşte detonaţie şi are un caracter exploziv.Prin arderea carburanţilor rezultă diferite produse de ardere cu o temperatură de aproximativ 2000 °C. Majoritatea acestor produse se prezintă sub formă gazoasă. Pentru o ardere completă se asigură combustibilului o cantitate de oxigen dozată astfel încât să producă oxidarea integrală a elementelor sale componente (pentru arderea unui litru de benzină, este necesar oxigenul conţinut în aproximativ 10 metri cubi de aer.

În aceste condiţii se impune ca emisiile poluante ale autovehiculelor să fie reglementate prin norme naţionale şi internaţionale.

Prima reglementare a apărut în legea din 3 februarie 1910 din Germania care stipula că vehiculele trebuie să fie sigure şi să fie construite în aşa fel încât să nu provoace nici o daună publicului prin fum sau miros.

În Europa, în anul 1961 un comitet franco-german a luat în studiu posibilităţile de reducere a emisiilor de CO şi HC nearse. În Franţa emisiile de fum au fost reglementate în 1963, emisiile de gaze de carter în 1964, emisiile de CO₂ la relanti în 1969.

Automobilele produc anumite efecte nocive direct sau indirect asupra omului, cu multiplele evenimente nedorite, de la accidentele care provoacă morţi, răniţi, invalizi, la afecţiuni mai mult sau mai puţin grave- surzenie, intoxicaţii, maladii pulmonare, nervoase, cardiovasculare, boala canceroasă determinată de poluarea ternică a atmosferei ca şi de poluarea sonoră produse de automobil. Mediul însuşi, prin substanţele nocive emise de motorul automobilului este supus degradării, cu consecinţe importante pentru generaţia de azi şi generaţiile viitoare. Automobilul pare să atenteze la epuizarea rezervelor de ţiţei ale planetei, dăunează vegetaţiei, degradează operele de artă, construcţiile. Prin emisiunea de bioxid de carbon (concentraţia de CO₂ în atmosferă a crescut, datorită arderii, de la 290 cm³/m³ în anul 1900 la 322 cm³/m³ în anul 1970 şi se estimează să ajungă la 368 cm³/m³) s-ar putea produce o schimbare a climei, cu creşterea temperaturii aerului atmosferic-efectul de seră. Se vor topi gheţurile eterne şi icebergurile, iar unii au şi văzut continentul european pe jumătate înecat în apă.

Un sondaj făcut în toamna anului 1986, cu prilejul celui de-al 73-lea salon al automobilului de la Paris arată o schimbare de mentalitate a publicului faţă de performanţele automobilului. La întrebarea „când cumpăraţi un automobil, care sunt, în afara preţului, trei caracteristici care contează cel mai mult?”, performanţele supuse atenţiei s-au ordonat în raport cu răspunsurile după cum urmează: 1) consumul de combustibil (68%); 2) confortul şi silenţiozitatea (52%); 3)durata de viaţă (47%); 4) ţara producătoare (21%); 5) frumuseţea liniei (20%); 6) preţul posibil de revânzare (16%); 7) puterea (13%); 8) viteza (4%). S-au evidenţiat diferenţe sensibile pe categorii de indivizi. Femeile (74%, faţă de 61% bărbaţi) şi tinerii între 18 şi 24 ani (71%) au accentuat prima performanţă. Pentru ambele categorii menţionate puterea şi viteza automobilului au rămas pe ultimele locuri ( numai 2% dintre femei şi 7% dintre tineri au evidenţiat viteza ca o caracteristică prioritară).

S-a calculat că automobilele introduc în atmosferă aproximativ 4 tone CO₂ - pe an şi km². Din aproximativ cele 1000 de substanţe distincte existente în gazele de evacuare, din cauza efectului nociv dovedit, prin reglementări legislative s-au limitat următoarele: hidrocarburile, monoxidul de carbon, oxizii de azot, fumul, ca măsură a efectului vizibil produs de gazele arse. Structura noxelor înregistrate la arderea unui kilogram de combustibil motorină şi benzină este prezentat în tabelul 1.