Зниження забруднення довкілля відпрацьованими газами

5.1. Зниження забруднення довкілля відпрацьованими газами

Автомобiльний транспорт як в містах, так i за їх межами, забруднює, головним чином, атмосферу. Забруднення йде по трьох каналах:

1) відпрацьованими газами, що виходять через вихлопну трубу;

2) картерними газами;

З) вуглеводнями внаслiдок випаровування палива iз бака, карбюратора та трубопроводiв.

У складi вiдпрацьованих газiв автомобiля найбiльшу питому вагу по об’єму мають оксиди вуглецю (0,5—10%), оксиди азоту (до 0,8%), незгорiлi вуглеводнi (0,2—3,0%), альдегiди (до 0,2%) та сажа. В абсолютних величинах на 1000 лiтрiв палива карбюраторний двигун викидає з вихлопними та картерними газами: 200 кг оксидiв вуглецю, 25 кг вуглеводнiв, 20 кг оксидiв азоту, 1 кг сажi та 1 кг сiрчаних сполук.

Для кожного типу двигуна (карбюраторного або дизельного) при рiвних умовах кiлькiсть забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу, пропорцiйна витратi палива. Тому економiя палива одночасно по сутi означає скорочення викидiв токсичних речовин.

Загальна витрата палива автомобiля знаходиться в прямiй залежностi вiд ступеня його використання. Особливо вiдчутна така залежнiсть для парку вантажних автомобiлiв. Скорочення дорожнього пробiгу та бiльш повне використання вантажопiдйомностi кожного автомобiля суттєво знижують витрату палива. Так, пiдвищення на 10% коефiцiєнта використання пробiгу дозволяє зекономити 6,5—7% палива, а пiдвищення на таку ж величину коефiцiєнта використання вантажопiдйомностi на 7—8%. Однак найбiльш суттєвий вплив на скорочення витрати палива має конструкцiя автомобiлiв [71].

Збiг економiчної та екологiчної складових проблеми змусив конструкторiв сучасних автомобiлiв якомога прискiпливiше пiдiйти до вирiшення будь-яких питань, що хоча б найменшою мiрою торкаються витрати палива. Наприклад, маса автомобiля завжди була пiд увагою конструктора, але вона визначалась, головним чином, параметрами мiцностi, надiйностi, довговiчностi. Сьогоднi величина маси визначається й потребами зниження витрати палива. Безпосереднiй вплив маси на витрату пального вiдчувається особливо сильно на режимах розгону та сповiльнення. Основний напрямок тут — замiна сталi та чавуну легкими алюмiнiєвими сплавами, пластмасами, а також використання штампування замiсть лиття. Так, на рядi машин з легких сплавiв вiдлито не тiльки блоки цилiндрiв картери коробок передач, але й виготовлено колеса, капоти, кришки багажникiв, бампери тощо. А у експериментальної моделi автомобiля фiрми “Мерседес-Бенц”, поряд з вказаним, з легких сплавiв виконано також i дверi. Новiтня однолистова ресора масою 2 кг iз карбоволокна замiняє сталеву, що важить 12,7 кг.

У згаданих аспектах важливе значення має i аеродинаміка автомобiля. Якщо ранiше форма кузова легкових автомобiлiв визначалась, перш за все, потребами комфорту та естетики, то тепер вона диктується необхiднiстю зниження опору повiтря при русi, особливо на великих швидкостях, коли значно пiдвищується витрата палива. Вимоги аеродинамiки особливо важливi для вантажних автомобiлiв та автопоїздiв [71].

Вважають, що сумарна витрата енергiї (палива) на подолання опору пiд час руху автомобiля становить приблизно 7% всiєї енергiї, яку витрачає автотранспорт. Задача покращення аеродинамiчного стану рухомого складу полягає, насамперед, у зменшеннi лобового опору повiтря, а також у зниженнi до можливого мiнiмуму турбулентностi повiтряного потоку (завихрення).

Основними шляхами зниження опору повiтря є эменшення площi поперечного перерiзу автомобiля (проекцiї на вертикальну площину). застосування обтiчних форм iз заокругленням кутiв на кузовi, встановлення спецiальних обтiчникiв та екранiв на автопоїздах з напiвпричепами, використання вертикальних i горизонтальних панелей (дефлекторiв), що закривають щілини мiж тягачем i напiвпричепом та знижують ступiнь завихрення повiтря. Роботи, виконанi в багатьох країнах, дозволяють вважати, що зниження опору повiтря на 10% дає 4—5% економiї палива, а в цiлому покращення аеродинамiчного стану може забезпечити эменшення витрати палива до 15%.

Економiчнiсть автомобiлiв пiдвищують i iншими методами. Наприклад, для зниження опору кочення колеса використовують покришки з радiальним розмiщенням корду, встановлюють мiкро-ЕОМ для вибору оптимального режиму роботи двигуна залежно вiд умов, використовують системи вимкнення з роботи ряду цилiндрів двигуна у випадку, коли від нього не потребується великої потужностi тощо.

Першочергове значення для эменшення забруднення атмосфери машинами має технiчний стан автомобiльного й автобусного паркiв. Повнiстю справний автомобiль витрачає менше палива i вже цим сприяє зниженню рiвня забруднення повiтря. Але головна увага має бути направлена на справнiсть паливної апаратури та системи запалювання.

Вивченням i практикою експлуатацiї, наприклад, встановлено, що одна непрацююча свiча в двигунi пiдвищує витрату палива на 10—15%, зниження температури охолоджувальної рiдини до 35—400С на 10— 12%, несправний регулятор випередження запалювання на 6—10%, наявнiсть нагару в камерах згоряння на 7—8%. Несправнiсть однiєї форсунки в дизельному двигунi пiдвищує витрату палива на 22—28% [71].

У бензинових двигунах особливо ретельно повинно проводитись регулювання карбюратора i, загалом, холостого ходу. В умовах вуличного руху двигун автомобiля працює 30% часу на холостому ходi, 30—40% — з постiйним навантаженням, 20—25% — в режимi розгону та 10—15% — в режимi гальмування. При цьому, в середньому, на холостому ходi автомобiль викидає 5—7% оксиду вуглецю до об’єму всього викиду, а в процесi руху з постiйним навантаженням тiльки 1—2,5%. При неправильно вiдрегульованому карбюраторi викид оксиду вуглецю на холостому ходi пiдвищується до 15%, а iнодi i бiльше. Одночасно на цьому режимі збiльшується в 2—2,5 рази викид вуглеводнiв та в 1,5 рази — альдегiдів.

Не меншу роль у справi зниження витрати палива вiдiграють досконалiсть органiзацiї руху по вулично-дорожнiй мережi та мистецтво водіння автомобiля, яке полягає у тому, щоб по можливостi мати менше зупинок, а отже — холостого ходу, розгону та гальмування. В результатi можна зекономити до 20% палива. Слiд зазначити, що при сповiльненнi (гальмуваннi двигуном) вмiст альдегiдiв у вiдпрацьованих газах пiдвищуеться у 10 разiв. Таким чином, з позицiї зменшення забруднення повiтря необхiдно прагнути вести автомобiль так, щоб вiн бiльшу частину часу рухався з постiйним навантаженням.

Однак об’єктивна складнiсть вирiшення проблеми — збільшення вмiсту у вiдпрацьованих газах оксидiв азоту пiд час роботи двигуна з навантаженням. У цi перiоди об’єм даних сполук зростає у 30—35 разiв у порiвняннi з режимом холостого ходу.

Похожие работы

Екологічний вплив міського транспорту на навколишнє середовище

Скачать

34177

1

1

... рівень функціонування — неодмінні умови життя сучасного міста і його населення. Однак настільки ж очевидно, що саме діяльність міського транспорту, в тому числі пасажирського, може бути визнана одним з основних факторів негативного впливу на стан середовища існування в містах, особливо великих. Необхідна комплексна оцінка функціонування міських транспортних систем, їхньої екологічної чистоти, ...