Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности—нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.

Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомо­билей.

Катализатором служат либо гранулы размером от 2 до 5 мм, на поверхности которых нанесен активный слой с добавками бла­городных металлов—платины, палладия и т. п., либо керамиче­ский блок сотового типа с подобной активной поверхностью. Кон­струкция нейтрализатора весьма проста. В металлическую обо­лочку с патрубками для подвода и отвода газа заключена реак­торная камера, которая заполняется гранулами или керамическим блоком. Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, про­шедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума.

В СССР налажено производство нейтрализатора для дизель­ных двигателей. В 1979 г. на городские трассы вышли первые «Волги», оборудованные необычной «ловушкой для дыма» — ка­талитическими нейтрализаторами, которые резко снижают токсич­ность выхлопных газов автомобиля. Эффект от использования ней­трализаторов достигается внушительный: при оптимальном режи­ме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70—80%, а углеводородов—на 50—70%.

Большое количество машин в Москве работает с нейтрализа­торами, позволяющими очищать отработанные газы автомобилей от окиси углерода и углеводорода.

Специалистами Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института разработано устройство, которое значи­тельно снижает содержание токсичных веществ в выхлопных га­зах,— «Каскад». В условиях городского движения «Каскад» обе­спечивает снижение расхода топлива на 4—7% и уменьшает вы­брос окиси углерода на 20—40%. «Каскад» может быть уста­новлен как на находящихся в эксплуатации автомобилях, так и на вновь выпускаемых.

Самый важный показатель качества автомобильного бензи­на—детонационная стойкость. Для повышения октанового числа в топливо вводят добавки. Самый простой метод повышения де­тонационной стойкости—добавление тетраэтилсвинца. В большин­стве стран уже приняты или - разрабатываются законодательные меры, ограничивающие и дозы этилирования, и объем потребле­ния этилированных бензинов. В СССР применение этилированных бензинов запрещено в Москве, Ленинграде, Киеве и в некоторых курортных центрах. Ограничена и величина добавки тетраэтил­свинца.

Перед учеными и инженерами возникла задача — погасить де­тонацию иными способами. Это можно сделать, скажем, обеднив топливно-воздушную смесь, но тогда на полных мощностях дви­гатель работал плохо. Добавляли к бензовоздушным смесям во­дород—получалось неплохо. Но пока широкое применение водо­рода требует большой подготовительной работы. Оставался один путь—найти иные, менее токсичные антидетонаторы. В поисках их ученые опробовали почти все элементы таблицы Менделеева и вынуждены были признать, что немногие из них могут быть ис­пользованы для этих целей. По многим причинам в числе основ­ных претендентов оказались соединения марганца.

В нашей стране работы, связанные с созданием антидетонато­ров на основе элементоорганических соединений марганца (ЦТМ), ведутся под руководством академика А. Н. Несмеянова. Уже выполнен обширный комплекс моторных и эксплуатационных ис­пытаний, а общий пробег автомобилей различных марок на топливах с присадками ТЦМ составил около 30 млн. км. Оказалось, что бензин с этими присадками обеспечивает нормальную экс­плуатацию автомобилей в диапазоне пробега 60—100 тыс. км. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов при этом работают безотказно. А токсичность выхода остается на уровне обычных бензинов.

Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с по­мощью различных добавок к топливу. Ученые разработали при­садку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60—90% и канцерогенных веществ—на 40%.

В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. Отличие данной установки от действую­щих на других заводах заключается в том, что она позволяет эф­фективнее облагораживать горючее. В результате можно выпу­скать неэтилированные, малотоксичные бензины. Поэтому они считаются относительно чистыми. Использование их снижает за­грязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.

Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более пол­ному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значи­тельно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.

В Москве эксплуатируется около 10 тыс. автомобилей, рабо­тающих на сжиженном пропанобутановом газе. Их можно отли­чить по красному баллону с левой стороны. В основном это гру­зовые машины «ЗИЛ» и «ГАЗ». Проходят опытную эксплуата­цию на этом виде топлива легковые автомобили (такси) и авто­бусы. В 1981 г. начали применять на автотранспорте сжатый при­родный метановый газ. Он содержится в баллонах под давлени­ем 200 кг/см2. Перевод автотранспорта на газобаллонное топливо обеспечивает экономию бензина и уменьшает выброс в атмо­сферу вредных веществ.

Многолетний опыт эксплуатации автомобилей, работающих на сжиженном газе во многих странах мира, выявил существен­ные технико-экономические и санитарно-гигиенические преимуще­ства голубого топлива по сравнению с бензином. При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина.

Электромобиль. В настоящее время, когда автомобиль с бен­зиновым двигателем стал одним из существенных факторов, при­водящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все ча­ще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электроавтомобиле. В некоторых странах начи­нается их серийное производство.

Специалисты отдают себе отчет в том, что перевод всего автотранспорта на электротягу потребовал бы колоссального расхода электроэнергии для зарядки батарей, дефицитных мате­риалов для их изготовления. В этом нет нужды. Ведь, например, автомобили личного пользования (в перспективе главным образом туристические) или междугородные автобусы, магистральные ав­топоезда, конечно, более совершенные и экономичные, чем тепе­решние, можно и в будущем эксплуатировать на жидком или газовом топливе. В местах же наибольшего скопления автотран­спорта в интересах защиты окружающей среды признан целе­сообразным перевод его на электротягу. Это потребует в 15—20 раз меньших затрат энергии и других ресурсов и даст 5—7% экономии топлива.