Влияние технического состояния автомобилей на загрязнение окружающей среды

Эксплуатация технически неисправных автотранспортных средств значительно увеличивает выбросы вредных веществ в окружающую среду. Причем эти выбросы растут быстрее физического износа и старения машин. В частности, для легковых автомобилей только в первые три года можно поддерживать уровень выбросов, гарантированный заводом-изготовителем.

Были проведены исследования, показывающие изменение экологической безопасности автомобиля в процессе эксплуатации, и установлена связь между величиной пробега и токсичностью отработавших газов[1] (табл. 3.9).

Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что доля оксида углерода является наибольшей (от 76 до 84 % по массе), затем идут углеводороды (от 7 до 17 % по массе) и на последнем месте оксиды азота (от 2 до 7 % по массе). Содержание оксида углерода к 30 000 км пробега возрастает до 91 %. Общее количество выбросов возрастает примерно в три раза.

У автомобилей с карбюраторным ДВС эти показатели снижаются вследствие отклонений в системе питания ДВС (на 30...40 %), в системе зажигания (на 25...30 %), в механической части ДВС (на 20...25 %), в трансмиссии и ходовой системе (на 15 %). Наибольшее влияние на выбросы токсичных веществ с ОГ оказывает техническое состояние ДВС, что приведено в табл. 3.10.

Таблица 3.9. Влияние величины пробега на токсичность отработавших газов

Пробег,

км

СО

СН

N0X

Итого

г/км

%

г/км

%

г/км

%

г/км

%

0

0,310

76

0,070

17

0,030

7

0,410

100

2500

0,600

82

0,090

12

0,040

6

0,730

100

6000

0,780

85

0,070

8

0,050

5

0,920

100

16 900

0,710

88

0,070

9

0,030

3

0,810

100

30 000

1,680

91

0,120

7

0,040

2

1,840

100

40 000

1,320

87

0,150

10

0,040

3

1,510

100

50 000

1,010

85

0,120

10

0,060

5

1,190

100

60 000

0,980

85

0,110

10

0,060

5

1,150

100

70 000

0,770

84

0,090

10

0,060

6

0,920

100

80 000

1,020

84

0,120

10

0,080

6

1,220

100

Таблица 3.10. Влияние неисправностей карбюраторного ДВС на выбросы вредных веществ в атмосферу

Вид неисправности

Увеличение выбросов, %

СО

Неправильная регулировка системы холостого хода

34...40

30...35

Увеличение уровня топлива в поплавковой камере

До 50

Негерметичность клапана экономайзера

40...55

60...70

Износ деталей ускорительного насоса

До 10

До 40

Повышение сопротивления воздушного фильтра

До 25

До 30

Раннее зажигание

12...16

15...20

Увеличение зазора между электродами свечей

До 30

У нового ДВС главная дозирующая система карбюратора выполнена таким образом, что при 50...80%-ной нагрузке а= 1,05... ...1,1 (обедненная смесь). Это обеспечивает минимальное содержание в ОГ оксида углерода СО в пределах 0,5... 1 %.

В конструкции карбюратора предусмотрен экономайзер (рис. 3.9) рабочих режимов, который обеспечивает обогащение горючей смеси при полных нагрузках ДВС или при резком открытии дроссельной заслонки (7). При работе ДВС на средних нагрузках экономайзер не включается в работу, и состав смеси соответствует указанному выше пределу оптимального обеднения (а = 1,05) с обеспечением минимального содержания СО.

Схемы экономайзеров

Рис. 3.9. Схемы экономайзеров:

а — с механическим приводом; б — с пневматическим приводом; 1 — жиклер экономайзера; 2 — главный жиклер; 3 — клапан; 4 — шток; 5 — тяга; 6 — рычаг; 7 — дроссельная заслонка; 8 — распылитель; 9 — воздушный патрубок;

10 — пружина; 11, 14 — каналы; 12 — цилиндр; 13 — поршенек

При изменениях в главной дозирующей системе карбюратора в процессе эксплуатации с увеличением проходных сечений и при повышении уровня топлива в поплавковой камере выше нормы происходит обогащение горючей смеси до а = 1,8. Вследствие этого явления содержание СО достигает 4 % при работе на частичных нагрузках и 6 % при работе на максимальной мощности ДВС для среднего скоростного режима (1899 мин'1). При максимальной мощности токсичность ОГ в результате сокращения времени на сгорание топлива повышается с содержанием СО до 8 %.

При разгерметизации клапана экономайзера на режимах малых и средних нагрузок выброс СО возрастает в 1,5...2 раза. При этом в реальных условиях эксплуатации указанный дефект экономайзера увеличивает выброс СО на 1 км пути на 40...55 % и СхНу на 60...70 %, как это указано в табл. 3.10. Вследствие износа раннее включение клапана экономайзера существенно обогащает горючую смесь на режимах малых и средних нагрузок, что увеличивает выброс СО на 35...60 % и С„,НЛ на 40...50 %.

Как указано в табл. 3.10, увеличение зазора между электродами свечей зажигания приводит лишь к повышению выбросов CmH„. Вместе с тем при уменьшении зазора картина иная. В этом случае при зазорах в свече 1,2; 0,8; 0,6 мм содержание СО соответственно составляет 0,3; 1,5; 3,0 %, а содержание С„;Н„ увеличивается от 0,05 до 1,1 %.

При отклонении от нормы величины зазора в контактах прерывателя ухудшается искрообразование в свечах, что приводит к неполному сгоранию смеси, в результате чего количество СтНи в выбросах увеличивается в 2...3 раза.

Из-за изменения величины зазора в приводе клапанов происходит нарушение фаз газораспределения, и выбросы С„,НЛ могут возрасти на 60 %.

Повышение аэродинамического сопротивления воздушного фильтра вследствие его засорения в процессе эксплуатации ДВС вызывает обогащение рабочей смеси и увеличивает выброс СО и СтН/;. Так, если сопротивление фильтра возрастет в 2 раза, выброс СО увеличится с 42 до 54 г/км и СОТН„ — с 6,5 до 8,1 г/км пути для автомобиля средней грузоподъемности при скорости движения 40 км/ч.

Обобщая изложенное выше, можно констатировать, что при увеличении пробега с начала эксплуатации машин с карбюраторными ДВС возрастание содержания токсичных веществ в ОТ обусловливается следующими основными причинами:

  • • изменением технического состояния карбюратора (засорение или износ главного и вспомогательного жиклеров, нарушение уровня топлива в поплавковой камере, изменение регулировки карбюратора);
  • • неисправностью в системе зажигания, вызывающей изменение его установки и ослабление мощности искры (подгорание контактов прерывателя и электродов свечей, нарушение изоляции проводов, замыкание обмоток катушки высокого напряжения);
  • • износом клапанов и втулок в газораспределительном механизме;
  • • износом цилиндропоршневой группы и отложением нагара в цилиндрах ДВС.

К неисправностям дизельных ДВС, вызывающим повышенное содержание токсичных веществ в ОГ, относятся:

  • • засорение сопловых отверстий форсунок, заедание иглы форсунки;
  • • неравномерный износ прецизионных пар;
  • • негерметичность топливоподающей аппаратуры и неправильная ее регулировка;
  • • ухудшение подвижности поршневых колец в канавках поршней из-за сильного осмоления и потери упругости от износа по толщине;
  • • поздний впрыск топлива;
  • • увеличение аэродинамического сопротивления воздушного фильтра при всасывании воздуха (возрастание сопротивления фильтра в 2 раза приводит к увеличению дымности в 2...3 раза).

Но и при эксплуатации нового двигателя и нового автомобиля можно расходовать неоправданно большое количество топлива. Существуют определенные правила, как избежать большого расхода топлива на исправном автомобиле[2].

  • 1. На расход топлива влияет вес автомобиля. Известно, что каждые 500 кг веса машины потребляют примерно 700 л бензина в год (при норме пробега 20 тыс. км в год). Это значит, что если ваш автомобиль весит 1000 кг, вы сожжете за год около 1400 л топлива; если он весит 1500 кг — 2100 л и т. д.
  • 2. Регулярное обслуживание автомобиля позволит сократить расход топлива — исправный, но не отрегулированный автомобиль расходует топлива на 10 % больше (будь то газ или бензин).
  • 3. Поддержание оптимального давления в колесах. Более 2/з автомобилистов ездят на колесах с заниженным давлением, в то время как известно, что снижение давления с 2,0 до 1,5 кг/см2 ведет к увеличению расхода топлива примерно на 3 %. Измерять величину давления в колесах следует в холодном их состоянии. Даже после небольшого пробега давление в колесах повышается.
  • 4. Обеспечение правильной регулировки колес («развал—схождение»).
  • 5. Дополнительное потребление топлива связано с лишним грузом. Каждые 50 кг груза вызывают перерасход топлива примерно на 2 %.
  • 6. Включение кондиционера увеличивает расход топлива примерно на 10 %.
  • 7. Открытые стекла при скорости автомобиля свыше 50 км/ч также приводят к повышенному расходу топлива. Величина перерасхода зависит от того, насколько эти стекла приоткрыты и какова скорость автомобиля.
  • 8. Каждое торможение предполагает последующий разгон, что, в свою очередь, вызывает большой расход топлива. Если вы видите, что через две-три машины впереди зажглись сигнальные огни торможения — уберите ногу с педали акселератора.
  • 9. Для удержания автомобиля на склоне следует использовать ручной тормоз, а не педали сцепления и акселератора.
  • 10. Лучше ехать медленно и плавно, чем резко трогаться и тормозить. Особенно часто эта ошибка заметна у водителей в «пробках», где они придерживаются принципа: «главное, никого не пропустить вперед себя».
  • 11. Правильный выбор передачи. На повышенной передаче, если вы полностью утопите педаль газа, нормального разгона не получится, кроме того, это приведет к перерасходу топлива. Как только разогнались, сразу же выключайте повышенную передачу.
  • 12. Высокие скорости для автомобилей 80-х годов приведут к перерасходу топлива — расход топлива при ПО км/ч на 25 % больше, чем при 90 км/ч.
  • 13. При остановке нужно глушить двигатель.
  • 14. Резкое нажатие на педаль газа — чем резче вы нажимаете на педаль газа, тем больше будет расход топлива.
  • 15. Любое снижение мощности двигателя тут же приводит к большему расходу топлива.

Контрольные вопросы

  • 1. Дайте определение понятия «жизненный цикл автомобиля» и приведите характеристики его этапов.
  • 2. Дайте характеристику видов загрязнения окружающей среды автотранспортным комплексом.
  • 3. Дайте характеристику негативного воздействия на окружающую среду производственных участков автотранспортных предприятий.
  • 4. Дайте характеристику показателей шумового воздействия автомобилей на окружающую среду и человека.
  • 5. В чем выражается влияние шумового воздействия автомобилей на окружающую среду?
  • 6. Объясните причины возникновения повышенного шума зубчатых зацеплений в коробках передач и в ходовых системах машин.
  • 7. Объясните причины возникновения инфразвука на машинах и дайте характеристику его действия на организм человека.
  • 8. Перечислите основные вредные компоненты в отработавших газах ДВС и дайте оценку их действия на организм человека.
  • 9. Объясните причины возникновения вредных компонентов в отработавших газах бензиновых и дизельных ДВС.
  • 10. Дайте характеристику пыли по дисперсности и оцените ее негативное воздействие на человека и механизмы машины.
  • 11. В чем проявляется негативное влияние тепловых выбросов ДВС машин на окружающую среду?
  • 12. В чем проявляется негативное воздействие ходовых систем машин на почву в сельском хозяйстве?
  • 13. В чем проявляется негативное воздействие ходовых систем машин на почву в лесном хозяйстве?
  • 14. Объясните причины ухудшения экологических показателей неисправных автотранспортных средств с бензиновыми и дизельными ДВС.

  • [1] Коротков М. В., Ямолов Ю. И. Оценка влияния пробега на экологическую безопасность автомобиля ВАЗ 21102 // Вестник ОГУ. — № 1. —2003. - С. 70-73.
  • [2] http://gbo.ua
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >