Экологическая безопасность автомобилей обусловлена уровнем и характером вредного воздействия на окружающую среду.
Экологическая безопасность — свойство автомобиля, позволяющее уменьшить вред, наносимый участниками движения окружающей среде в процессе эксплуатации (СО и уровень шума).
Экологическая опасность автомобиля связана в первую очередь с отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания. В крупных городах отработавшие газы являются основным источником загрязнения воздуха. Автомобиль за километр пробега выбрасывает в атмосферу около 100 г токсичных газов. Отработавшие газы содержат более 300 вредных соединений: оксид углерода СО, углеводороды СН, оксиды азота NOx, твердые частицы (сажа), оксиды серы, соли свинца. Среднесуточные предельно допустимее концентрации в-атмосфере (г/м3): СО — 0,0010, СН — 0,0015, NО2 — 0,000085.
Наибольший вред наносят оксид азота, оксид серы, сажа, альдегиды, оксид углерода, углеводороды, бенз(а)пирен, аммиак.
При сгорании бензола образуются полициклические ароматические углеводороды (наиболее активный бенз(а)пирен), которые обладают канцерогенными свойствами. Высокое содержание серы в автомобильных бензинах увеличивает выбросы оксидов серы, которые токсичны для человека, животного и растительного мира, разрушают конструкционные материалы.
Токсичность отработавших газов неэтилированных бензинов в основном определяется содержанием в них ароматических углеводородов.
ГОСТ 4.396-88 "Система показателей качества продукции. Автомобили легковые" содержит следующий перечень экологических показателей: содержание вредных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей (%), дымность отработавших газов бензиновых двигателей (%), уровень внешнего шума (дБ(А).
Обязательные требования к выбросам легковых автомобилей содержатся в Техническом регламенте "О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ" (утв. постановлением Правительства РФ от 12 октября 2005 г. № 609).
В европейских странах принято более 100 правил в области экологической безопасности транспортных средств, в России они пока приняты неполностью.
Одной из причин появления токсичных примесей является неполное сгорание топлива в поршневых бензиновых двигателях. Это явление не позволяет уменьшить количество оксида углерода, углеводородов и окислов азота в отработавших газах до требуемого уровня. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания показан в табл. содержащаяся в отработавших газах дизельных двигателей, нетоксична, но ее частицы адсорбируют на поверхности канцерогенные полициклические углеводороды, в том числе бенз(α)пирен.
Факторы образования несгоревших остатков: гашение пламени в пристеночных зонах, в зазоре между поршнем и цилиндром, между поршневыми кольцами и канавками в поршне; неравномерность распределения состава смеси по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах.
| Компонент | Концентрация, % (по массе) | Степень и группа опасности | |
| бензиновый двигатель | дизельный двигатель | ||
| Азот | 74-77 | 74-78 | - |
| Кислород | 0,3-8 | 2-18 | - |
| Водяной пар | 3-5,5 | 0,5-9 | - |
| Диоксид углерода | 5-12 | 1-12 | Малотоксичен |
| Оксид углерода | 0,5-12 | 0,005-0,4 | Токсин |
| Оксиды азота | 0,01-0,8 | 0,004-0,5 | Токсин |
| Углеводороды | 0,2-3,0 | 0,009-0,3 | Токсин |
| Альдегиды | 0-0,04 | 0,01-1,1 | Токсин |
| Сажа, г/м3 | 0-0,04 | 0,01-1,1 | Токсин |
| Бенз(а)пирен | 0-20 | 0-1 | Канцероген |
Пути повышения экологической безопасности транспортных средств:
• Повышение топливной экономичности, улучшение смесеобразования и сгорания топлива в цилиндрах, более равномерное распределение топлива по цилиндрам, правильное дозирование, применение электронных и электромеханических систем впрыскивания, бесконтактных транзисторных систем зажигания, использование форкамерно-факельных процессов и послойного зажигания снижают СО.
• Периодическое техническое обслуживание и своевременный ремонт систем и агрегатов автомобиля, влияющих на расход топлива, определяют концентрацию токсичных примесей в отработавших газах.
• Разработка и внедрение систем нейтрализации отработавших газов. Нейтрализация токсичных компонентов отработавших газов с использованием химических реакций окисления и (или) восстановления является наиболее эффективным способом снижения токсичности. С этой целью в выпускную систему двигателя устанавливается термический реактор (нейтрализатор).
Без катализаторов полное преобразование оксида углерода и несгоревших углеводородов происходит при температурах от 700 до 850 °С при условии избытка кислорода. Нейтрализовать оксиды азота при этом невозможно, так как обязательным условием их восстановления является недостаток свободного кислорода.
В присутствии катализаторов температура нейтрализации снижается и создается возможность преобразования всех токсичных компонентов.
На основе экологической опасности транспортного средства определяется экологический класс.
Экологический класс — классификационный код, характеризующий транспортное средство в зависимости от уровня выбросов вредных загрязняющих веществ.
Эргономические свойства — удобство управления автомобилем, комфорт езды, комфортабельность салона.
Удобство управления автомобилем зависит от доступности элементов управления и легкости их использования, обзорности места водителя.
Элементы управления и систем контроля, которые водитель использует систематически, размещаются в непосредственной близости от водителя. Элементы, размещенные рядом с водителем, не должны отвлекать его и мешать свободе движений.
Легкость использования элементов управления зависит от усилия, которое водителю необходимо приложить для переключения рычагов управления (педалей, рычага переключения передач). Усилие не должно быть слишком сильным или слишком незначительным. При тяжелом переключении элементов управления водитель может не справиться с управлением или затратить много времени на переключение, при слишком легком — переключение может быть случайным или неверно заданным.
Обзорность — это конструктивное свойство транспортного средства, характеризующее объективную возможность и условия восприятия водителем визуальной информации, необходимой для безопасного и эффективного управления транспортным средством.
Обзорность места водителя зависит от конструкции кузова и правильности посадки водителя. Правильность посадки обеспечивается регулировкой посадочного кресла и рулевой колонки. Кресло водителя перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскости (изменяется угол наклона спинки), рулевая колонка перемещается в горизонтальной плоскости (изменяется угол наклона).
Для удобства наблюдения и контроля за правильностью работы и работоспособностью агрегатов транспортного средства используется бортовой компьютер.
Бортовой компьютер дает информацию о режимах движения и неисправностях автомобиля, считывает коды в системе управления двигателем, обрабатывает информацию контроллера и отображает ее на дисплее, хранит в памяти и позволяет установить неисправности. Кроме того, компьютер показывает расход топлива: мгновенный (текущий) (л/ч), на 100 км пути (л/100 км), средний (л/100 км), общий (литров бензина после обнуления предыдущих показаний); остаток топлива в баке (л); скорость автомобиля: среднюю, максимальную (на последних 1000 м или за последнюю минуту движения); время разгона до скорости 100 км/ч (с); превышение скорости (звуковой сигнал); пробег; запас хода; текущее время и время поездки; календарь; температуру охлаждающей жидкости; температуру воздуха за бортом.
При перегреве двигателя и повышении температуры охлаждающей жидкости выше допустимой (105-115 °С) бортовой компьютер показывает температуру и дает предупреждающий сигнал.
Кроме того, компьютер показывает угол опережения зажигания (УОЗ), электронный тахометр показывает обороты двигателя (мин-1), массовый расход воздуха (кг/ч), время впрыска (мс), цикловой расход воздуха (кг/ч).