Способы обеспечения экологической безопасности автотранспортных

средств

1.

Проблемы

обеспечения

экологической

безопасности

автотранспорта

Негативные последствия функционирования транспорта обусловливают

необходимость

усиления

работы

по

охране

окружающей

среды

и

природопользованию как со стороны государства, так и общественности в

аспекте

широкомасштабной

политики

экологической

безопасности.

Под

экологической

безопасностью

принято

понимать

процесс

обеспечения

защищенности жизненно важных интересов не только отдельного человека, но

и всего общества в целом от угроз, создаваемых антропогенным или

естественным воздействием на окружающую среду. Ключевыми проблемами

обеспечения экологической безопасности на транспорте являются защита от

загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов, земельных ресурсов и

недр,

защита

от

транспортного

шума,

предупреждение

экологических

последствий

чрезвычайных

ситуаций

и

катастроф,

снижение

ущерба

природным ресурсам, в первую очередь биологическим, сохранение качества

природной

среды,

обеспечивающее

процессы

саморегулирования

и

самоочищения от вредных для нее веществ.

Выбросы ВВ по видам автотранспорта в крупных городах (10 млн.

населения).

2. Меры по предотвращению вредного воздействия транспорта на ОС

Политика экологической безопасности реализуется путем проведения

комплекса природоохранных мер, направленных на повышение экологических

характеристик подвижного состава и инфраструктуры транспорта. Эти меры по

направлениям

деятельности

подразделяются

на

четыре

группы:

организационно-правовые,

архитектурно-планировочные,

конструкторско-

технические, эксплуатационные.

Организационно-правовые

мероприятия

включают

формирование

нового

эколого-правового

мировоззрения,

эффективную

реализацию

государственной

экологической

политики,

создание

современного

экологического законодательства и нормативно-правовой базы экологической

безопасности,

а

также

меры

государственного,

административного

и

общественного контроля за выполнением функций по охране природы. Они

направлены на разработку и исполнение механизмов экологической политики,

природоохранного законодательства на транспорте, экологических стандартов,

норм, нормативов и требований к транспортной технике, топливно-смазочным

материалам, оборудованию, состоянию транспортных коммуникаций и других.

Архитектурно-планировочные

мероприятия

обеспечивают

совершенствование

планирования

всех

функциональных

зон

города

(промышленной, селитебной - предназначенной для жилья, транспортной,

санитарно-защитной, зоны отдыха и др.) с учетом инфраструктуры транспорта и

дорожного

движения,

разработку

решений

по

рациональному

землепользованию

и

застройке

территорий,

сохранению

природных

ландшафтов, озеленению и благоустройству.

Конструкторско-технические

мероприятия

позволяют

внедрить

современные инженерные, санитарно-технические и технологические средства

защиты окружающей среды от вредных воздействий на предприятиях и

объектах транспорта, технические новшества в конструкции подвижного

состава.

Эксплуатационные

мероприятия

осуществляются

в

процессе

эксплуатации транспортных средств и направлены на поддержание их

состояния на уровне заданных экологических нормативов за счет технического

контроля и высококачественного обслуживания.

Перечисленные группы мероприятий реализуются независимо друг от

друга и позволяют достичь определенных результатов. Но комплексное их

применение обеспечит максимальный эффект.

МЕРЫ

ПО

ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ

ОТРИЦАТЕЛЬНОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА НА ОС



совершенствование структуры парков подвижного состава;



преимущественное

развитие

в

городах

малотоксичных

видов

транспорта (метро, скоростной трамвай, городские железные дороги

облегченного типа) и применение экологически чистых видов

топлив;



расширение использования городского автобусного сообщения;



совершенствование транспортной планировки городов;



организация дорожного движения;



улучшение ТО и Р;



контроль технического состояния транспортных средств;



ввод системы сертификации.

3. Методы снижения токсичности отработавших газовавтотранспорт

токсичность

Различают два основных метода снижения уровня токсичности вредных

выбросов.

Первичный метод - основан на снижении содержания в остаточных газах

СО, СН, NOx внутри рабочего цилиндра, т.е. за счет оптимизации рабочего

процесса. Сюда входит и использование альтернативных топлив и организация

рабочего процесса, регулировки, применение различных добавок к топливам и

т.д.

Вторичный метод - направлен на удаление вредных примесей уже на

выходе

из

цилиндра

двигателя,

каталитическое

обезвреживание

ОГ,

включающее фильтрацию от сажи и аэрозолей на пористых материалах с

периодической термической регенерацией фильтра, каталитическое дожигание

газообразных продуктов неполного сгорания на медно-хромовых, палладиевых

и др. катализаторах, селективное каталитическое восстановление окиси азота

аммиаком, улавливание SO

2

в режиме конденсации при охлаждении газов ниже

точки росы и многое другое.

Конечно, целесообразно использовать эти два метода совместно, чтобы

повысить эффективность очистки. Мероприятия по сокращению вредных

примесей в ОГ основываются на использовании в конструкции и системе

управления

карбюраторных

двигателей

известных

зависимостей

между

составом рабочей смеси и вредных компонентов в ОГ. Оптимальным по

большинству показателей (СО, Be, СН, NOx и Ре) является является)

стехиометрическое сгорание (а=1). При а=1 значительно сокращается в ОГ

содержание СО и СН при незначительном ухудшении экономичности и

мощности. Недостатком является возрастание содержания NO*. Мероприятия

по улучшению экологических показателей карбюраторных двигателей сводятся

к следующему:

Обеспечение их работы в зоне стехиометрического состава рабочей смеси

в комбинации с различными мерам ко сохранению состава NOx в ОГ

(катализаторы).

Конструктивные изменения двигателей, обеспечивающих работу при

сверхбедных смесях.

Различные

конструктивные

изменения,

связанные

с

исключением

испарения топлива, выбросов картерных газов и т.д. Существенное улучшение

экологических характеристик двигателей основывается на их конструктивном

совершенствовании, оборудовании средствами контроля управления составом

ОГ, управлении впрыском топлива. Замкнутая система вентиляции картера

начала применяться с 1963 г. на всех моделях легковых автомобилей. Контроль

выхлопных

газов

как

элемент

конструкции

автомобиля

получил

распространение с 1966г. и включал основные способы.

Подача с помощью специального насоса дополнительного воздуха в

выхлопной коллектор с целью дожигания вредных примесей. Этот способ

сокращает содержание СО и СН в остаточных газах. Конструктивные

изменения двигателя улучшают процесс сгорания: изменение КС и поршня,

автомата подогрева всасываемого воздуха при холодном двигателе, снижение

степени сжатия (г), применение свечей со сдвоенным электродом и др.

Регулирование продолжительности зажигания, влияющей на температуру в КС.

Понижение температуры сокращает содержание NOx в выхлопных газах.

Сокращение испаряемости топлива из бака конструктивно решается путем

отбора паров бензина из бака и направления их через обратный клапан и фильтр

в карбюратор.

Улучшение контроля по NOx сводится в основном к рециркуляции ОГ.

При этом часть ОГ после их охлаждения в змеевике направляется во

всасывающий коллектор, в котором смешивается с рабочей смесью. Это

снижает температуру в камере сгорания и количество NOx в выхлопных газах.

Особенностью этой системы является применение простейшего бортового

компьютера, который получает сигналы о скорости автомобиля и температуре

охлаждения жидкости.

При учёте трех основных токсичных компонентов, содержащихся в

выхлопных газах дизелей, их доля к суммарной токсичности.

№ Мероприятия по

снижению токсичности

ОГ

Окиси

углерода,

%

Углеводороды,

%

Окислы

азота, %

Мощность

двигателя,

%

Расход

топлива,

%

1

2

3

4

5

6

7

1.

Применение

диагностических

комплексов

нор.

нор.

нор.

нор.

-10…30

2.

Работа на экономичных

скоростях и режимах

(профессиональное

мастерство)

нор.

нор.

нор.

нор.

-15…20

3.

Уменьшение угла

опережения зажигания

нор.

-15...25

-20…60

-

нор.

(впрыска) топлива.

4.

Рециркуляция

отработавших газов (до

15…20 %)

нор.

нор.

-35…40

нор.

нор.

5.

Автоматическое

отключение привода

вентилятора

нор.

нор.

нор.

нор.

-10…20

6.

Индивидуальная

регулировка системы

холостого хода

карбюратора

-30

-30

нор.

нор.

нор.

7.

Повышение частоты

вращения коленчатого

вала на режиме

холостого хода

-10

-10

нор.

нор.

+5…10

8.

Обеднение главной

дозирующей системы

карбюратора (α=1.05…

1.15)

-40

-15

-30

-8…10

-5…10

9.

Прогрев воздуха перед

карбюратором

нор.

умен.

+

нор.

нор.

10

Подогрев горючей смеси

-40

-40

+40

нор.

нор.

11

Увеличение зазора

между электродами

свечей зажигания

нор.

-30

нор.

нор.

нор.

12

Установка оптимальных

углов опережения

зажигания

нор.

-30

-20

нор.

нор.

13

Применение

электронной системы

зажигания

нор.

нор.

нор.

нор.

умен.

14

Замкнутая система

вентиляции картера

нор.

-30

нор.

нор.

5…6

15

Применение

нейтрализаторов-

катализаторов тройного

действия.

-90

-90

-76

-7…8

5…6

16

Впрыск воды (водяного

пара) до 8…10 % или

применение

воднотопливных

эмульсий

-30…33

+200

-20…50

нор.

нор.

17

Форкамерно-факельное

зажигание или

расслоение заряда.

-30

-15

-30

нор.

нор.

18

Конструкция камеры

сгорания (Fкс/Vкс)

нор.

-35...50

-10…15

нор.

нор.

19

Применение регулятора

разрежение (ЭПХХ) или

выключение подачи

топлива на ПХХ

нор.

-30...40

нор.

нор.

-3…5

20

Впрыск бензина

-10

-10

нор.

нор.

нор.

21

Совершенствование

системы уплотнения

«стержень - клапан -

направляющая втулка»

-15

-32..40

-7

нор.

нор.

22

Применение

Уменьшение сажи до 90 %

антидымных присадок

23

Использование

газообразных

углеводородных топлив

-100

-50

нор.

нор.

нор.

24

Применение водорода

отс.

отс.

+30

-20

-20…30

25

Применение наддува

-20

-30

+60

+30

+20

26

Теплоизоляция стенок

камеры сгорания

-60

-50

+40

-30

-10

27

Применение четырех и

более клапанов на один

цилиндр

-60

-20

-20

+15

-10

28

Повышение степени

сжатия с 9.5 до 12

нор.

-25

+100

+25

-15

29

Много искровые

зажигания или установка

более одной свечи

зажигания

нор.

-20

-25

нор.

нор.

30

Изменение

гидродинамического

состояния горючей

смеси

-9

нор.

нор.

-5

+9

31

Дожигание ОГ путем

нагнетания воздуха во

впускной тракт

-50

-50

нор.

нор.

нор.

32

Применение в дизелях

двухфазного

смесеобразования

(газодизели)

-150

-180

-350

+9

нор.

33

Отключение цилиндров

-15…25

-30...40

+5…15

-10…15

-10…20

34

Применение

антидетонатора - этил-

трет-бутилового эфира

или применение

неэтилированного

бензина

Уменьшается содержание свинца и его соединений