Вдох в большом городе: влияние выхлопных газов на здоровье человека

Что такое выхлопные газы?

Зачастую выхлопными газами называют все выбросы в городскую атмосферу, в том числе котельных, заводов и других промышленных предприятий. На самом деле этим термином правильно называть только транспортные выбросы, которые появляются в результате переработки топлива. Также их называют отходящими газами. Выхлопные газы – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, и, учитывая стремительный рост количества транспорта за последние 50 лет и, в частности, прирост личного автотранспорта в городах, выхлопные газы в воздухе городов обосновались всерьез и надолго, а количество их только растет.

Сейчас именно отходящие газы являются основной причиной загрязнения воздуха в городе и постоянно оказывают влияние на здоровье человека. Итак, с терминологией разобрались, давайте узнаем, что именно регулярно поставляют автомобили в нашу атмосферу, чем это опасно и как защититься, если Вы чувствуете запах выхлопных газов в квартире.

Химический состав выхлопных газов

Все автомобили выбрасывают в воздух канцерогены и токсичные вещества. Состав выхлопных газов автомобиля меняется в зависимости от типа двигателя, бензиновый или дизельный, однако основной набор остается прежним.
Итак, в состав автомобильных выхлопных газов входят:

Как видно, состав выхлопных газов достаточно разнообразен, и большая часть компонентов токсична. Теперь давайте разберемся, какое влияние оказывают выхлопные газы на человека.

Влияние выхлопных газов на организм человека

Выхлопные газы автомобиля могут нанести вред здоровью, и достаточно серьезный. Прежде всего, оксид углерода или угарный газ, о котором мы уже писали в блоге, не имеет вкуса и запаха, но при высокой концентрации вызывает головокружение, головную боль, тошноту, может приводить к обморокам.
Сернистый бензин и создаваемый им оксид серы – одна из причин сильного запаха выхлопных газов. Дело в том, что молекулы диоксида серы очень ощутимо воздействуют на обонятельные рецепторы, поэтому этот запах чувствуется даже при невысокой концентрации, а более концентрированный “аромат” перекрывает все остальные запахи для носа человека, что может подтвердить каждый, кто зажигал в доме спички. Этилированные бензины обогащают воздух свинцом. Количество таких выхлопных газов и вред здоровью, который они наносят, сделало свинец одним из самых известных отравляющих компонентов в атмосфере. В настоящее время такой бензин в качестве топлива для автомобилей уже не используется, но довольно долго его пары наполняли все крупные города. Углеводороды в выбросах автомобилей окисляются при попадании под действие солнечных лучей и образуют токсичные соединения с резким запахом, которые особенно сильно сказываются на работе верхних дыхательных путей и приводят к обострениям хронических заболеваний дыхательной системы.
Вред от выхлопных газов автомобиля во многом объясняют канцерогены – сажа и бензопирен, которые способствуют развитию опухолей, особенно — злокачественных.

Рассматривая выхлопные газы и вред, который они приносят, нужно добавить и про влияние этого химического коктейля целиком: длительный контакт с выхлопными газами приводит к смерти, в частности — от отравления конкретно угарным газом. Наибольшая опасность этих выбросов состоит в их количестве, распространенности и мелком размере частиц, что позволяет выхлопам проходить через естественные барьеры организма и попадать в легкие. При постоянном воздействии выхлопных газов на организм может развиваться иммунодефицит, бронхиты, страдают сосуды головного мозга, нервная система и другие органы. Кроме того, большая часть токсичных веществ, входящих в состав выхлопных газов, может взаимодействовать друг с другом и с другими компонентами атмосферы, что способствует образованию смога.

Дымность двигателя: причины и пути решения

Появление дыма может быть связано с неисправностями различных систем и рабочих узлов двигателя: системы питания, системы охлаждения, системы зажигания, системы управления впрыском, цилиндропоршневой группы, распределительного механизма и так далее. В соответствии с причиной неисправности дым возникает либо из-за неполного или неправильного сгорания топлива, либо из-за попадания охлаждающей жидкости в цилиндры, либо из-за поступления туда масла, что и придает выхлопным газам характерный цвет. Нередко неисправность одной системы, оказывающейся источником дымления, возникает из-за неполадок и дефектов в другой. Вот характерный пример: плохая работа системы охлаждения приводит к перегреву двигателя и, соответственно, пригоранию поршневых колец. Вследствие этого в цилиндры попадает масло, что и вызывает дымление. Начинать же поиск причины лучше с сопоставления всех видимых обстоятельств: характера самого дымления, замеченных сопутствующих явлений, возможного влияния внешней среды. Среди бывалых автомобилистов бытует мнение, что по цвету дыма из выхлопной трубы можно определить какой именно неисправностью двигателя это вызвано.

Многим знакома следующая ситуация: запускаете двигатель после долгой стоянки, а из выхлопной трубы – густой дым. И даже при прогреве количество и цвет дыма могут уменьшаются, а при поездке и вовсе исчезнет. Но чаще бывает иначе. Дымление продолжается, цвет дыма сохраняется и явно показывает, что в сердце автомобиля ( двигателе )имеются какие-либо неполадки. И причиной этого является не долгая стоянка, а другие причины и при этом долгое бездействие послужило своего лишь толчком усугубившим проблемы или приведшим к их резкому проявлению.

Дым из выхлопной трубы бывает и белым, синим, черным и любых промежуточных оттенков. Цвет служит важным диагностическим признаком. Работа двигателя с повышенным дымлением часто сопровождается и другими отклонениями от нормы, хотя порой малозаметными на котрые водитель обращает внимание только при появлении дыма того или иного цвета. Поэтому такие признаки обязательно следует замечать и отмечать, чтобы точнее оценить ситуацию исправности и работоспособности двигателя.

Если проанализировать возможные неисправности, то окажется, что во многих ситуациях дым одинаков по цвету, хотя и имеет различные причины. Рассмотрим сначала этот вопрос в общих чертах, а затем более детально разберем каждый конкретный случай и заставим эту визуальную неисправность указать нам на более серьезные дефекты скрытые от глаз, т.е. по цвету выхлопа определим состояние двигателя автомобиля.

Белесый или прозрачный дым из выхлопной трубы

Белый дым из выхлопной трубы – вполне нормальное явление при прогреве холодного двигателя. Но следует учитывать что это не дым, а пар. Вода в парообразном, парообразном состоянии – естественный продукт сгорания топлива, это является нормальным, и никаких действий не требует. Дело в том, что в холодной выпускной системе, пар от сгорания топлива частично конденсируется при этом становясь видимым, при этом на крае выхлопной трубы обычно появляется вода (конденсат). По мере прогревания системы, конденсация уменьшается. Чем холоднее окружающая среда, тем более плотным, белым и видимым получается пар. При температуре ниже -10 градусов Цельсия белый пар образуется и на хорошо прогретом двигателе, а при морозе в -20… -25 градусов выхлоп из-за пара, приобретает густой белый цвет с сизым оттенком. Можно привести в пример всем знакомую ситуация – зимой когда большие автомобили или автобусы отъезжая от остановки, так дымят, что приходится сбавлять скорость из за отсутствия видимости. На цвет и насыщенность пара так же влияет и влажность воздуха: чем она больше, тем пар гуще. Следует заметить что пары воды после выхода из выхлопной трубы довольно быстро рассеиваются и ничем не пахнут.

Постоянный белый дым в теплое время и на хорошо прогретом двигателе, может свидетельствовать, чаще всего с попаданием охлаждающей жидкости (воды, тосола, антифриза) в цилиндры (возможным местом попадания может являться негерметичная прокладка головки блока цилиндров). В таком случае влага охлаждающей жидкости, не успевает полностью испариться при сгорании топлива, что и вызывает густой белый дым (пар высокой плотности). При этом оттенок выхлопа зависит от состава охлаждающей жидкости, погоды и цветности освещения окружающего пространства. Оттенок белого дыма может быть сизым, напоминая «масляный» дым, но отличить все-таки возможно если приглядеться, водяной пар, рассеивается быстро, до невидимости, в отличии от «масляного» дыма, при котором в воздухе надолго остается синеватый туман.

Причины белого дыма из выхлопной трубы

В первую очередь следует убедиться, что из выхлопной трубы идет именно пар, а не «масляный» дым. Проделываем несложное действие – прогреваем двигатель до рабочей температуры, или даже после поездки, кратковременно закрывают отверстие выхлопной трубы белым, чистым листом бумаги и смотрим, вода с листа постепенно испарятся и не оставят явных жирных следов, при этом и на ощупь они не будут жирными. Если же присутствуют явно жирные, масляные следы, которые не исчезают – у мотора иная проблема, не связанная с утечкой охлаждающей жидкости в цилиндры.

Если на листе не осталось явно масляных следов, ведем поиск дальше. Жидкость может попадать в цилиндр не только из-за поврежденной прокладки ГБЦ, но и из-за трещин в головке или блоке цилиндров. Все эти дефекты в работе двигателя вызывают попадание выхлопных газов в систему охлаждения (при этом также возможно появление газовой пробки в системе охлаждения), что при выявлении и будет указывать на описанные проблемы. Загляните в радиатор или расширительный бачек: если от охлаждающей жидкости исходит явный запах гари (выхлопных газов) и/или на ее поверхности присутствует тонкая масляная пленка, то причина белого дыма именно в попадании выхлопных газов в систему охлаждения. В таких случаях после запуска холодного двигателя давление в системе охлаждения сразу повышается (это нетрудно ощутить рукой, сжав верхний патрубок радиатора), при этом так же наблюдается увеличение уровеня жидкости в расширительном бачке. Причем этот уровень жидкости нестабилен, возможно появление пузырей газа в расширительном бачку.

Если двигатель заглушить, то картина изменится с точностью наоборот. Жидкость начнет уходить в цилиндр. Постепенно она просочится через поршневые кольца и попадет в масло, в масляный поддон. При последующем запуске масло и охлаждающая жидкость перемешиваются, образуют эмульсию, которая имеет светлый цвет, независимо от выработки масла. Эмульсия не прозрачна, она придает маслу мутность. Циркулируя по системе смазки, такая эмульсия оставляет на крышке головки и пробке маслоналивной горловины характерную пену светлого желто-коричневого цвета. Такая пена образуется при насыщенной эмульсии, то есть если трещина или прогар имеет большую площадь. Если же трещина или прогар незначительны, образование пены все равно возможно, даже при прозрачном масле. Если же негерметичность в цилиндре существенна, то жидкость, накапливаясь над поршнем, может препятствовать повороту коленчатого вала при старте в первый момент запуска. В особо тяжелых случаях возможен гидроудар в цилиндре, деформация и поломка шатуна. Иногда удается обнаружить цилиндр, в который просачивается антифриз, осматривая свечи зажигания. Свеча будет выглядеть как новая – антифриз ее буквально отмывает. Если через свечной канал подать в цилиндр воздух под давлением (например, через переходник со шлангом или специальный тестер утечек), то уровень жидкости в расширительном бачке начнет повышаться (при проверке необходимо повернуть коленчатый вал в положение, при котором оба клапана закрыты, поставить автомобиль на тормоз и включить передачу). Дальнейшие выявление или ремонт неисправности проводится со снятием головки блока цилиндров. Следует оценить состояние прокладки, плоскостей головки и блока.

Также следует учитывать, что прогар прокладки ГБЦ часто сопровождается деформацией плоскости головки, особенно если дефекту предшествовал перегрев двигателя. Если же явных дефектов не найдено, необходимо проверить головку на герметичность под давлением. Скорее всего на стенке камеры сгорания будет обнаружена трещина: чаще вблизи седла выпускного клапана. Следует также внимательно осмотреть цилиндр, опустив поршень в нижнюю мертвую точку. Трещина в цилиндре – редкий дефект, но если она есть, обнаружить ее не составляет труда. Края трещины расходятся и нередко оказываются отполированными поршневыми кольцами. Попадание охлаждающей жидкость в цилиндр возможно также через систему впуска, например, из-за не герметичности прокладки впускного коллектора, если она одновременно уплотняет и каналы подогрева коллектора охлаждающей жидкостью. В подобных случаях давление в системе охлаждения не повышается, запаха выхлопных газов нет, но масло превращается в эмульсию, при этом уровень охлаждающей жидкости быстро убывает. Этих признаков, как правило, достаточно, чтобы найти дефект и не спутать его с описанным выше, иначе будет напрасно снята головка блока. Все неполадки, связанные с белым дымом из выхлопной трубы, требуют не только устранения прямых причин. Поскольку дефекты, как правило, вызваны перегревом двигателя, то следует проверить и устранить неисправности в системе охлаждения – возможно, что не работает термостат, датчик включения, муфта или сам вентилятор, негерметичен радиатор, его пробка, шланги или соединения. Если белый дым и сопутствующие ему дефекты замечены, то эксплуатировать автомобиль нельзя. Во-первых, дефекты быстро прогрессируют. А во-вторых — работа мотора на водомасляной эмульсии резко ускоряет износ деталей и через несколько сотен километров без капитального ремонта, скорее всего, уже не обойтись.

Синий или сизый дым

Наиболее вероятной причиной появления синего («масляного») дыма является попадание масла в цилиндры двигателя. «Масляный» дым может иметь различные цветовые оттенки: от прозрачного голубого до густого бело-синего. Это зависит от режима работы двигателя, степени его прогрева и количества масла, поступающего в цилиндры, а также освещенности и других факторов. Примечательно, что масляный дым, в отличие от пара, не рассеивается в воздухе быстро, а упомянутый выше тест с бумагой дает жирные капли, вылетающие из трубы вместе с выхлопными газами. Очевидно также, что масляный дым сопровождается повышенным потреблением масла. Так, при расходе около 0,5 л/100 км сизый дым появляется в основном на переходных режимах, а при достижении 1,0 л/100 км – и на режимах равномерного движения. Кстати, в последнем случае на переходных режимах масляный дым становится густым сине-белым. Правда, владельцам самых современных машин надо помнить о возможном наличии нейтрализатора, который способен очистить выхлопные газы от масла даже при достаточно больших расходах.

В камеры сгорания (в цилиндры) масло может попасть двумя способами: снизу, через поршневые кольца, сверху, через зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками. Наиболее вероятной причиной появления синего выхлопа, является износ деталей цилиндропоршневой группы. У верхних компрессионных колец наблюдается износ не только по наружной поверхности, контактирующей с цилиндром, но и по торцевым плоскостям, воспринимающим давление газов в цилиндре. Могут быть изношены и канавки этих колец в поршнях. Большие зазоры в канавках создают насосный эффект. Даже если маслосъемные кольца еще в норме, масло все равно поступает в цилиндры, поскольку верхние кольца непрерывно «подкачивают» его снизу вверх.

Цилиндры больше всего изнашиваются в зоне остановки верхнего кольца по достижении поршнем верхней мертвой точки, а в средней части нередко приобретают овальную форму. Отклонение формы цилиндра от окружности ухудшает уплотнительные свойства колец. В зоне замков обычно образуются просветы, но не исключено их появление и в других местах окружности.

Есть случаи, когда при относительно хорошем состоянии кольца и поршня поверхность цилиндра повреждена. Это происходит, например, при плохой фильтрации масла, когда между юбкой поршня и цилиндра происходит попадание абразивных частиц, при этом появляются царапины на цилиндре. Аналогичная ситуация реальна и после долгой стоянки, когда на поверхности цилиндров и колец могут появиться следы коррозии. Потребуется значительное время на сглаживание этих дефектов и взаимную приработку деталей (если они вообще смогут приработаться).

Тот же эффект часто возникает при нарушении технологии ремонта двигателя, когда поверхность восстановленного цилиндра слишком грубая или цилиндр имеет неправильную форму, или они использовали поршни низкого качества или поршневые кольца не соответствующие техническим характеристикам двигателя. В таких случаях, как правило, не следует ожидать нормальной работы двигателя.

Износ цилиндропоршневой группы нередко сопровождается потерей компрессии и увеличением давления в картере, которые определяют соответствующие устройства (компрессометр, тестер утечек и др.). Однако помните, что большое количество масла, входящего в цилиндры, хорошо уплотняет зазоры в сопряженных деталях. Если зазоры не слишком велики, то результат оценки компрессии может быть вполне нормальным, иногда даже ближе к верхнему пределу. Именно это обстоятельство смущает поиск конкретных причин маслянистого голубого дыма.

Когда большого износа деталей нет, то синий или сине-белый дым явно наблюдается только тогда, когда двигатель работает в режиме прогревания, постепенно снижается и даже исчезает вовсе. Причина проста: при нагревании детали расширяются и занимают большее пространство, в котором они сильнее прижимаются друг к другу. При чрезмерно большом износе картина обратная: количество дыма на прогретом двигателе будет возрастать, так как горячему маслу, имеющую низкую вязкость, легче попасть в цилиндр через изношенные детали.

Всегда легче определить неисправность, если она связана с более тяжелыми формами изношенности или даже поломки деталей. Таким образом, может проявляться значительная детонация, которая приводит к повреждению мостов между кольцами на поршнях, по крайней мере повреждение самих колец наиболее вероятно. Сильный перегрев двигателя является причиной деформации юбки поршня, образуется большой зазор между поршнем и цилиндром. Деформированный поршень перекашивается, нарушая работу колец. Тот же результат возможен при деформации шатуна, например, из-за гидроудара при попадании воды в цилиндр или после обрыва ремня и удара поршня по незакрывшемуся клапану.

Использование некачественного масла может привести к прогоранию или залеганию колец в канавках поршня. Применение низкокачественного масла может вызвать пригорание и залегание колец в канавках поршня. А вследствие длительного калильного зажигания кольца могут быть просто завальцованы в канавках с полной потерей подвижности.

Вышеперечисленные дефекты обычно не происходят во всех цилиндрах сразу. Найти неисправный цилиндр нетрудно, сравнив состояние свечей зажигания и сжатия в разных цилиндрах. Более того, такие дефекты часто сопровождаются различного рода шумами и стуками, изменяющиеся с оборотами, нагрузкой и степенью прогрева двигателя, а также неустойчивая работа двигателя из-за отключения цилиндров (особенно при холодном пуске). Распространенная группа неисправностей, вызывающих масляный дым и расход масла, связана с износом стержней клапанов и направляющих втулок, а также износом, механическими дефектами и старением (потерей эластичности) маслосъемных колпачков. Эти дефекты, как правило, дают заметное увеличение дымления двигателя по мере прогрева, поскольку разжиженное горячее масло гораздо легче проходит через зазоры между изношенными деталями. Кроме того, попадание масла в цилиндры усиливается на холостом ходу и при торможении двигателем. На этих режимах во впускном коллекторе возникает большое разрежение, и масло течет по стержням клапанов под действием перепада давления, накапливаясь на стенках деталей и в выхлопной системе. Последующее открытие дроссельной заслонки в первый момент резко усиливает густоту синего масляного дыма.

У двигателей с турбонаддувом расход масла, сопровождаемый синим дымом, возможен из-за неисправности турбокомпрессора, в частности, износа подшипников и уплотнений ротора. Износ уплотнения переднего подшипника компрессора дает картину, похожую на выход из строя маслосъемных колпачков (включая масляный нагар на свечах), но при этом во входном патрубке компрессора собирается лужица масла. Неисправность уплотнения турбины определить сложно, поскольку масло поступает непосредственно в выхлопную систему и там догорает.

В эксплуатации синий дым и расход масла нередко появляются при отключении одного из цилиндров из-за неисправности зажигания или при негерметичности клапанов. В последнем случае дым становится бело-голубым, особенно, если клапан имеет явный прогар. Такой дефект определяется без труда – компрессия в этом цилиндре незначительна или вообще отсутствует, а на свече появляется обильный черный нагар, часто в виде наростов.

Черный дым

Черный дым из выхлопной трубы свидетельствует о переобогащении топливо-воздушной смеси, и, следовательно, о неисправностях системы топливоподачи. Такой дым обычно хорошо просматривается на светлом фоне за автомобилем и представляет собой частички сажи – продукты неполного сгорания топлива.

Черный дым часто сопровождается большим расходом топлива, плохим запуском, неустойчивой работой двигателя, высокой токсичностью выхлопных газов, а нередко и потерей мощности из-за неоптимального состава топливовоздушной смеси. У карбюраторных двигателей черный дым обычно возникает из-за перелива в поплавковой камере вследствие дефекта игольчатого клапана или из-за закоксовывания воздушных жиклеров.

У бензиновых двигателей с электронным впрыском топлива переобогащение смеси появляется, как правило, при неисправности и отказах различных датчиков (кислорода, расхода воздуха и др.), а также при негерметичности форсунок. Последний случай опасен гидроударом в цилиндре при запуске со всеми упомянутыми выше последствиями. Суть в том, что через неисправную форсунку на неработающем двигателе в цилиндр может вытечь много топлива, а оно не позволит поршню подойти к верхней мертвой точке. У дизелей черный дым иногда появляется не только при нарушениях в работе насоса высокого давления, но и при большом угле опережения впрыска. Общим для режимов работы бензиновых двигателей на переобогащенной смеси является повышенный износ и даже задиры деталей цилиндропоршневой группы, поскольку избыточное топливо смывает масло со стенок цилиндров и ухудшает смазку. Кроме того, топливо попадает в масло и разжижает его, ухудшая условия смазки и в других сопряженных деталях двигателя. В некоторых случаях это разжижение настолько велико, что уровень масла в картере (точнее, смеси масла с топливом) значительно повышается. Разбавленное масло приобретает отчетливый запах бензина. Очевидно, что эксплуатация двигателя с такими неисправностями не только затруднительна, но и крайне нежелательна, поскольку быстро ведет к новым, куда более серьезным неприятностям.

Итак, черный дым говорит нам про богатую смесь топлива. В свою очередь это тянет за собой сбои в системе питания либо зажигания, или в неисправности управления впрыском топлива. Черный дым их выхлопной трубы является следствием неправильного сгорания горючей смеси. Его можно хорошо увидеть при дневном свете, будут видны маленькие частички сажи.

Кстати, черный дым из выхлопной трубы зачастую сопровождается повышенным расходом бензина, а также повышается концентрация и токсичность выхлопных газов, двигатель работает не правильно – неустойчиво, он плохо заводиться, а также зачастую ведет к ухудшению динамических качеств автомобиля. В карбюраторных двигателях, как уже писалось выше, неполадку вы можете узнать с этой статьи – богатая смесь топлива.

Черный дым из выхлопной трубы у инжекторных двигателей зачастую появляется из-за неисправности датчика кислорода, датчика расхода воздуха и др. Еще частой неисправностью при обогащенной смеси является негерметичность форсунок. Кстати, при не герметичности форсунок возможен гидроудар. Негерметичность форсунки слишком опасная вещь. Потому что, даже при не заведенном двигателе в цилиндр может вытечь большое количество топлива, и поршень не сможет подняться в мертвую точку.

Теперь поговорим про черный дым из выхлопной у дизельных двигателей. Причиной черного дыма может быть неисправность насоса высокого давления либо неправильный угол опережения впрыска. Для всех двигателей при обогащенной смеси характерны повышенный износ цилиндропоршневой группы. Это происходит за счет плохой смазки цилиндропоршневой группы, потому как избыточное топливо смывает масло со стенок цилиндра. Также масло, смешиваясь с бензином, ухудшает смазку всех других деталей двигателя. Не затягивайте с ремонтом, если обнаружили черный дым из выхлопной трубы автомобиля.

Двигатель для вашего авто вы сможете подорбрать на нашем сайте

Источник Источник http://tion.ru/blog/vyhlopnye-gazy/
Источник Источник http://autostrong-m.by/post/dimnost-dvigatelya-prichini-i-puti-resheniya