Что вреднее бензин или дизель?

Извечные споры о том, какой двигатель вреднее никогда не утихают. Последние годы в Европе наметилась тенденция к снижению уровня продаж дизельных легковых автомобилей. Главной причиной стало мнение о том, что дизельные двигатели наносят экологии существенно больший вред, чем бензиновые. Ещё совсем недавно общественное мнение было совершенно иным, дизеля считались более «чистыми». Где же истина?

Выбросы ДВС, их токсичность

Основными видами горючего для современных автомобилей являются автомобильный бензин и дизельное топливо.

Бензином называется горючая смесь из сжиженных углеводородов лёгких фракций, имеющих температуру кипения от +33°C до +205°C. Средняя плотность чистого бензина без присадок колеблется в районе значения 0,71 г/см³.

Дизельным топливом называют жидкий углеводородный продукт, состоящий из смеси керосиново-газойлевых фракций, полученных при перегонке нефти. Ещё его в народе называют «солярка». Продукт используется как топливо для дизельных двигателей. Солярка тяжелее бензина. Плотность её колеблется от 840 кг/м³ до 860 кг/м³.

Двигатель внутреннего сгорания, сжигая бензин или дизтопливо, преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию. Коэффициент полезного действия у них разный. У современного дизельного двигателя с турбокомпрессором он достигает 55%, у бензинового – не превышает 35%. При сжигании топлива оба типа моторов выбрасывают в атмосферу продукты сгорания, многие из которых являются весьма токсичными. Степень загрязнения среды зависит от следующих факторов:

1. Качества, вида топлива.
2. Уровня технического и экологического совершенства ДВС.
3. Состояния ДВС.
4. Режима работы ДВС.
5. Процентного содержания кислорода в воздухе, поглощаемом ДВС.

Основными видами вредных выбросов ДВС являются продукты сгорания топлива, а также вредные вещества, в нём содержащиеся:

• Окись углерода (СО).
• Окись и двуокись азота (NО, NO₂).
• Двуокись серы (SO₂).
• Сажа.
• Не догоревшие углеводороды (С_хН_у).
• Формальдегид, акролеин.
• Соединения свинца (для этилированного бензина).
• Бензапирен.
• Картерные газы.
• Пары топлива.

Процентный состав вредных веществ зависит от типа двигателя (дизельного или бензинового).

Вредные свойства бензиновых моторов

Объёмное содержание токсичных веществ в отработанных газах бензиновых двигателей составляет (%):

• Окись углерода (СО) – 0,1 – 10.
• Окись и двуокись азота (NО, NO₂) – 0,1 – 0,5.
• Двуокись серы (SO₂) – 0,0 – 0,003.
• Сажа – 0,04.
• Не догоревшие углеводороды (С_хН_у) – 0,2 – 3,0.
• Альдегиды – 0,0 – 0,2.
• Бензапирен – до 0,02.

Поставщиками вредных токсичных веществ являются не только отработанные газы. Картерные газы поставляют до 5% СО, до 5% СН и до 2% окислов азота (от общего количества вредных выбросов). Кроме этого, за счет испарения из топливных баков и негерметичных соединений, в атмосферу поступает до 40% СН.

Важнейшую роль играет правильная регулировка систем питания и зажигания. В отработанных газах неисправного мотора может содержаться до 10% СО, до 3% СН. Окись углерода — угарный газ, при определённых концентрациях является смертельно опасной для человека.

Бензапирен – опасное вещество первого класса, отнесённое к числу сильных канцерогенов. Вызывает онкологические заболевания у людей и животных.

Снижение концентрации СО, СН достигается правильной регулировкой двигателя, заставляющей его устойчиво работать на обеднённой смеси. Однако, это явление сопровождается ростом концентрации NO, NO₂ в выхлопных газах. Данное обстоятельство усложняет задачу снижения уровней токсичности выбросов и оптимальной настройки бензинового ДВС.

Токсичность дизельных двигателей

Концентрация ряда вредных веществ в выбросах дизельных агрегатов ниже, чем у бензиновых моторов. Но это не является свидетельством большей экологической чистоты. По уровню концентрации окислов азота и серы дизельные двигатели уступают бензиновым. За счет принудительного нагнетания воздуха создаётся избыток кислорода при горении смеси. Под воздействием высокой температуры и давления это способствует образованию большого количества окиси азота с двуокисью серы.

Объёмное содержание вредных веществ в отработанных газах дизельных ДВС составляет (%):

• Окись углерода (СО) – 0,01 – 0,5.
• Окись, двуокись азота (NО, NO₂) – 0,001 – 0,4.
• Двуокись серы (SO₂) – 0,0 – 0,03.
• Сажа – 0,01 – 1,1.
• Не догоревшие углеводороды (С_хН_у) – 0,009 – 0,5.
• Альдегиды – 0,01 – 0,09.
• Бензапирен – до 0,01.

С картерными газами в атмосферу поступает до 6% СО, СН и NO (по 2% от общего количества выбросов). Испаряемость дизельного топлива ниже, чем у бензина. В виде паров в окружающую среду поступает не более 8% СН. Процентное содержание NO и NO₂ в отработанных газах дизеля не велико, но массовая доля этих токсинов выше, чем у бензинового мотора. Хуже обстоят дела по показателям выброса сажи, сернистых соединений.

Сажа негативно влияет на окружающую среду. Попадание сажи в организм человека сопровождается сильным раздражением органов дыхания. Взвешенные частицы сажи снижают видимость на автодорогах, оседают на поверхностях транспортных средств, на коже человека, перенося на себе углеводородные канцерогены.

Двуокись серы, поступая с отработанными газами в воздух, превращается в SO₃ (сернистый ангидрид). Химическая реакция с парами воды преобразует ангидрид в серную кислоту. Кислота наносит огромный вред растениям, животным, здоровью человека. Усиливает процессы коррозии металлов.

Выводы и рекомендации

Сделать окончательный вывод о том, какой двигатель сегодня вреднее невозможно. Комплексных научных обоснований нет. Оба типа моторов постоянно совершенствуются по всем параметрам экологической безопасности. Качество настройки топливной аппаратуры имеет решающее значение для всех типов двигателей.

При оценке степени опасности следует учитывать не только процентный состав вредных веществ, но и их абсолютную массовую составляющую по каждому компоненту. На количество вредных выбросов влияют конструктивные особенности силовых агрегатов, их вспомогательного оборудования.

Многое напрямую зависит от мастерства водителя транспортного средства.

В западной Европе усилилось давление экологов на производителей дизельных двигателей. В основном это касается силовых установок для легковых автомобилей, так как достойной замены тяжёлому дизелю пока не найдено. Многие заводы были вынуждены отзывать свои автомобили по причине несоответствия жёстким экологическим нормативам. Это подорвало доверие потребителей, пересмотревших свои предпочтения в пользу бензиновых агрегатов. Спрос на дизельные агрегаты упал, автозаводы понесли огромные убытки, были вынуждены переориентироваться на выпуск бензиновых автомобилей.

Эта ситуация не является доказательством того, что дизель вреднее бензина или наоборот. Просто так сложилась рыночная конъюнктура.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что для минимизации вредного воздействия на окружающую среду легковые или небольшие грузовые автомобили целесообразнее комплектовать бензиновыми моторами, а тяжёлые транспортные средства – дизельными.