Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей

Содержание.

 

Содержание……………………………………………………………………………2

 

Введение........................................................................................................................3

 

1. Влияние автомобильного транспорта на человека и окружающую среду...............................................................................................................................4

1.1. Основные загрязняющие вещества от выхлопов газа автомобильного транспорта......................................................................................................................4

1.2 Шум и вибрации......................................................................................................7

1.3 Выделение тепла…………………………………………………………………10

1.4 Электромагнитные излучения…………………………………………………..10

1.5 Загрязнение окружающей  среды при изготовлении и утилизации  шин…….11

1.6 Загрязнение окружающей  среды при изготовлении горючих  веществ……...14

2.Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей………………………………………………………………………….16

2.1 Совершенствование ДВС.....................................................................................17

2.2 Применение альтернативных топлив..................................................................22

2.3 Автомобили с комбинированной (гибридной) энергетической установкой (КЭУ)............................................................................................................................28

2.4 Совершенствование электромобиля....................................................................31

 

Заключение…………………………………………………………………………..35

 

Список литературы.....................................................................................................37

 

 

Введение.

На современном этапе  развития экономики автомобильный  транспорт в большинстве развитых стран играет важнейшую роль в  обеспечении экономического роста  и социального развития государства. В то же время развитие автомобильного транспорта сталкивается с проблемами, требующими комплексного решения на государственном уровне. Так, экологические  проблемы, связанные с использованием транспортных средств, актуальны для  всех стран мира.

Целью данной работы является изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и определение  основных направлений по повышению  его экологической безопасности.

Начало второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие автомобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал развития общества, способствовал удовлетворению социальных потребностей населения, а с другой – обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического равновесия на уровне биосферных процессов. К концу века возникла и повсеместно проявила себя, накрепко обосновавшись, новая угроза жизненно важным интересам личности, общества, государства – реальная экологическая опасность для жизнедеятельности, связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации.

 

 

 

• Загрязнение воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта;

• Шум, вибрация;
• Выделение тепла (рассеяние энергии);
• Электромагнитное излучение;
• Загрязнение окружающей среды при изготовлении и утилизации шин и покрышек;
• Загрязнение окружающей среды при изготовлении горючих веществ.

 

Рассмотрим основные направления  по повышению экологичности автомобильного транспорта.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством  автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

Изучение негативных последствий  развития автотранспортного комплекса  позволяет определить два пути воздействия  автомобильного транспорта на природную  среду с учетом его недостаточно высокого уровня эколого-технологического совершенства. Во-первых, автотранспорт потребляет значительное количество природных материалов и сырья и, прежде всего, невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть, а во-вторых – загрязняет окружающую среду. В данной работе рассмотрим наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду:

 

 

1. Влияние автомобильного транспорта на человека и окружающую среду.

 

1.1. Основные загрязняющие вещества  от выхлопов газа автомобильного  транспорта.

Вследствие, загрязнения  среды обитания вредными веществами, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению образования вредных веществ в процессе эксплуатации.

1. Влияние автомобильного транспорта на человека и окружающую среду.

1.1. Основные загрязняющие вещества  от выхлопов газа автомобильного  транспорта.

Вследствие, загрязнения  среды обитания вредными веществами, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению образования вредных веществ в процессе эксплуатации.

Принцип работы автомобильных  двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем – в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды C_mH_n, окиси азота (NO и NO₂) обычно обозначаемыеNO_X.

Кроме перечисленных веществ, вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

 

 

Таблица 1.

Содержание основных токсичных  веществ в отработавших газах  бензиновых двигателей

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	до 10,0
Углеводороды, %	до 3,0
Окиси азота %	до 0,5
Альдегиды %	0,03
Сажа г/м3	до 0,04
Бензапирен мкг / м	до 20
Двуокись серы %	0,008

 

Основным токсичным компонентом  отработавших газов, выделяющихся при  работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при  неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.

Основным источником токсичных  веществ, выделяющихся при работе дизельных  двигателей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно  меньшее количество углеводородов  по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы.

Примерное содержание токсичных  компонентов в отработавших газах дизеля приведено в таблице 2.

 

 

Таблица 2.

Содержание токсичных  компонентов в отработавших газах дизеля

Токсичные вещества	Содержание
Окись углерода %	0,2
Углеводороды, %	0,01
Окиси азота %	0,25
Альдегиды %	0,002
Сажа г/м3	0,01 - 1,1
Бензапирен мкг / м	до 10
Двуокись серы %	0,03

 

Загрязнение воздуха автомобильным  транспортом происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов.

В европейских странах  приняты строгие нормы токсичности  выхлопа автомобилей. Нормы для  развитых европейских стран приведены  в таблице 3.

 

 

 

 

 

Таблица 3

Нормы токсичности выхлопа  автомобилей для развитых европейских  стран.

Наименования стандартов	Год введения	Содержание в выхлопе, г/квт*ч
		NOx	CO	Cх Hу	Твердые частицы
Евро – 0	1988	14,4	11,2	2,5
Евро – 1	1993	8,0	4,5	1,1	0,36
Евро – 2	1996	7,0	4,0	1,1	0,15
Евро – 3	1999	5,0	2,0	0,6	0,10
Евро – 4	2005	3,5	1,5	-	0,02
Евро – 5	2008	2,0	1,5	-	0,02

1.2. Шум и вибрация.

Наиболее сильно влияет на психологическое состояние человека шумовое

воздействие. Шум – всякие нежелательные, неприятные звуковые колебания,

беспорядочно изменяющиеся во времени. Звуковые колебания – акустические

колебания, лежащие в диапазоне  частот от 16Гц до 22кГц.

Различают четыре вида воздействия  шума:

1.  раздражающее воздействие (шумовые всплески, переменное акустическое

воздействие в сочетании  с шумом постоянного уровня и  громкие звуки);

2.  снижение самообладания (предъявление жалоб и претензий к объектам и

субъектам повышенных шумовых  воздействий);

3.  воздействие шума на характер принимаемых решений, что важно, например,

для водителя при быстрой  смене обстановки в городских  условиях движения;

4.   воздействие шума на внимание в процессе длительной работы с учетом

наличия корреляции уровня шума с вероятностью совершения ДТП.

 

Установлено, что интенсивность  шума  (в дБА) составляет от:

Легкового автомобиля – 70-80

Автобуса                       -  80-85

Грузового автомобиля – 80-90

Мотоцикла                   - 90-95

Автомобильные средства по интенсивности шума различаются  довольно резко. К самым шумным относятся грузовые автомобили с дизельным двигателем (90-95дБА), к самым «тихим» – легковые автомобили высоких классов (65-70 дБА). Источником шума на автомобиле являются двигатель, коробка передач, ведущий

мост, вентилятор, выхлопная  труба, всасывающий трубопровод, шины. При скорости движения до 70-80 км/ч под нагрузкой основным источником шума на автомобиле оказывается двигатель. За пределами указанных скоростей главный шум производят шины. Когда нагрузка сбрасывается, наиболее интенсивный шум вызывается также шинами.

Таким образом, транспортные средства являются источниками прежде всего внешних шумов, беспокоящих всех людей, находящихся в пределах их (шумов) досягаемости. Уже много лет осуществляется нормирование транспортных шумов. Выработаны международные нормы, определяющие уровни шума, производимые автомобильными транспортными средствами. Максимально допустимые уровни шума составляют: для легковых автомобилей – 80дБА, автобусов и грузовых автомобилей в зависимости от массы и вместимости соответственно от 81 до 85 и от 81 до 88 дБА. В условиях акустического дискомфорта по уровню автотранспортного шума проживает не менее 12,5 млн. городских жителей РФ.

Другим источником транспортного  дискомфорта (для водителя и пассажиров) являются колебания и вибрации, возникающие в процессе движения автомобиля. Они рассматриваются в рамках группового свойства - плавности хода. При движении автомобиля возникают колебания, обусловленные неуравновешенными силовыми воздействиями в узлах и агрегатах автомобиля, а также внешним переменным воздействием от неровностей дорожного покрытия. Эти колебания передаются на кузов автомобиля и через дорожное покрытие и грунт – на элементы придорожного пространства.