4.1. Антидымные присадки

Назначение – снижение эмиссии черного дыма (частиц сажи) с отработавшими газами (ОГ) дизельного двигателя. На пред- пламенных стадиях горения в камере сгорания происходит ин­тенсивный крекинг топлива, в результате чего образуется сажа. Затем она выгорает, но по ряду причин не полностью. При работе двигателя на богатой смеси (это происходит при форси­ровании двигателя или неисправности топливной аппаратуры) большое количество сажи сгорает лишь после рабочего хода поршня, и выделяющееся тепло бесполезно уходит с ОГ, тем- пратура которых повышается на несколько градусов против обычного. Часть сажи в составе черного дыма выбрасывается в атмосферу. Выбросы несгоревшего топлива в виде сажи озна­чают механический недожог и снижение КПД двигается, но помимо этого сажа является переносчиком канцерогенных по­лициклических ароматических углеводородов, сорбируя их на своей поверхности. Если на автомобиле установлены каталити­ческие нейтрализаторы или сажевый фильтр, то они быстро забиваются и требуют регенерации. Срок службы сажевого фильтра до забивки составляет 2-6 ч, и регенерация должна осуществляться по крайней мере в конце каждой рабочей сме­ны. Эмиссия черного дыма может быть снижена при помощи металлсодержащих антидымных присадок. Беззольные присад­ки в этом случае малоэффективны.

Если условия работы двигателя не экстремальны, то при от­лаженном рабочем процессе и хорошем состоянии двигателя и топливной аппаратуры проблема черного дыма остро не стоит, и применения антидымных присадок не требуется. Кроме чер­ного дыма на некоторых режимах работы двигателя или при таком его состоянии, когда в камеру сгорания может попадать большое количество масла (холодный пуск, износ деталей ци- линдропоршневой группы), образуется так называемый сизый дым, содержащий продукты химического недожога: альдегиды, углеводороды, оксид углерода. Эмиссию сизого дыма снижают, поддерживая оптимальные характеристики рабочего процесса и заботясь об исправности топливной аппаратуры и ЦП Г двига­теля. В определенной степени это достигается применением моющих и антинагарных присадок, а также хорошей приработ­кой прецизионных пар. Металлсодержащие антидымные при­садки в таких случаях не нужны.

Антидымные присадки обычно вводятся в топливо на местах применения, но в России предусмотрена возможность (и раз­работана нормативно-техническая документация) производства специальных марок дизельного топлива с антидымными при­садками на НПЗ.

Рабочие концентрации современных антидымных присадок составляют 0,05-0,2%. Рекомендуемые концентрации присадок более ранних поколений (например, ИХП-702 и ИХП-706, разработанных в 1970-е годы) были выше – до 0,5-1,0%.

Принцип действия. В идеале антидымные присадки способ­ствуют выжиганию сажи в камере сгорания до окончания сго­рания основной массы топлива и начала стадии расширения рабочей смеси. О том, каков конкретный механизм антидым­ного действия, единого мнения нет. Существуют две группы гипотез. Согласно первой (физической), присадки оказывают антикоагулирующее или диспергирующее действие на частицы сажи, благодаря чему те интенсивнее выгорают. Вторая группа гипотез охватывает возможные варианты химического влияния присадки на горение сажи: каталитическое действие, газифи­кация гидроксильными радикалами и т. д. Вероятно, тот или иной механизм может быть применим к присадкам определен­ных типов. Еще вероятнее, что на практике имеют место и тот, и другой механизмы.

Наибольший интерес для нас представляет механизм дей­ствия бариевых антидымных присадок, имеющих практическое применение в России. Одна из версий сводится к реакциям соединений бария с продуктами горения топлива, в результате которых образуются гидроксильные радикалы. Последние га­зифицируют сажу. На основании результатов оптического зон­дирования горящей смеси лучом гелийнеонового лазера сдела­но предположение, что бариевые антидымные присадки уско­ряют выгорание сажи, образующейся при диффузионном горе­нии капель топлива, не влияя на выгорание сажи, образую­щейся при горении уже испарившейся части топлива, т. е. ба­риевые присадки катализаторами горения не являются. Они наиболее эффективны при горении тяжелых топлив, на форси­рованных режимах или при малом угле опережения впрыска, когда большая масса топлива не успевает испариться.

Для щелочноземельных металлов предложен также сульфат­ный механизм. Он заключается в образовании сульфатов ме­таллов из серы, содержащейся в топливах, и последующей ад­сорбции сульфатов на активных центрах частичек сажи, что препятствует их росту. Прямых экспериментов, связывающих антидымную эффективность присадок с содержанием серы в топливах, не проводилось, а имеющихся в литературе данных недостаточно, чтобы судить о достоверности предлагаемой вер­сии. Тем не менее снижение размеров частиц сажи в при­сутствии бариевых присадок подтверждается многими исследо­вателями.

В заключение следует привести мнение М.О. Лернера, со­гласно которому все антидымные присадки подразделяются на два типа. К первому относятся соединения щелочноземельных металлов, основное действие которых заключается в дисперги­ровании частиц сажи. Ко второму – соединения переходных металлов, интенсифицирующие выгорание сажевых частиц за счет переноса кислорода с первых стадий горения, характери­зующихся его избытком, на последние, где его не хватает. Это возможно благодаря способности переходных металлов изме­нять свою валентность:

МхОу + С -> МхО^! + СО.

Косвенным подтверждением этому является наблюдение [68], согласно которому влияние присадки ЦТМ на выгорание сажи, в отличие от бариевых присадок, начинается непосред­ственно после прохождения поршнем верхней мертвой точки.

Показатели эффективности: снижение дымности О Г, оцени­ваемое в процессе стендовых испытаний дизельных двигателей; фактическое сажесодержание. Испытания топлив с присадками проводят на стендах с различными двигателями, при различ­ных условиях. Эффюктивность присадок существенно зависит от типа двигателя (особенно от способа образования горючей смеси) и режима его работы.

Дымность ОГ оценивают приборами двух типов. В одних (приборы типа Боша) сажа задерживается бумажным филь­тром, который при этом темнеет. Чем темнее фильтр, тем ин­тенсивнее сажеобразование. Для количественной оценки фильтр помещают в прибор с фотоэлементом. Приборы Боша портативны и в этом их основное достоинство. Кроме того, при высоком сажесодержании (более 1 г/м3) они обеспечивают более надежные результаты, чем приборы Хартриджа. Но в обычных пределах сажесодержания приборы Боша не очень точны и не позволяют обеспечить непрерывный контроль дымности. От этих недостатков свободны приборы типа Хартриджа, которые, однако, громоздки и применяются только в стационарных условиях. Принцип определения по Хартриджу заключается в измерении оптической плотности ОГ, которая зависит от сажесодержания. К приборам типа Хартриджа отно­сятся отечественные И НА-109, СИДА-107, РДМ-4. Особен­ности того и другого методов определения таковы, что между показаниями приборов и фактическим сажесодержанием нет линейной зависимости. На практике это редко учитывают, хотя для получения более объективных данных следует делать пе­ресчет по специальным номограммам или таблицам.

Диапазоны измерения сажесодержания для приборов Боша и Хартриджа составляют соответственно 0-1,7 и 0-1,2 г/м3. Так как обычно содержание сажи в ОГ не превышает 1,1 г/м3, этого достаточно. В противном случае приборы дадут непра­вильные результаты. При концентрации сажи выше 2,0 мг/м3 ее аэрозоль вообще неустойчив и не поддается определению. Кроме того, следует помнить, что вблизи граничных значений (для приборов Хартриджа – от 0 до 10 и выше 90%; для прибо­ров Боша – от 0 до 1 и выше 7 ед.) между показаниями прибо­ров и сажесодержанием достаточно точной корреляции нет.

Взаимосвязь между показаниями приборов Боша, Хартрид­жа и действительным сажесодержанием приводится ниже:

Табл.1

Табл.2

При высоких значениях дымности достаточно надежна кор­реляция между показаниями приборов Боша и сажесодержанием:

Табл.3

С целью быстрого скриннинга лабораторных образцов пред­ложено оценивать сажеобразование по методу “Факел”, разра­ботанному во ВНИИ НП (И.С.Корсакова) [69]. Образец топли­ва, подаваемый из напорной бюретки, сжигают на воздухе. Продукты сгорания улавливаются охлаждаемой пластиной- детектором, на которой откладывается сажа. На детекторе на некотором расстоянии друг от друга расположены электроды. По мере заполнения пространства между ними сажей электри­ческая цепь замыкается. Сила тока прямо пропорциональна количеству отложившейся сажи. Так как условия горения топ­лива на лабораторной установке отличаются от условий горе­ния в камере сгорания дизельного двигателя, прямой надежной зависимости между результатами, полученными по методу “Факел” и в стендовых испытаниях, нет, хотя в некоторых случаях корреляция наблюдается. Ниже сопоставляются неко­торые результаты, полученные при испытаниях образцов алкил- салицилатов различных металлов [70]:

Табл.4

Ассортимент антидымных присадок, рекомендованных в России к применению, включает две отечественные и одну зарубежную присадки. Кроме того, две присадки, ЭКО-1 и АНГАРАД-2401, имели временный допуск, который в настоя­щее время не действует. Характеристики присадок ИХП-706 и ЭФАП-Б даны ниже:

Табл.5

В настоящее время вырабатывается только присадка ЭФАП-Б, которая используется при производстве специальных марок топлив в ООО “ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка”. Кроме того, малыми партиями она поставляется предприяти­ям-потребителям топлив.

Рис. 32. Относительный антидымный эффект МЦТМ в дизельном топливе. Дымность топ­лива без присадки принята за 100%

В качестве антидымных присадок могут использоваться и соединения марганца, на­пример Hitec-ЗООО. За рубежом марганецсо- держащие антидымные присадки используют­ся, но в России они вряд ли будут применять­ся, так как по сравнению с бариевыми при­садками слишком дороги. Относительный антидымный эффект добавки МЦТМ к ди­зельному топливу представлен на рис. 32 [46}.

В АООТ “ЭлИНП” и АО “НАМИ-ХИМ” исследованы также железосодержащие присад­ки, которые проявили достаточно высокую эффективность в двигателях с пред- камерным смесеобразованием, но были малоэффективны при испытаниях на двигателях с непосредственным впрыском.

ИХП-702 – первая отечественная антидымная присадка, разработанная в ИХП (Баку) в 1960-1970-е годы. Она представ­ляла собой топливорастворимый диалкилфенолят бария, полу­чаемый непосредственным действием гидроксида бария на алкилфенол. При введении в топливо в концентрации 1% при­садка обеспечивала снижение сажесодержания в ОГ на 50-80% (отн.). Одним из ее недостатков была необходимость примене­ния в неприемлемо высоких концентрациях.

ИХП-706 (ТУ ИХП-402-7-73) превосходила предыдущую присадку по содержанию бария и, следовательно, антидымной эффективности. Увеличение концентрации металла достигалось карбонатацией, т. е. обработкой реакционной массы углекис­лым газом. При этом часть гидроксида бария превращалась в мелкодисперсный карбонат, который находился в присадке в олеофилизированном состоянии. За счет этой операции кон­центрация металла и соответственно эффективность присадки увеличивались в полтора раза. Рекомендуемая концентрация присадки в топливе составляла 0,2-0,5%.

Обе присадки, ИХП-702 и ИХП-706, были причиной обра­зования “бороды” сульфата бария на распылителях форсунок. Отложения ухудшали геометрию струи и характеристики рас- пыливания топлива. Поэтому в последующих композициях присадок обязательно присутствовал диспергирующий компо­нент, предотвращающий образование отложений.

ЭФАП-Б (ТУ 0257-002-40439881-97) – композиция алкилфе- нолята бария (65%), диспергирующего компонента (5%) и рас­творителя (30%), подобранною таким образом, чтобы обеспе­чить низкую температуру застывания присадки и невысокую вязкость. При производстве присадки стадия карбонатации не предусмотрена. На рис. 33 представлено влияние присадки ЭФАП-Б на снижение сажесодержания отработавших газов двигателей 2ч8,5/11 (вихрекамерное смесеобразование) и КАМАЗ-740 (прямой впрыск) в зависимости от нагрузки. Од­новременно со снижением сажеобразования уменьшается эмиссия бенз-а-пирена (рис. 34). Можно отметить, что для двигателя с вихрекамерным смесеобразованием эффективность присадки примерно одинакова независимо от нагрузки. Для двигателя с прямым впрыском наибольшая эффективность присадки проявляется на средних нагрузках. Аналогичные дан­ные можно найти в литературе относительно присадки ИХП-706. Что касается частоты вращения коленчатого вала, то наибольшая эффективность присадки наблюдается на малых и средних оборотах (рис. 35).

Рис.1

Снижение дымности ОГ двигателя КАМАЗ-740 при стендо­вых испытаниях (НАМИ-ХИМ) при введении в топливо J1 0,1% присадки составляло 17—33% (отн.). Результаты, полу­чаемые в условиях эксплуатации, от этих показателей могут сильно отличаться, поскольку они находятся в большой зави­симости от состояния автомобиля, типа двигателя, условий его работы. Например, при испытаниях на автобусах “Икарус” (АТП №2, Казань) было отмечено снижение дымности в 2-3 раза, а при испытаниях на автомобилях “Татра 815-2” (АТП №22, Санкт-Петербург) – всего на 6-11% (отн.).

Присадка ЭФАП-Б, а также ее аналоги, содержащие в своем составе диспергирующие компоненты, проявляют небольшое моющее действие на форсунках. На рис. 36 представлено влия­ние добавки 0,1% присадки ЭФАП-Б к топливу JI на состояние форсунки двигателя КАМАЗ-740 (испытания проведены в АОФ – изменение проходного диаметра форсунки, Т – изменение удельного индикаторного расхода топлива, К – коэффициент закоксовывания; 1 – без присадки, 2-е присадкой “НАМИ-ХИМ”. Образования “бороды” сульфата бария на распылителе форсунки при этом не отмечено.

Рис.2

Анализ О Г двигателя, работавшего на топливе с присадкой, проведен Институтом медицины труда при стендовых испыта­ниях двигателя КАМАЗ-740 в АО “НАМИ-ХИМ”. Отмечено, что присадка практически не влияет на эмиссию оксидов азота, примерно в два раза уменьшает концентрацию углеводородов в отработавших газах и в 1,5-2,5 раза – бензапирена (см. рис. 34). Выбросы альдегидов зависели от режима работы двигателя и при работе на холостом ходу и полной нагрузке были выше, чем при работе без присадки. Что касается оксидов серы, то при работе на топливе с присадкой их количество уменьша­лось. Механизм этого явления не совсем ясен, так как стехиометрические расчеты показывают, что вводимого количества бария для связывания серы в сульфат недостаточно. Влияние присадки ЭФАП-Б на концентрацию некоторых компонентов в ОГ представлено в табл. 6.

Таблица 6

Рис.3

Рис. 37. Влияние концентрации присадок на коэффициент фильтруемости дизель­ного топлива: 1 – Keroflux-5486; 2 – смесь ЭФАП-Б; 3 – смесь ЭФАП-Б и Keroflux-5486 в массовом соотношении 3:1

Исследована совместимость присадки ЭФАП-Б с депрессо­рами. Установлено, что в смеси эффективность присадок и того, и другого типа не снижается. Зато их влияние на физико- химические характеристики топлива неоднозначно. При

смешении ЭФАП-Б с депрессором Keroflux-5486 наблюдалось увеличение коэффициента фильтруемости топлива, выходящее за рамки допустимых значений (рис. 37) [71]. Подобные эф­фекты и в России, и за рубежом исследованы недостаточно. Но можно попытаться их объяснить взаимным влиянием присадок на коллоидно-химическое состояние растворов в топливах. За счет межмолекулярных взаимодействий образуются смешанные мицеллы присадок, характеристики которых не являются оп­тимальными для прохождения через бумажный фильтр. Анта­гонизм не носит общего характера. Так, если вместо Keroflux- 5486 в смеси использовали присадку Dodiflow-3905, отрица­тельного эффекта не наблюдали.

ЭКО-1 – композиция карбонатированного (обработанного углекислым газом) алкилфенолята бария и основания Манниха алкилфенола, модифицированного олеиновой и борной кисло­тами (диспергирующая присадка к маслу Днепрол). Благодаря карбонатации в присадке содержится дополнительное количе­ство бария в виде лиофилизированного карбоната. В принципе это увеличивает эффективность присадки, так как повышает концентрацию в ней бария. Однако при этом остаются невы­ясненными вопросы фильтруемости топлива с присадкой и главное – совместимости этой присадки с другими ПАВ, спо­собными разрушить сольватную оболочку, которая обеспечи­вает лиофильность частиц карбоната бария. В 1997 г. Госстан­дарт РФ выдал временный допуск на применение присадки ЭКО-1, который по истечении срока его действия не продле­вался. Необходимость временного допуска была вызвана отри­цательным влиянием присадки на термостабильность дизельно­го топлива, которое проявилось при его испытаниях на уста­новках Д ТС-2 и ЦИТО-М.

АНГАРАД-2401 (ТУ 38.401-58-158-96) – смесь ЭКО-1 и ФК-4. Учитывая, что ЭКО-1 – это композиция алкилфенолята бария и основания Манниха, состав присадки АНГАРАД-2401

может быть представлен следующим образом [72]: алкилфеноляты бария – 50-90%, основание Манниха – 10-50%, ФК-4 – 0,1-5,0%. Технические требования к присадке:

Табл.7

Присадка Ангарад-2401 допущена к применению в концент­рации до 0,3% в топливах, вырабатываемых НПЗ в Ачинске и Ангарске. По данным стендовых испытаний, введение 0,3% присадки в дизельное топливо снижает дымность ОГ примерно вдвое.

Lubrizol-8288 – композиция алкилфенолята бария с азотсо­держащей диспергирующей добавкой. Типичные характеристи­ки этой присадки следующие:

Табл.8

БД-1 – опытный образец железосодержащей присадки, изготовленный в АООТ ЭлИНП и испытанный им со­вместно с АО “НАМИ-ХИМ”. Активным компонентом БД-1 является 2-этилгексанат железа. Образец имел следующие фи­зико-химические характеристики:

Табл.9

Введение 0,1% БД-1 в топливо позволяло снизить дымность ОГ двигателя 2ч8,5/11 на 45-55%, а двигателя КАМАЗ-740 с непосредственным впрыском – на 12-33%. Одновременно сни­жалась токсичность ОГ – содержание продуктов неполного сгорания топлива [73]:

Табл.10

Присадки ЭФАП-Б, ЭКО-1 и Lubrizol-8288 были допущены к применению для производства городского дизельного топли­ва типа ДЭКп на ОАО “Московский НПЗ” в рамках экологи­ческой программы г.Москвы. Было изготовлено два вида топ­лива: I – с содержанием серы не более 0,05% и II – с содержа­нием серы не более 0,1%. Ниже представлены результаты ис­пытаний образцов топлива ДЭКп, содержащих по 0,2% приса­док, на установке НАМИ-2ДК: дымность ОГ на режиме ско­ростной характеристики по шкале Боша и моющие свойства (уменьшение коэффициента закоксовываемости распылителей форсунок АК3) [74]:

Табл.11

Влияние типа deuaamejw. Эффективность антидымных при­садок зависит от типа двигателя и режима его работы. При стендовых испытаниях она составляет 30-70% (отн.), а в усло­виях эксплуатации может быть гораздо выше. При испытаниях присадок, содержащих барий и железо, на двигателях с предва­рительным смесеобразованием нами был получен больший эффект, чем на двигателях с прямым впрыском. На рис. 38 представлены результаты испытаний вихрекамерного дизеля 2ч8,5/11 и двигателя с прямым впрыском КАМАЗ-740 при ра­боте на топливе J1 с 0,1% бариевой присадки ЭФАП-Б и желе­зосодержащей БД-1.

Влияние режима работы двигателя на эффективность при­садки отмечено многими исследователями. Общепринятым является мнение о том, что антидымные присадки малоэффек­тивны при слишком низких и при высоких нагрузках. Однако это справедливо только для двигателей с непосредственным впрыском, а на двигателях с предварительной подготовкой ра­бочей смеси эффективность присадок может быть одинаковой на всех режимах. На рис. 39 показано, как меняется эффектив­ность присадок (относительное снижение сажесодержания ОГ)

Рис.4

в зависимости от нагрузки на дизелях разных типов. При этом, если рассматривать влияние присадок на уменьшение сажесо­держания в абсолютных единицах (рис. 40), можно констати­ровать, что в действительности эффективность присадок не снижается – просто их действие не поспевает за ростом саже- образования. В связи с тем что действие антидымных присадок на двигателях с предварительным смесеобразованием исследо­вано очень мало, требуются дополнительные испытания.

Приемистость топлив к антидымным присадкам исследова­на недостаточно. Исходя из представлений о механизме дей­ствия антидымных присадок, можно предположить, что на их

Рис.5

Рис.6

эффективность должны влиять групповой углеводородный и химический состав топлив, а также состав самих присадок. Имеются данные о влиянии содержания ароматических углево­дородов в дизельном топливе на эффективность МЦТМ (рис. 41) [46].

Дополнительные свойства. Барийсодержашие присадки про­являют биоцидную активность.

Как сообщает фирма Lubrizol в одном из своих проспектов, в результате длительных дорожных испытаний топлива с при­садкой Lubrizol-565 (ее аналогами являются перечисленные выше отечественные присадки) установлено, что бариевые присадки значительно увеличивают срок службы каталитиче­ских нейтрализаторов.

Ограничения и недостатки. Несмотря на то, что антидымный эффект находится в прямой зависимости от содержания метал­ла в топливе, рекомендуемые концентрации присадок ограни­чены. Их повышенная зольность приводит к образованию от­ложений в камере сгорания, а иногда – к ускоренному износу деталей двигателя и топливной аппаратуры. На распылителях форсунок возможно образование “бороды” сульфата бария, нарушающей оптимальную геометрию впрыскиваемой струи. Кроме того, продукты сгорания присадок выбрасываются в атмосферу в виде твердых частиц. На практике этот недостаток компенсируется снижением образования сажи, которая тоже представляет собой твердые частицы, причем более опасные, чем неорганическая зола.

При испытаниях присадки ИХП-706 была отмечена корро­зия в высокотемпературной и низкотемпературной частях газо­вого тракта. Вероятной ее причиной может быть присутствие свободного карбоната бария в присадке, технология производ­ства которой включает стадию карбонатации.

Токсичность. Соединения бария, растворимые в воде, ядовиты, поэтому токсикология барийсодержащих антидымных присадок является предметом пристального внимания. Соглас­но токсикологическим исследованиям, все присадки отече­ственного ассортимента относятся к умеренно токсичным ве­ществам III класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76. Опреде­ленную опасность представляют продукты сгорания соедине­ний бария. Подробно они исследованы на примере присадки ЭФАП-Б при испытаниях на двигателе КАМАЗ-740 в АО “НАМИ-ХИМ” совместно с Институтом медицины труда (ИМТ) РАМН.

Установлено, что при сгорании топлива с присадкой обра­зуются сульфаты и карбонаты бария, а также карбоновые кис­лоты, количество которых на форсированных режимах работы двигателя составляло соответственно 3,0-3,3; 2,7-3,1 и до 37,5 мг/м3. В литературе также можно найти указания, что сульфа­ты и карбонаты бария при использовании барийсодержащих присадок в топливах с содержанием серы 0,1 – 0,2% образуют­ся примерно поровну. Сульфат бария абсолютно нерастворим в воде и ядовитым не считается. Карбонат бария токсичен. ПДК его аэрозоля в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м3, среднесуточная – 0,004 мг/м3. Таким образом, концентрация карбоната бария в ОГ в несколько раз превышает ПДК, но, учитывая многократное разбавление продуктов сгорания возду­хом, можно полагать, что они опасности для человека не пред­ставляют. На основании результатов всесторонних исследова­ний бариевые присадки, в частности ЭФАП-Б, рекомендованы ИМТ РАМН к промышленному применению.

Экономика. Введение антидымных присадок в концентрации 0,1% увеличивает стоимость топлива на 1-2%. Теоретически это должно окупаться улучшением сгорания топлива и соответ­ственно уменьшением потерь тепла. Полагают, что тепло теря­ется в результате механического недожога, неполного сгорания сажи на стадии расширения, а также за счет конвекции и излу­чения сажевых частиц [75]. Подсчитано [76], что полное устра­нение сажеобразования может обеспечить повышение индика­торного КПД на 9%. Однако на практике этот эффект трудно достижим и плохо поддается расчету. Поэтому считают, что главная польза от антидымных присадок заключается в улуч­шении экологической ситуации: снижении заболеваемости, повышении производительности труда и т. д. Для оценки этого эффекта в СССР в 1986 г. была разработана типовая методика [77], по которой может быть рассчитан ущерб (У) в руб./год от выбросов загрязнений в окружающую среду. Расчет учитывает количество загрязнителя в условных тоннах (Л/), характер рас­сеяния (/) и тип региона в зависимости от плотности населения (а):

У = у а/Л/,

где у = 2,4 руб./усл.т.

Для учета изменения масштаба цен со временем следует применять попра­вочные коэффициенты, устанавливаемые ежегодно.

Мы не рассматриваем присадки, предназначенные для снижения нагарообразования в двигателях Отто, использующих бензин с добавкой тетраэтилсвинца. Эти присадки – фосфор- и борсодержащие соединения – при полном переходе на неэтилированные бензины потеряют свое значение. Для борьбы с нагарообразованием в камере сгорания бензинового двигателя в настоящее время за рубе­жом предлагаются моющие присадки – “очистители камеры сгорания”, которые в России применения пока не нашли.

Значение а установлено равным 8 в загородных зонах и 0,1 п в городах при плотности населения п человек/га.

Коэффициент характера рассеяния / в общем случае опреде­ляется многими факторами: высотой источника рассеяния, температурным градиентом, скоростью ветра, но для выбросов аэрозолей автотранспортными средствами его рекомендуют принимать равным 10.

Масса загрязнителя в условных тоннах М представляет со­бой массу выброса т, умноженную на коэффициент его агрес­сивности А. Для твердых частиц, выбрасываемых дизелями, к которым относится сажа, значение А установлено равным 200.

Допустим, что мы проводим расчет для грузового автомоби­ля, работающего в загородной местности. Дизельный двигатель в обычных условиях выбрасывает сажи 0,3-0,5% на топливо 178]. Для дымящего двигателя примем величину 0,5%, т. е. 5 кг/т. Допустим, в течение года грузовик использует 50 т топли­ва. В таком случае выброс сажи составит 0,25 т, а ущерб в це­нах 1986 года составит

У = 2,4 • 8 • 10 • 200 ■ 0,25 = 9600 руб./автомобиль в год.*

Если антидымная присадка позволяет снизить дымность О Г на 30%, то экономический эффект от ее применения составит 2880 руб./автомобиль в год в этих же ценах. Чтобы определить экономический эффект на текущий момент, полученную сумму умножают на упомянутый выше коэффициент. Можно обой­тись и без поправочных коэффициентов. Не менее наглядно, например, сравнить эффект от применения присадки со стои­мостью используемого топлива. В 1986 г. цена тонны летнего дизельного топлива составляла около 50 руб. Таким образом, народнохозяйственный эффект, рассчитанный по взятой нами методике, равняется приблизительно стоимости 60 т топлива, т. е. сопоставим со стоимостью всего топлива, использованного автомобилем. Разумеется, полученные цифры условны. Они могут только дать представление о порядке величины экономического эф­фекта, причем этот эффект проявляется, как принято говорить, в народном хозяйстве, т. е. не выражен в конкретной сумме у потребителя присадки, который несет дополнительные расхо­ды, хотя и небольшие. Однако в некоторых случаях потреби­тель может получить и материальную выгоду. Например, при уже упоминавшихся испытаниях присадки ЭФАП-Б на автомо­билях “Татра 815-2” на АТП №16 установлено, что за счет снижения дымности и доведения двигателей до допустимой нормы выпуск автомобилей на линию может быть увеличен на 30-35% (данные В.П.Хватова, ЦНИТА).

Опубликованы [74] результаты расчета экономической эф­фективности производства городского дизельного топлива с улучшенными экологическими характеристиками на ОАО “Московский НПЗ”. Они позволяют сравнить эффект, полу­чаемый от введения антидымной присадки, с эффектом от снижения содержания серы на фоне увеличения себестоимости топлива (на примере топлива ДЭК-3):

Табл.12