Logotype of Inter CarsLogotype claim of Inter Cars

Tlenki azotu

2016-09-23

W artykule przeczytasz na temat tlenków azotu (NOx).

Przebieg tworzenia się tlenków azotu (NOX) w komorze spalania silnika spalinowego.

Powstawanie tlenków azotu NOi ich własności 

Powstawanie. Przy ciśnieniach i temperaturach panujących w otoczeniu, składnik powietrza (rys.1): tlen (02) i azot (N2), nie reagują ze sobą. Jednak w komorze spalania silnika, przy ciśnieniach i temperaturach towarzyszących procesowi spalania (to jest proces składający się z następujących po sobie kolejno reakcji, tzw. łańcuchowy), przekraczających lokalnie ok. 1800°C, azot (N2) wchodzi w reakcje z tlenem (02), tworząc tlenek azotu (NO). Tlenek azotu (NO) powstaje też w niższej temperaturze, ale przyjmuje się, że temperatura 1800°C jest graniczną po przekroczeniu której ilość powstających tlenków azotu (NO) szybko rośnie. Powstawanie tlenków azotu (NOx) w komorze spalania silnika nie jest bezpośrednim wynikiem procesu spalania paliwa, ale wynikiem reakcji pomiędzy azotem (N2) tlenem (02), w korzystnych warunkach panujących w komorze spalania, stworzonych przez proces spalania. 


W następstwie procesów zachodzących w komorze spalania i w układzie wylotowym silnika przez końcówkę układu wylotowego są emitowane różne związki chemiczne, będące połączeniem azotu (N2) i tlenu (02). Podstawowe z nich to: 

- tlenek azotu (NO); 

- dwutlenek azotu (N02); 

- podtlenek azotu (N2O). 

Wszystkie związki azotu (N2) i tlenu (02) są ogólnie nazywane tlenkami azotu oraz są oznaczane symbolem NOx


Zawartość w spalinach silnika (rys. 2). Zawartość tlenków azotu (NOx) w spalinach - przed konwerterem katalitycznym, jeśli jest zamontowany, jest najwyższa, gdy spalane są mieszanki trochę zubożone, charakteryzowane współczynnikiem lambda λ składu mieszanki, wynoszącym od 1,05 do 1,1 (rys. 2). Gdy spalane są mieszanki uboższe lub bogatsze, emisja tlenków azotu (NOxjest niższa od maksymalnej. 

Zawartość tlenków azotu (NOxw spalinach zależy silnie od ciśnień i temperatur panujących w komorze spalania, a więc od obciążenia silnika. Zawartość tlenków azotu (NOxw spalinach silnika nieobciążonego jest bardzo niska. Dopiero obciążenie silnika powoduje wyraźny wzrost emisji tlenków azotu (NOx.


Przykładowo, zawartość tlenków azotu (NOxw spalinach silnika ZI przed konwerterem katalitycznym wynosi: 

- na biegu jałowym silnika 300ppm; 

- przy pełnym obciążeniu silnika 5000ppm. 

Z tego powodu, oraz ze względu na różnice konstrukcyjne między silnikami, np. wartość stopnia sprężania, trudno jest określić normę emisji tlenków azotu (NOxdla silnika nieobciążonego, dlatego pomiar ich zawartości w spalinach silnika nieobciążonego, nie ma znaczenia praktycznego. 


Własności. Związki z grupy tlenków azotu (NOx, mają różne własności: 

- tlenek azotu (NO) bezwonny, bezbarwny gaz, powodujący ciężkie zatrucie krwi i porażenie centralnego układu nerwowego; 

- dwutlenek azotu (N02) - gaz o czerwono-brunatnym zabarwieniu, o drażniącym zapachu, podrażnia i powoduje choroby układu oddechowego; 

- podtlenek azotu (N2O) - bezbarwny gaz, o działaniu odurzającym, stosowany też jako gaz rozweselający. 


Tlenkom azotu (NOxprzypisuje się ok. dziesięciokrotnie silniejsze szkodliwe oddziaływanie na organizm człowieka niż tlenkom węgla (CO). Ponadto reagując z węglowodorami (HC) w atmosferze, już po opuszczeniu układu wylotowego, powodują powstanie ozonu i kolejnych „odmian” trujących węglowodorów (zjawisko smogu). Przyczyniają się również do powstawania kwaśnych deszczy (opady kwasu azotowego) obumierania roślinności. 


Europejskie, homologacyjne normy emisji tlenków azotu NOx

Zmniejszanie emisji związków szkodliwych spalin, w tym tlenków azot (NOxjest wymuszane na producentach samochodów przez normy homologacyjne. W Europie obowiązują normy nazywane EURO, oznaczane kolejnymi numerami. Określają one dopuszczalne emisje związków szkodliwych spalin. 

Normy EURO 1 i 2, dla silników ZI i ZI WB, samochodów osobowych (rys. 3), ograniczają między innymi łączną emisję węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx. Wynika to z tego, że przeważnie obniżenie emisji węglowodorów (HC) co oznacza lepsze wykorzystanie paliwa, zwiększa jednocześnie emisję tlenków azotu (NOx. Jest również odwrotna zależność. W normach EURO 3, 4, dla silników ZI samochodów osobowych, są określone oddzielne limity emisji dla węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx


Granice emisji norm EURO 1 i 2, dla silników ZS samochodów osobowych (rys. 4): 

- są różne, dla silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa (WB) i z pośrednim wtryskiem paliwa (WP), dla niektórych związków szkodliwych spalin, ; 

- ograniczają łączną emisje węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx.


W normach EURO 3, 4: 

- granica łącznej emisji węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx, została uzupełniona o granicę emisji tlenków azotu (NOx

- granice emisji są takie same, niezależnie od sposobu wtrysku paliwa. 


W silnikach ZS, pomiędzy emisją cząstek stałych (PM) a emisją tlenków azotu (NOxjest podobna zależność jak pomiędzy emisją węglowodorów (HC) a emisją tlenków azotu (NOx. Obniżenie emisji cząstek stałych (PM) lub węglowodorów (HC) powoduje przeważnie zwiększenie emisji tlenków azotu (NOx- lub odwrotnie. 

Warto zauważyć jak w kolejnych normach, są obliczane granice emisji tlenków azotu (NOxlub łącznej emisji węglowodorów (HC) i tlenków azotu (NOx


Zdjęcia i tekst pochodzą z artykułu „Tlenki azotu (NOx) ” w dodatku technicznym do Wiadomości IC Recyrkulacja spalin w silnikach cz. 1 nr 35/Czerwiec 2010



Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Send by email
Infolinia
801 80 20 20
Pon-Pt 8:00 - 18:00
Sob 9:00 - 13:00
Klienci flotowi:
22 714 14 14
Logo Inter Cars
Inter Cars S.A.
ul. Gdańska 15,
Cząstków Mazowiecki,
05-152 Czosnów
+48 22 714 17 10
+48 22 714 17 12
[email protected]

Powered by IC Developers Team © 2024 Inter Cars

Polityka cookiesFAQ RODOInformacja o przetwarzaniu danych
LinkedIn
Instagram
Youtube
Facebook