Статистическая оценка количества выбрасываемых, мотоциклами и мопедами, токсических веществ

Токсичен!

С тех пор как в журнале появилась рубрика - «Автомобиль и окружающая среда», читатели нередко обращаются в редакцию с вопросами, суть которых можно выразить так: не выпадает ли из поля зрения «вклад» мотоцикла в загрязнение атмосферы? Это волнует читателей самых разных районов. В редакцию звонят и пишут из Алма-Аты (В. Николаев), Северодонецка (Т. Сычев), Киева (А. Коваленко), других городов. Пожалуй, точнее всех сформулировал в своем письме эту тревогу А. Хананов из города Рубцовска Алтайского края: «Почему обойден вниманием младший брат автомобиля — мотоцикл?.. Часто приходится видеть оставляемую им синюю дымовую завесу, которой мог бы позавидовать МАЗ, Причем во время техосмотра в ГАИ такие мотоциклы пропускаются».

Особенно актуален этот вопрос сегодня, после принятия Закона СССР «Об охране атмосферного воздуха», где обращено особое внимание на соблюдение государственных стандартов в этой области. В Законе прямо говорится: «Не допускается производство и эксплуатация транспортных и иных передвижных средств и установок, в выбросах которых содержание загрязняющих веществ превышает установленные нормы». Заботит эта проблема и ученых. В течение нескольких лет работники ЦНИАПа (Центрального научно-исследовательского автомобильного полигона) НАМИ в г. Дмитрове совместно с ВНИИмотопромом и заводами проводили испытания разных се-

рийных мотоциклов и мопедов с целью статистической оценки количества выбрасываемых ими токсичных веществ. Полученные результаты сравнили с аналогичными по автомобилям.

Об этих исследованиях и вытекающих из них выводах рассказывают сегодня заместитель директора по научной работе ЦНИАП НАМИ кандидат технических наук В. КУТЕНЕВ, заведующий лабораторией токсичности полигона инженер А. ГУСАРОВ и инженер М. ВАЙСБЛЮМ,

Мотоцикл как источник загрязнения воздушной среды снискал сомнительную известность уже давно. Однако уровень токсичности его отработавших газов до последнего времени почти во всем мире оставался вне контроля.

Проблема загрязнения воздуха продуктами работы двигателей внутреннего сгорания возникла, как известно, в городах с большим количеством автомобилей. Мотоциклы же среди городских транспортных средств составляли относительно небольшую долю. Именно поэтому мероприятия по снижению выброса вредных веществ в первую очередь коснулись автомобилей, конкретнее — автомобилей с карбюраторными двигателями, преобладающих в парке.

В мировом мотоциклостроении, где ведущую роль играют японские фирмы, в последнее время прослеживается тенденция к росту производства двухколесных машин. За десять лет их годовой выпуск возрос более чем на одну треть и достиг почти 7 миллионного уровня. Но дело не только в количестве. Заметно меняется структура парка и его характеристики. С одной стороны, растет производство тяжелых мотоциклов (по мощности двигателей некоторые из них сравнимы или даже превосходят малолитражные автомобили), что влечет за собой повышение среднего рабочего объема и, соответственно, увеличение выброса вредных веществ. С другой — заметно возрастает выпуск легких мотоциклов и мопедов, двигатели которых, в основном двухтактные, в силу конструктивных особенностей более токсичны, чем автомобильные, и в отличие от них еще не претерпели усовершенствований, направленных на улучшение экологических показателей.

В той или иной мере эти изменения и особенности затрагивают и наш мотоциклетный парк. СССР занимает второе место в мире по производству мотоциклов. Сегодня на дорогах страны их почти в два раза больше, чем личных автомобилей. Вот почему необходимость срочных мер по ограничению токсичности выхлопа мотоциклов теперь уже не вызывает сомнения. Комплекс таких мер для любого транспорт-

ного средства предусматривает четыре основных последовательных этапа: определение уровня выброса вредных веществ; установление принципов нормирования, методов испытаний, величин норм; разработка первоочередных мероприятий по снижению выброса вредных веществ; разработка перспективных мероприятий, призванных кардинально решить проблему токсичности.

Исследования токсичности мотоциклов, проведенные у нас, базируются на опыте, накопленном автомобилестроением. Существующими стандартами в отработавших газах автомобилей ограничивается содержание окиси углерода (СО), окислов азота (NOx) и углеводородов (CH). Исследования состава отработавших газов мотоциклов начаты также по этим компонентам. Они выявили преобладание окиси углерода (до 10% от общего объема) и углеводородов (до 1%). Выброс окислов азота незначителен — в 20—100 раз меньше, чем у автомобиля, и его величиной практически можно пренебречь.

Исследования показали, что каких-либо специфических вредных веществ, присущих только работе по двухтактному циклу, двигатели мотоциклов и мопедов не выбрасывают, хотя концентрации уже известных компонентов отличаются по величине от тех, которые есть в автомобильном выхлопе. Эти данные приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1. Выброс (г/км) токсичных веществ мотоциклами и автомобилями

Обратим внимание на то, что выброс CO и CH даже у машин одной модели колеблется в широком диапазоне и может различаться более чем вдвое. Приведенные здесь результаты получены при испытаниях без использования в карбюраторах обогатителей, воздушных заслонок и т. д. В эксплуатации показатели могут быть в 1,5—2 раза выше вследствие неквалифицированного использования обогатительных устройств. Повышенный выброс углеводородов, в том числе тяжелых, характеризуется значительным содержанием канцерогенных соединений. Кроме того, для двухтактного двигателя характерен «синий» дым, ухудшающий видимость на дороге и создающий ощущение дискомфорта у водителя, едущего за мотоциклом.

Чем же объясняется высокий уровень выброса вредных веществ у мотоциклов? Прежде всего — относительной простотой конструкции двигателей и их систем питания и зажигания, что определяется и экономическими соображениями. До сих пор одним из основных достоинств этого вида транспорта является его сравнительно невысокая цена. Однако простота конструкции имеет следствием на практике низкое качество регулировок и распыливания топлива карбюратором, работу мотора на богатой смеси.

Конструкция двухтактного двигателя предусматривает продувку цилиндра смесью, в связи с чем часть ее, а следовательно топлива (углеводородов), выбрасывается в выпускную систему, И наконец, токсичность газов повышается из-за того, что масло, добавляемое в топливо, не сгорает полностью в цилиндре. Оно и порождает «синий» дым.

Нормирование содержания этих вредных веществ в отработавших газах является первым необходимым шагом для снижения токсичности мотоциклов. Эта мера практически осуществляется сейчас одновременно во всем мире, Так, 1 сентября 1979 года в ряде европейских стран приняты Правила № 40 ЕЭК ООН, регламентирующие метод испытаний и нормы на выброс СО и СН мотоциклами. В разработке этих Правил приняли участие и советские специалисты. Готовится к введению международный стандарт по мопедам.

В Правилах № 40 предусмотрен ездовой цикл Правил № 15 ЕЭК ООН, применяемый для испытаний автомобилей на токсичность. Максимальная скорость цикла — 50 км/ч, длительность— 195 с. Отбор отработавших газов предусмотрен современным методом — с разбавлением воздухом, имитирующим рассеивание их в атмосфере.

Таблица. 2. Нормы на предельный выброс (г/км) вредных веществ мотоциклами

Следует отметить, что пользование единым во всех странах Европы стандартом на метод испытаний мотоциклов делает возможным сопоставлять показатели токсичности разных мотоциклов и помогает совершенствовать их. Установленные им нормы (см. таблицу 2) распространяются на используемые для езды по дорогам общего пользования двух- и трехколесные транспортные средства- снаряженной массой не более 400 кг, снабженные двигателями рабочим объемом не менее 49,8 см3 с искровым зажиганием, развивающие максимальную скорость не менее 50 км/ч. Величины норм дифференцированы для двух- и четырехтактных двигателей.

Испытания советских и зарубежных мотоциклов, проведенные полигоном НАМИ, показали, что выброс вредных веществ у тех и других находится на одном уровне. Все отечественные модели могут соответствовать установленным требованиям при определенных условиях, о которых будет сказано ниже. В результате такой оценки намечено в нормативных документах отечественной промышленности установить требования на 5—10% жестче, чем международные требования.

Какие меры необходимы, чтобы выпускаемые нашей промышленностью мотоциклы отвечали этим ужесточенным нормам? Их можно условно разделить на две группы — конструктивные и эксплуатационные. В свою очередь, среди первых следует выделить первоочередные и перспективные. К первоочередным мерам относится выбор наивыгоднейших регулировок и параметров систем питания, в частности карбюратора, и зажигания. В этой связи на первый план выступает проблема дальнейшего повышения точности изготовления дозирующих элементов, которое позволит уменьшить разброс их показателей.

Конкретные рекомендации полигона НАМИ и ВНИИМотопрома для основных моделей мотоциклов уже внедряются на предприятиях. К первоочередным мероприятиям, осуществляемым заводами, относятся оптимизация дозирования топлива на режимах городского движения, разработка устройств, которые позволяют контролировать состав смеси на режимах пуска и прогрева двигателя. Не менее важно исключить или свести к минимуму использование устройств типа обогатителей, вносящих неконтролируемые изменения в состав смеси.

Перспективные мероприятия призваны кардинально решить проблему токсичности мотоциклов. Есть много интересных решений, рассматриваемых промышленностью, однако пока еще рано делать прогнозы по их применению. Упомянем лишь о готовящемся введении раздельной смазки двигателя, при которой количество добавляемого в топливо масла будет изменяться в зависимости от режима движения. Это устройство, разработанное под руководством профессора И. Я. Райкова специалистами Московского автомеханического института и производственного объединения «Ижмаш», позволит избежать упоминавшегося «синего» дымления. Исследуется вопрос о применении термического нейтрализатора отработавших газов, в котором продукты неполного сгорания, в частности CO и неокис лившееся топливо (CH), будут дожигаться до безвредных двуокиси углерода и воды. Но это дело будущего.

Несколько слов о настоящем, о мерах, которые мы назвали эксплуатационными. Промышленность, как уже сказано, занимается снижением токсичности мотоциклов, однако опыт автомобилестроения показал, что усилия могут быть обесценены неумелой, неграмотной эксплуатацией. Единственно правильным, на наш взгляд, решением была бы организация в крупных городах системы обслуживания мотоциклов по типу сети «АвтоВАЗтехобслуживания». Но пока такой службы нет, приходится полагаться на самодисциплину многомиллионной армии владельцев мотоциклов, мопедов и мотороллеров, которые сами обслуживают и ремонтируют их. Поэтому мы апеллируем к сознанию всех мотоциклистов к настаиваем на соблюдении перечисленных здесь важнейших требований.

Первое: машина должна быть исправна. Своевременно проводите обслуживание и регулировку систем двигателя, трансмиссии, ходовой части в соответствии с инструкцией. Помните, что даже недостаточное давление в шине становится в конечном счете причиной повышенного выброса вредных веществ.

Второе: ни в коем случае не изменяйте самовольно заводскую регулировку жиклеров карбюратора.

Третье: регулируйте холостой ход на обедненную смесь, но так, конечно, чтобы обеспечить устойчивую работу двигателя.

Четвертое: правильно пользуйтесь обогатительными и пусковыми устройствами. Помните, что исправный двигатель не требует дополнительного обогащения смеси.

Пятое: добавляйте масла в бензин не более чем это указано в инструкции.

Выполнение даже таких простых рекомендаций означает немалый вклад мотолюбителей в борьбу за чистый воздух. Младшие братья автомобиля (весьма многочисленные!) должны с честью выдержать серьезный экзамен нашего автомобильного века — экологический.

1980N11P25-26