Расчет расхода топлива, стоимостной оценки ГСМ, токсичности отработавших газов автомобиля ЛАЗ-А141

Общая трудоемкость работ  на планируемый период эксплуатации (месяц, квартал, год и т.д.) будет  составлять

  (3.5)

где Qпл- расход топлива на планируемый период эксплуатации ,л;

Qн- суточный расход топлива одного автомобиля, л;

,  ,   -нормативная трудоемкость ЩО, ТО принимают положения с Положения про обслуживания транспортных машин, чел.-ч

Последние время на территории Украины эксплуатируются автомобили государств СНД, которые имеют два  технически обслуживания-ТО-1 и ТО-2, а также марки автомобилей  дальнего зарубежья, которые имеют  одно обслуживание, что устанавливается  по сервисной книжке.

Расходы на профилактическое обслуживание и ремонт можно определить по формуле:

(3.6)

где  - расход топлива за год, л

- суточная норма расхода топлива,  л

- нормы расхода относительно  на одно ежедневное обслуживание  ТО-1, ТО-2, ПР, грн.

-величина кратности нормативного  расхода топлива до ТО-2, как  до нормативного расхода топлива  до ТО-1; 

- расход топлива на 1000 км пробега,  л 

- коэффициент, учитывающий корректные  условия эксплуатации .

Величина кратности нормативного расхода топлива до ТО-2, как до нормативного расхода топлива до ТО-1

 

4. РАСЧЕТ ТОКСИЧНОСТИ  АВТОМОБИЛЯ

4.1 Определение  количества выбросов вредных  веществ для груженного и порожнего автомобиля в зависимости от скорости движения по методике проф. Говорущенко Н.Я.

Выброс вредных веществ  с отработавшими газами в г/км определяется по формуле:

 (4.1)

где MХ – молекулярная масса вредного вещества, г/моль;

 – плотность топлива, кг/м3,(  =0,84 кг/м3)

А2, В2, С2 – постоянные коэффициенты, зависящие от типа установленного на автомобиле двигателя и вида вредного вещества;

Ni – процент использования мощности, %;

Q – расход топлива,  л/100 км;

 – коэффициент избытка воздуха.

Значения молекулярной массы  вредных веществ МХ, А2, В2 и С2 для различных видов вредных веществ приведены в таблице 3.

Коэффициент избытка воздуха  определяется по формуле:

, (4.2)

где а1 и b1 – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа установленного на автомобиле двигателя (для автомобилей с дизельным двигателем a1 = 5, b1 = -0,035).

 

Таблица 3 – Значения молекулярной массы МХ и коэффициентов А2, В2, С2 для различных видов вредных веществ

Тип двигателя	Вид вещества	Значения коэффициентов
		MХ	A2	B2	C2
Дизельный	СО	28	0,05	-0,0015	0,000014
	NOx	30	0,02	0,0023	-0,000004
	CnHm	86	0,017	-0,00031	0,00000247

Расчеты расхода топлива Q и процента использования мощности Ni приведены в пункте 1.2.

Подставив численные значения, получим следующие результаты расчетов

г/км

Данные расчетов выброса  вредных веществ СО, CnHm и NOx приведем в виде таблицы (табл. 3).

Таблица 4 – Расчет выброса вредных веществ СО, CnHm и NOx для разной скорости движения при различной нагрузке.

Va		10	20	30	40	50	60	70	80	90
αmin		4,32	4,30	4,24	4,11	3,91	3,61	3,18	2,62	1,89
αcp		4,12	4,10	4,03	3,91	3,71	3,40	2,98	2,41	1,69
αmax		3,92	3,89	3,83	3,71	3,50	3,20	2,78	2,21	1,49
CO	Q'min	10,11	5,01	3,26	2,29	1,61	1,08	0,77	0,86	1,40
	Q'cp	9,21	4,54	2,91	2,01	1,39	0,96	0,79	1,02	1,59
	Q'max	8,09	3,98	2,53	1,74	1,21	0,90	0,88	1,22	1,76
NOx	Q'min	25,94	13,48	9,93	8,85	8,97	9,77	10,81	11,44	10,62
	Q'cp	35,08	18,08	13,03	11,20	10,83	11,20	11,78	11,83	10,32
	Q'max	44,48	22,78	16,16	13,53	12,61	12,51	12,58	12,04	9,82
CnHm	Q'min	14,11	7,08	4,77	3,60	2,85	2,28	1,82	1,52	1,41
	Q'cp	14,40	7,20	4,80	3,57	2,78	2,20	1,78	1,53	1,43
	Q'max	14,28	7,12	4,72	3,48	2,69	2,13	1,75	1,55	1,44

На базе полученных результатов  строим графики зависимостей:

1.  Количество выбросов СО от скорости движения автомобиля при различной загрузке;

2.  Количество выбросов NOx от скорости движения автомобиля при различной загрузке;

3.  Количество выбросов CnHm от скорости движения автомобиля при различной загрузке;

4.2 Определение  экологического ущерба в гривнах  от перевозок груза

Экологический ущерб Иэ определяется отдельно для автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями по формуле

(4.3)

где n – количество режимов  работы двигателя;

Vi – удельный ущерб, грн./ч на i-м режиме работы двигателя;

Ti – продолжительность работы двигателя на i-м режиме.

Удельный ущерб

 (4.4)

где   – размерная константа для перехода бальной системы в денежную,  .

d – безразмерная константа,  зависящая от географического  положения местности (для умеренной  зоны d = 1,0);

G – показатель относительной  опасности загрязнения (для городов  со средней застройкой G = 4);

М – приведенный часовой  выброс загрязнителей (ОГ) у, кг/ч;

R – коэффициент разбавления  выбросов, м 2/с.

Часовой выброс загрязнителей

 (4.5)

где n – количество загрязнителей;

i – индекс загрязнителя;

Ai – показатель относительной агрессивности;

mi - масса часового выброса загрязнителя, кг/ч.

Относительная агрессивность  токсичных веществ (Ai):

Загрязнитель	Удельный выброс двигателя (gi), г/кВтч
оксид углерода	1,0
оксиды азота  в пересчете на NOx	18,0
пары СН предельных, в пересчете на С	2,5
бензопирен	1,5. 10 5
соединения свинца	-
сажа	16

Масса часового выброса загрязнителей

 (4.6)

где gi – удельный выброс токсичного компонента, г/кВтч;

Nдв – мощность, снимаемая с двигателя на данном режиме, кВт.

Значения удельных выбросов принять в соответствии с таблицей 5.

 

Таблица 5 – Значения удельных выбросов загрязнителей для дизельного двигателя.

Загрязнитель	Удельный выброс двигателя (gi), г/кВтч
Оксид углерода	7,6
Оксид азота	10,6
Углеводороды	4,3
Бензапирен	0,000002
Соединения свинца	¾
Сажа	1,5

Мощность, снимаемая с  двигателя на данном режиме, определяется из уравнения мощностного баланса

(4.7)

где   – КПД трансмиссии,  ;

 – суммарный коэффициент сопротивления  дороги,

Ga – вес автомобиля, кН;

Va – скорость автомобиля, м/с;

kF – фактор обтекаемости, Нс2/м2.

Коэффициент разбавления  выбросов определяется по зависимости

 (4.8)

где U – среднегодовое  значение модуля скорости ветра на уровне флюгера (10 м), принять U = 2,5 м/с;

f – безразмерная константа,  учитывающая тепловое состояние  выбросов, f = 2,0;

h – геометрическая высота  устья выброса над средним  уровнем загрязненной территории, для транспорта h = 1м.

Рассчитаем расстояние перевозок

;(4.10)

 км;

где zе – количество ездок;

b - коэффициент использования  пробега;

tсм – продолжительность работы автомобиля смену, ч (tсм=8 ч).

 км;

,(4.11)

где t1 и t2 – время движения с грузом и без груза за рассматриваемый  период, ч;

ze – количество ездок;

S – расстояние перевозок,  км;

Va – скорость движения автомобиля, км/ч.

(4.12)

 м2/с.

Рассмотрим расчет для  груженого автомобиля:

 кВт

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

Часовой выброс загрязнителей  при 100% загрузке равен:

кг/ч;

 грн./ч.

Рассмотрим расчет для  порожнего автомобиля:

 кВт

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 кг/ч;

 грн./ч.

 

ВЫВОДЫ

В результате выполнения курсовой работы для заданного автомобиля ЛАЗ-А141 были рассчитаны расход топлива  и токсичность по методике проф. Говорущенко Н.Я., для которых  были выбраны следующие скоростные режимы: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 км/ч.

На основании этих расчетов, получены графические зависимости, которые дают общую оценку. Из графика (прил. А) видно, что расход топлива  снижается при движении автомобиля от 40 до 80 км/ч, а затем начинает расти, поэтому можно сказать, что на промежутке скоростей 60 … 70 км/ч расход топлива будет минимален. Видим  также, что расход топлива возрастает с увеличением веса перевозимого груза.

Произведя расчет таких вредных  веществ, как CO, NOх, CH, видим, что кривые разнообразны и для каждого компонента они свои. Для CO минимальный выброс при скорости движения 30 … 90 км/ч; для NOх эта кривая сначала убывает, а затем возрастает, приемлемая скорость 20 … 70 км/ч; для CH кривая также убывает, а потом возрастает, минимальный выброс СН при скорости 40…80 км/ч то есть с увеличением скорости уменьшается выброс этого вредного вещества.

Глядя на стоимостную оценку, можно сказать, что 84,44 % занимают затраты  на топливо, 13,27 % - затраты на масло, 1,45 % - затраты на трансмиссионное  масло и 0,84 % занимают затраты на пластическое масло.

В заключении, если производить  правильную эксплуатацию автомобиля ЛАЗ-А141, можно достичь следующих результатов:

– уменьшение расхода топлива;

– наименьшие выбросы вредных  веществ при отлаженной работе двигателя;

– приносить наименьший экологический  ущерб окружающей среде.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Техническое обслуживание транспортных средств» для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 7.100401/ А.В. Бажинов, Л.С. Власенко, В.И. Белов – Харьков.

2.  Н.Я. Говорущенко, А. К. Туренко. Системотехника транспорта. – Харьков, РИО ХГАДТУ, 1999. – 468 стр.

3.  НИИАТ. Краткий автомобильный справочник.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

 

Приложение Б

 

Приложение В

 

Приложение Г

 

Приложение Д

 

Приложение Е