Забруднення атмосферного повітря

і=1

 

Мі –кількість використаного  пального і-того пального виду , у тоннах (т)

Для кожного типу автомобілю характерний вид палива :

- автомобілі легкової вантажності використовують дизельне пальне і на 1 км шляху необхідно 0,015 тонн пального;

- автомобілі cередньої вантажності використовують дизельне пальне і на 1 км шляху необхідно 0,025 тонн пального;

- автомобілі важкої вантажності використовують дизельне пальне і на 1 км шляху необхідно 0,04 тонн пального;

- автобус використовує дизельне пальне і на 1 км шляху необхідно 0,031 тонн пального;

- легковий автомобіль використовує бензин і на 1 км шляху необхідно 0,01 тонн.

Нбі – норматив збору за тонну і-того виду пального , у гривнях( грн/т):

- для дизельного пального норматив збору дорівнює 3 грн/т ;

- для бензину норматив збору дорівнює 4 грн/т ;

Кнас- коригувальний коефіцієнт , який враховує чисельність населеного пункту:

Кнас= 1,8.

Кф- коригувальний коефіцієнт , який враховує народногосподарське значення населеного пункту :

Кф =1,25 [23 , 72 , 73 ].

Визначення Пвп за певні проміжки часу :

1. 8⁰⁰ - 9⁰⁰

Так як , автомобілі легкової вантажності, автомобілі cередньої вантажності, автомобілі важкої вантажності, автобус використовують однаковий вид палива , тому розрахунок об’єднуємо.

Пвп = 31,6 х 3 х 1,8 х 1,25 =213,3 грн ;

Легкові автомобілі використовують бензин , тому

Пвп = 11,1 x 4 x 1,8 x 1,25 =99,9 грн ;

2) 13⁰⁰ -14⁰⁰

Для автомобілів легкової ,середньої , важкої вантажності

Пвп = 32,3 x 3 x 1,8 x 1,25 = 218 грн ;

Для легкових автомобілів

Пвп = 9,45 x 4 x 1,8 x 1,25 = 85,05 грн .

3) 18⁰⁰ - 19⁰⁰

Для автомобілів легкової ,середньої , важкої вантажності

Пвп = 32 x 3 x 1,8 x 1,25 = 216 грн ;

Для легкових автомобілів

Пвп = 12 x 4 x 1,8 x 1,25 = 108 грн .

Визначення Пвп за добу :

Для автомобілів легкової ,середньої , важкої вантажності – 6912 автомобілів за добу

Пвп = 767,2 x 3 x 1,8 x 1,25 = 5178,6 грн ;

Для легкових автомобілів – 26040 автомобілів за добу

Пвп = 260,4 x 4 x 1,8 x 1,25 = 2343,6 грн .

Визначення Пвп за місяць :

Для автомобілів легкової ,середньої , важкої вантажності –207360 автомобілів за місяць

Пвп = 23017 x 3 x 1,8 x 1,25 = 155364,75 грн ;

Для легкових автомобілів – 781200 автомобілів за місяць

Пвп = 781200 x 4 x 1,8 x 1,25 = 7030800 грн .

Таким чином, ми можемо зробити розрахунки за квартал та на цілий рік.

Отже, застосовуючи біологічними методами визначення якості повітряного середовища констатуємо: забруднення атмосферного повітря на досліджуваній території класифікується як “ сильно забруднене ”.

Інтенсивність руху відзначена, як найбільша о 18 годині. Роблячи оцінку ступення забрудненості атмосферного повітря відпрацьованими газами на ділянці магістральної вулиці, було вираховано, що середньодобовий показник концентрації СО дорівнює 92,6 мг/м³. Виходячи із цього показника ми можемо зробити висновок ,що наш показник перевищує норму в 4,63 раза, при середньому показнику 20 мг/м³.

Економічні збитки при  розрахованій інтенсивності руху автотранспортом  складають для автомобілів легкової ,середньої, важкої вантажності – 5178,6 грн; і для легкових автомобілів дорівнює 2343,6 грн.

 

Розділ 5. Шляхи подолання негативного впливу автотранспорту на повітряне середовище

 

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.

 

5.2. Методи пiдвищення  ефективностi роботи автомобiльних двигунів

 

Необхiднiсть захисту  довкiлля вiд забруднення вiдпрацьованими газами i вимоги паливної економiчностi поставили перед конструкторами транспортних засобiв проблему пошуку прогресивних рiшень щодо конструкцiї i принципу роботи автомобiльних двигунiв. Одним з подiбних напрямкiв є розробка перспективних двигунiв для майбутнього автомобiльного транспорту [71].

В якостi альтернативи карбюраторному двигуну, з’явились дизель, роторний двигун, газова турбiна, парова поршнева машина, парова турбiна, двигун “зовнiшнього” згорання (Стирлінга), iнерцiйний двигун i деякi iншi.

Дизельний двигун. Вважається, що в боротьбi за зменшення забруднення повiтряного басейну дизельнi двигуни можуть зiграти iстотну роль. Дизель, так само як i карбюраторний двигун, вiдноситься до класу двигунiв внутрiшнього згоряння, але вiдрiзняється вiд нього значно вищими ступенями стиснення, що забезпечує самозаймання палива. Зважаючи на це, вiдпадає потреба в системах електричного запалення; замiсть карбюратора використовуються паливнi форсунки, завдяки яким пiд великим тиском здiйснюється впорскування палива у цилiндри.

Роторний двигун, як i карбюраторний, працює на бензинi, але має принципово іншу конструкцiю основного силового агрегату. У двигунi даного типу вiдсутнi цилiндри i шатунно-кривошипна група. Замiсть поршнiв, що виконують зворотно - поступальний рух, двигун має ротор.

Не вдаючись у деталi конструкцiйних i технiко - економiчних характеристик цього двигуна (менша маса, компактнiсть, висока обертовiсть, велика питома потужнсть, простота виробництва, відсутнiсть вiбрацiй, здатнiсть працювати на паливi з низьким октановим числом тощо), відзначимо, що вiн дає дещо менш токсичний викид у результатi меншого змiсту оксидiв азоту.

Давно запатентований нiмецьким  механiком Ванкелем роторний двигун протягом багатьох рокiв допрацьовувався  у Нiмеччинi, де у 1964 роцi було розпочато його невелике серiйне виробництво. Японськi промисловцi, якi придбали лiцензiю на двигун Ванкеля, витратили деякий час на його вдосконалення i в серединi 60-х рокiв створили працездатну конструкцiю. В 1967 роцi фiрма “Тойо Когiо” почала серiйний випуск автомобiлiв “Мацуда” з роторним двигуном i до 1980 року випустила мiльйон таких автомобiлв. 3 1970 року автомобiлi з роторними двигунами почали випускатися фiрмою “Сiтроєн” у Францiї. Концерн “Дженерал моторс”, який перекупив лiцензiю у Японiї, також проводив роботи над удосконаленням двигуна Ванкеля, проте дещо пiзнiше американцi вiдмовилися вiд продовження робiт.

У зв’язку з енергетичною кризою, виробництво автомобiлiв з роторними двигунами не одержало великого розвитку, за винятком вищезгадано японської фірми, яка вклала в дослiдження i органiзацiю виробництва цих двигунiв великi капiтали i яка продовжує їх випуск, одночасно вдосконалюючи конструкцію [71].

Подальше поширення роторного двигуна стримує його головний недолiк - менша економiчнiсть в порiвняннi з традицiйним поршневим.

Газотурбiнний двигун. Протягом останнiх рокiв проводяться дослiдження та експериментальне конструювання  газотурбiнних двигунiв для автомобiлiв. Газовi турбiни, як вiдомо, широко застосовуються у повiтряному транспортi. Вони характеризуються малою масою, рекордною питомою потужнiстю, компактнiстю, малою кiлькiстю рухомих частин, плавнiстю роботи та iншими якостями.