Высокий процент автомобилей с карбюраторными двигателями, наряду с широким применением этилированного бензина на большей части территории России, обусловили загрязнение атмосферы соединениями свинца. Основным загрязнителем здесь является грузовой транспорт: на его долю приходится 54% общей массы выброса свинца.
Загрязнение атмосферы подвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему двигателя автомобиля, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.
Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т. кислорода, выбрасывая при этом с отработавшими газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Снижению токсичности и нейтрализации отработавших газов уделяется основное внимание, и в этом направлении ведется постоянный поиск эффективных технических решений.
Картерные газы вносят свою долю в загрязнение атмосферного воздуха. Их количество в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режимов работы двигателя. На холостом ходу система вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.
Испарения бензина имеют место при работе
двигателя и в нерабочем состоянии. Внутренняя полость бензобака автомобиля
всегда сообщается с атмосферой для поддержания давления внутри бака на уровне
атмосферного по мере выработки бензина, что является необходимым условием
нормальной работы всей системы питания двигателя, но в то же время создает
условия для испарения легких фракций бензина и загрязнения ими воздуха.
5.3 Меры борьбы с влиянием выхлопных газов
Первоначальная задача выхлопной системы - снижение уровня шума при выходе отработавших газов в атмосферу, обеспечение лучшего наполнения камер сгорания топливовоздушной смесью, отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля и снижение температуры выхлопных газов, достигающих при выходе из цилиндров двигателя около 900Сo.
Последнее время забившие тревогу экологи стали вводить ограничения на количество выбрасываемых вредных веществ в продуктах сгорания топлива, и к имеющимся задачам выхлопной системы добавилась еще одна - очистка выхлопных газов. Последние требования и превратили простой узел автомобиля в достаточно сложное устройство, за которым необходимо следить и брать во внимание во время эксплуатации автомобиля.
Основными составляющими выхлопной системы на сегодняшний день являются: коллектор, каталитический нейтрализатор (катализатор), лямбда-зонд (кислородный датчик), глушитель и соединительные трубы. Коллектор служит для вывода отработавших газов из цилиндров двигателя и объединения их в один поток. После открытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона пониженного давления, перемещающаяся по трубе до тех пор, пока она не ударится о препятствие, которым служит место соединения труб, и отражается в обратном направлении, в сторону следующего цилиндра. За счет длин труб достигается момент, когда зона пониженного давления оказывается у следующего выпускного клапана в момент его открытия. Такое разряжение позволяет лучшим образом наполнять цилиндр новой топливовоздушной смесью.
Сразу за коллектором располагается каталитический нейтрализатор, в задачи которого входит снижение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, образующихся в процессе сгорания топлива, которыми являются окись углерода (CO), углеводороды (CH), образованные в результате неполного сгорания топлива, оксиды азота (NO) и несгоревшие частицы сажи (в дизельных двигателях).
Катализатор представляет собой металлическую конструкцию (нержавеющая сталь) с сотовыми керамическими пластинками внутри, поверхность которых покрыта сплавом, содержащим платину, родий и палладий. Собственно эти металлы и увеличивают стоимость выхлопной системы.
Отработавшие газы из выпускного коллектора поступают в катализатор, в котором, соприкасаясь с поверхностью сот, окись углерода превращается в углекислый газ, углеводороды в воду и углекислый газ, окись азота в воду и азот. Работает катализатор при температуре выхлопных газов от 200Сo до 800Сo. Если температура будет ниже, то процессов окисления не будет, если выше, то оплавится катализаторная решетка, что приводит его в негодность. Также выводят из строя катализатор изношенные двигатели. В таких случаях масло, попадающее и несгорающее в цилиндрах, оседает на керамических поверхностях катализатора. Изношенные или несоответствующие данному двигателю свечи зажигания, которые не обеспечивают полное сгорание топлива, тоже сокращают его продолжительность службы. Кроме того, керамика - хрупкий материал и повреждение катализатора может привести к его разрушению, а повредить его не так уж и сложно, учитывая, что элементы выхлопной системы расположены под днищем автомобиля. Резкое изменение температуры в меньшую сторону (попадание в лужу) также может его погубить.
Именно за счет катализатора производителям двигателей удается соблюдать требуемые экологические нормы. Наличие этого элемента является сегодня обязательным почти во всех странах мира.
Для правильной работы катализатора необходимо чтобы в отработавших газах содержалось определенное количество кислорода, при котором поддерживается рабочая температура каталитического нейтрализатора. Анализирует это лямбда-зонд. Датчик измеряет остаточное количество кислорода в отработавших газах и при помощи компьютера регулируется количество подаваемого топлива для получения оптимальной рабочей смеси. Катализатор в паре с лямбда-зондом позволяют не только уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу, но и обеспечивают меньший расход топлива, улучшают эффективность работы двигателя.
При выходе из строя лямбда-зонда, возможны различные пропорции топлива и воздуха в топливовоздушной смеси: обогащенная либо обедненная. И та и другая уничтожают катализатор, первая - за счет большого содержания углеводородов, вторая приводит к его перегреву.
Катализатор и лямбда-зонд очень чувствительны к качеству топлива. Заливать в топливные баки автомобилей, в выхлопной системе которых находится катализатор необходимо исключительно неэтилированный бензин. Пагубно влияет на них свинец, содержащийся в бензине, накапливающийся на стенках керамического покрытия. Кроме того, для увеличения продолжительности срока службы этих элементов лучше не применять присадки к топливу и моторному маслу, если в них содержится все тот же свинец.
На дизельных двигателях очистка отработанных газов производится нерегулируемым окислительным катализатором. Уменьшение содержащихся вредных веществ в таких моторах достигается за счет системы повторного сжигания выхлопных газов. При помощи специального клапана, установленного в выхлопной системе на прогретом двигателе часть отработанных газов направляется в цилиндры двигателя, в результате чего уменьшается процент окисей азота в выбрасываемых в атмосферу газах. Каталитические нейтрализаторы кроме всего, способствуют снижению шума. Сгорание топливовоздушной смести носит взрывной характер, что сопровождается характерным звуком. Для борьбы с этим в системе выпуска отработавших газов устанавливается глушитель. В зависимости от способов работы, глушители делятся на четыре типа: резонатор, отражатель, ограничитель и поглотитель.
Резонатор, как правило, располагается сразу за каталитическим нейтрализатором, и по своей сути является предварительным глушителем. Конструктивно он представляет собой перфорированную трубу и окружающую ее камеру. Чаще всего резонаторы включают в себя несколько камер различного размера и служат для гашения низкочастотных шумов.
Ограничитель является трубой в корпусе глушителя, диаметр которой сначала значительно сужается, создавая акустическое сопротивление потоку, за которым следует полость большого объема, сглаживающая колебания. Звуковая энергия рассеивается в отверстии, нагревая газ. Чем больше сопротивление, то есть меньше отверстие, тем лучше эффективность сглаживания. Существенным минусом такого глушителя является большое сопротивление потоку.
Чаще всего замыкает выхлопную систему отражатель. В его корпусе находится большое количество стенок, играющих роль акустических зеркал. Каждое отражение звука от которых - это частичная потеря энергии, затрачиваемая на нагрев зеркал. В итоге внутри глушителя энергия звуковых волн переходит в тепловую и рассеивается в атмосферу.
Поглотитель гасит акустические волны за счет
пористого материала, расположенного в нем. Принцип тот же, что и у отражателя.
Энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую за счет трения волокон
стекловолокна, колеблющихся под действием звуковой энергии. Как правило,
сегодня производители используют все перечисленные методы для создания системы
выпуска отработавших газов.
Заключение
В первой главе дипломного проекта дана общая характеристика АТП и эксплуатируемого им подвижного состава, а также представлен анализ работы предприятия. Анализ показал, что имеет место устойчивая тенденция ухудшения ряда важнейших показателей работы. Так за последние три года объем перевозок снизился на 30%, в то время, как численность ПС уменьшилась лишь на 15%. Коэффициент выпуска ПС на линию уменьшился на 11%, а падение коэффициента технической готовности составило 9%.
Были установлены причины наличия столь нежелательной тенденции:
· существенный износ парка ПС;
· недостаточная степень механизации процессов ТО и ТР;
· устаревшее технологическое оборудование;
· несоответствие параметров системы ТО и ТР существующему состоянию транспортной техники и условиям эксплуатации;
· снижение образовательного ценза и уровня профессиональной компетенции ремонтных рабочих.
Очевидное предложение - провести технологическое перепроектирование автопредприятия. Именно такое перепроектирование выполнено во второй главе дипломного проекта. Оно включало определение периодов технического обслуживания подвижного состава, структуру и численность персонала, величину площадей производственных помещений и т.д.;
Третья глава (специальная часть) дипломного проекта посвящена прогнозированию остаточного ресурса деталей цилиндро-поршневой группы двигателя автомобиля КамАЗ. В рамках этой темы выполнено следующее:
· получен экспериментальный закон распределения ресурса детали ЦПГ с проверкой согласия между эмпирическим и теоретическим (нормальным) законами распределения по критерию χ2 Пирсона;
· построена кривая безотказной работы детали в зависимости от наработки;
· произведен расчет параметров распределения ресурсов детали по корреляционным уравнениям долговечности, являющийся важным звеном в процессе прогнозирования ресурсной долговечности в условиях ускоренных испытаний;
· построены графики верхней и нижней границ изменения структурного параметра (площади в замке компрессорного кольца) в зависимости от наработки и произведена оценка наработки до первого ресурсного диагностирования (418 тыс. км):
· произведено прогнозирование
остаточного ресурса детали ЦПГ на основе результатов диагностирования, в
результате которого установлен пробег до повторного диагностирования. Он
составляет 42,4 тыс. км.
Список использованной литературы
1. Сайт <http://www.autoussr.ru/auto.php?nom=87>
. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. - Под ред. Крамаренко Г.В. - М.: Транспорт, 1983. - 488 с.
. ОНТП-01-91. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта - М.: Гипроавтотранс, 1991. - 184 с.
. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1993. - 271 c.
. Проектирование предприятий автомобильного транспорта: Конспект лекций / В.И. Пархоменко, Павлодар, 2007. - 147 с.
. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1986. - 73 с.
. Клебанов Б.В. Проектирование производственных участков авторемонтных предприятий. - М.: Транспорт, 1983
. СНиП II-92-76 Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. - М. Стройиздат, 1977. - 32 с.
. Техническое обслуживание, ремонт и хранение автотранспортных средств: Учебник: В 3 кн. - К.: Выща шк., 1991. - Кн. 1. Теоретические основы. Технология / Канарчук В.Е., Лудченко А.А., Курнеков И.П., Луйк И.А. - 359с.
. Дмитриенко В.М. Технологические процессы технического обслуживания, ремонта и диагностирования подвижного состава автотранспортных средств: в 2 ч. - Пермь: Изд-во Пермского ГТУ, 2002. - Ч. 1. - 160 с; Ч. 2. - 102 с.
. Табель технологического оборудования и специализированного инструмента для АТП, АТО и БЦТО.- М.: ЦБНТИ, 1983. - 98 с.
. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М: Высшая школа, 2003
. Севастьянов Б.А. Курс теории вероятностей и математической статистики. - М.: Наука, 1982
. Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.
. Малкин В.С. Техническая эксплуатация автомобилей: Теоретические и практические аспекты. - М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 288 с.
. Вахлмов В.К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя. - M.: <http://www.kupit-knigu.biz/knigi/i24605m3.html>Издательство Академия, 2007 г.
. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. - Мн.: Высш. шк., 1986. - 208 с.
. Хазов Б.Ф., Дидусев Б.А. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. - М.: Машиностроение, 1986. - 242 с.
. Сидоров В.И. Техническая диагностика. - М.: Изд-во МАДИ, 1993. - 113с.
. Салов А.И. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1985. - 281 с.
. Типовые инструкции по охране труда для основных профессий и видов работ на автомобильном транспорте. - Алматы: Товарищество специалистов охраны труда Республики Казахстан, 2003. - 159 с.
. Правила пожарной безопасности в Республике Казахстан. - Алматы, 2006. - 184 с.
. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России // ЭКО. - 2005. - №9. - С. 30-45
. Петрунин В.В. Плата за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. - 2006. - №4. - С. 25-30.
.
Коробкин В.И. Экология. - М., 2006. - 465 с.