бесплатно рефераты скачать
  RSS    

Меню

Быстрый поиск

бесплатно рефераты скачать

бесплатно рефераты скачатьНормирование шума автомобиля

Нормирование шума автомобиля

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Организация перевозок, управление и безопасность на транспорте»

Контрольная работа.

По предмету: «Основы транспортной экологии»

Руководитель

____________ /Шадрин Н.В./

Выполнил студент

___________ /

ЗФ спец. 2401

Уч. шифр

Красноярск 2001 г.

Вопросы контрольной работы.

1. Причины повышенного содержания токсичных веществ в отработавших

газах автомобиля.

2. Нейтрализация токсичности отработавших газов автомобиля.

3. Нормирование шума автомобилей.

1. ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ

АВТОМОБИЛЕЙ.

Повышенный, выброс токсичных веществ на единицу транспортной работы или

перевозку одного пассажира связан с нарушением оптимальных характеристик

автомобилей и несовершенством системы управления транспортным процессом.

Поэтому удельная величина выброса токсичных веществ при одних и тех же

условиях эксплуатации изменяется в широких пределах.

Основными причинами повышенного содержания токсичных веществ в ОГ

эксплуатирующихся автомобилей являются: нарушение состава горючей смеси на

основных эксплуатационных режимах; ухудшение процесса воспламенения горючей

смеси

Нарушение состава горючей смеси связано с изменением стабильности

регулировочных характеристик двигателя и его систем. Выбросы СОх в ОГ

достигают максимального значения при а=1.1 и уменьшаются при увеличении и

уменьшении указанной величины. Выброс NOx уменьшается, с увеличением

запаздывания зажигания и достигает максимума при наиболее богатой горючей

смеси. При а=0,9 NOx снижается почти на 35—45% при запаздывании угла

опережения на 18—20°, однако при этом удельный расход топлива возрастает до

12%. Содержание СН в ОГ снижают также путем уменьшения угла опережения

зажигания

Методы воздействия на состав ОГ автомобильных двигателей,

предусматривают: улучшение качества протекания процесса и полноты сгорания

топлива в цилиндрах двигателя; изменение состава ОГ в выпускной системе

двигателя; применение указанных методов одновременно.

Уменьшение содержания токсичных веществ в ОГ путем оптимизации процесса

сгорания является наиболее перспективным методом, так как продукты

неполного сгорания СО и СН легче нейтрализуются на стадии их образования,

чем в выпускной системе с применением пока еще ненадежно работающих и

дорогостоящих нейтрализаторов.

Загрязнение атмосферы городов зависит непосредственно от интенсивности

автомобильного движения, организации дорожного движения, степени мастерства

вождения, технического состояния транспортных средств и планово-

предупредительной системы ТО и ТР автомобилей, а также применения

антитоксичных устройств.

Анализ транспортного процесса показывает, что при работе двигателя на

холостом ходу степень концентрации СО превышает в 2,1, а на режимах

принудительного холостого хода в 1,6—1,9 раза установившиеся режимы.

Вследствие этого в центральной части города степень концентрации в

атмосфере СО в 3—4 раза больше, чем на скоростных автомобильных

магистралях, что приводит к увеличению выброса NOx в 1,45 раза. При

равномерном движении автомобилей СН снижается в 1,7—1,85 раза по сравнению

с неустановившимися режимами движения автомобилей.

Неправильное управление водителем приводит к увеличению токсичных выбросов

СО и СН на 25—30% и N0x на 10—15%.

Применение антитоксичных устройств и обедненной регулировки карбюратора

позволяет уменьшить выброс токсичных веществ на единицу пути (г/км), в том

числе СО в 2,1, СН в 1,5 и NОх в2,6 раза (табл. 1).

Проблема разработки индустриальных методов и прогрессивной технологии в

области технической эксплуатации автомобильного транспорта предусматривает

решение широкого круга научно-технических и организационно-технологических

вопросов, включающих: повышение профессионального уровня водительскoгo и

технического персонала, ИТР; разработку прогрессивных

Таблица 1

Удельный выброс токсичных веществ автомобилем малого класса с карбюраторным

двигателем.

| |Выброс токсичных веществ, г/км |

|Конструктивные особенности |CO |CH |NOx |

|автомобиля | | | |

| | | | |

|автомобиль: без устройств |25,7 |1,9 |2 |

|снижения токсичности ОГ | | | |

|с комплектом антитоксичных |12 |1,02 |0,75 |

|устройств | | | |

|предельно допустимая норма с |16,75 |1,17 |0,85 |

|1.1.1978г. | | | |

технологических методов контроля и регулировки автомобилей, со здание

необходимой для этих целей контрольно-измерительной аппаратуры,

оборудования и приборов; организацию постов контроля токсичности ОГ;

нормирование контроля токсичности ОГ

Токсичность ОГ автомобилей оценивают по ездовым циклам, характеризующим

движение автомобилей в реальных условиях эксплуатации. Однако реализация их

в условиях АТП в ближайшие годы затрудняется из-за отсутствия необходимого

оборудования и приборов, высокой трудоемкости и большой продолжительности

проведения испытаний. Кроме того, испытания даже подготовленного автомобиля

отличаются нестабильностью (до 40% и выше) результатов определения массы

токсичных веществ в ОГ. Поэтому при проведении контрольных испытаний

автомобиль особенно тщательно подготавливают к работе и правильному

выполнению операций ездового цикла.

Основные показатели ездового цикла, влияющие на стабильность выброса

токсичных веществ, имеют погрешность измерения, %:

Автомобиль ........ . . . 18

Водитель . ... . . . 12

Окружающие условия . ... . . 8

Топливо . . ... .. . . . . . . 5

Динамометр .............. .... . . ...... 3

Газоаналитическое оборудование .... 2

Для автомобилей, находящихся в эксплуатации, нестабильность результатов

определения токсичных веществ достигает ещё больших величин и в отдельных

случаях отличается в 1,5—2 раза,

Получение однозначных результатов требует строгого соблюдения методики

проведения испытаний и высокой точности измерения выброса токсичных веществ

в ОГ. Точность измерения объёмного содержания токсичных веществ в ОГ

является наиболее ответственным моментом при оценке токсичности ОГ.

Погрешность измерения СО на величину 0,1—0,2% по объему приводит к ошибке

15—20% при определении массы указанного компонента, выбрасываемого за

ездовой цикл. Поэтому аппаратура для проведения газового анализа должна

обладать высокой точностью быстротой и непрерывностью проведения газового

анализа,

Принимая во внимание перечисленные особенности ездовых циклов, последние

применяются в настоящее время при испытаниях в научных исследованиях и на

заводах автомобильной промышленности.

Упрощенный метод оценки токсичности ОГ автомобилей, находящихся в

эксплуатации, для АТП основан на получении эквивалентных результатов при

испытании автомобиля по ездовому циклу и на отдельных наиболее характерных

эксплуатационных режимах его работы.

Для решения проблемы рациональной организации движения, в том числе

безостановочного движения автомобилей, предусматривают строительство

пешеходных переходов и туннелей.

Таблица 2

Влияние режима дорожного движения на выброс токсичных веществ автомобилем

среднего класса с карбюраторным двигателем

| |Выброс |токсичных веществ |

|Режим дорожного движения | |г/км |

| | | |

| | | | |

| |СО |СН |N0x |

|безостановочное на |18,2 |1,37 |1,09 |

|перегоне | | | |

|движение на перегоне при | | | |

|наличии | | | |

|средств регулирования | | | |

|(светофор) | | | |

| |19,6 |1,50 |1,07 |

|одного перекрестка |21,5 |1,55 |1,06 |

|двух перекрестков |24,2 |1,62 |1,05 |

Наличие средств регулирования на перегоне длиной 1 км неизбежно

увеличивает выброс токсичных веществ с ОГ (табл. 2)

Выброс токсичных веществ автомобиля в различных условиях эксплуатации

изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля. В городских

условиях эксплуатации при невысоких скоростях движения выброс СО в 1,46—2,2

и СН в 2,1—2,8 раза выше по сравнению со свободным движением. При повышении

скоростей эта разница заметно уменьшается (рис. 1).

При увеличении скорости движения грузового автомобиля (средней

грузоподъемности с карбюраторным двигателем) с 20 до 60 км/ч количество

токсичных веществ уменьшается: СО с 83 до 27 г/км, а СН с 10 до 5,8 г/км.

[pic]

Рис.1. Зависимость выброса токсичных веществ от скорости

движения автомобиля ЗИЛ-130.

?P - разрежение во впускном трубопроводе; qCO— выброс СО, г/кг; qNOx —

выброс N0x. г/кг;

qCH-выброс СН, г/км

2. НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ.

Для автомобилей с бензиновыми двигателями характерна низкая концентрация

свободного кислорода в ОГ при работе с коэффициентом избытка воздуха а

[pic]1. Именно режимы с а < 1 дают основную долю массовых выбросов

продуктов неполного сгорания топлива в испытательном цикле.

Для эффективной нейтрализации СО и CnHm значение суммарного коэффициента

избытка воздуха в нейтрализаторе аS =(Gв+Gвдоп)/14.9Gт должно бьпь не менее

чем 1,05, что достигается подачей в систему выпуска перед нейтрализатором

дополнительного воздуха (gbв доп) Одним из наиболее распространенных типов

устройств, обеспечивающих подачу дополнительного воздуха, является

нагнетатель ротационного типа с приводом от коленчатого вала. В автомобиле

ГАЗ-24 с карбюратором, выполненным с предельными отклонениями в сторону

обогащения смеси, производительность нагнетателя, равная 60 м3/ч,

обеспечивает условия для очистки ОГ по окиси углерода на 90—95%, по

углеводородам на 70—85%. Система нейтрализации ОГ (СНОГ) в составе

каталитического палладиевого нейтрализатора и ротационного нагнетателя

обеспечивает выполнение самых жестких норм на выбросы окиси углерода и

углеводородов

На двигателях, имеющих настроенную систему выпуска с индивидуальными

выпускными патрубками на каждый цилиндр, можно применять бескомпрессорную

подачу дополнительного воздуха с помощью малоинерционных обратных клапанов

(пульсаров) Пульсары (рис. 3), устанавливаемые на выпускном трубопроводе

двигателя, срабатывают от импульсов разрежения, возникающих в пульсирующем

потоке ОГ двигателя за выпускными клапанами. Лепестковый клапан пульсара

открывается в момент разрежения в потоке ОГ и пропускает в коллектор

воздух, а при прохождении волны повышенного давления запирается. Следует

отметить, что производительность пульсаров мало зависит от противодавления

в системе выпуска, что немаловажно при установке нейтрализаторов

последовательно со стандартным глушителем шума выпуска. Установка пульсаров

практически не влияет на топливно-скоростные характеристики автомобиля.

[pic]

Рис. 3 Схема пульсара.

1 — перфорированная пластина, 2 — эластичная мембрана, 3—упор обтекатель

Нейтрализаторы бензиновых двигателей работают в диапазоне температур

ОГ от 120°С на холостом ходу, до 600 °С на форсированных режимах. Каждый

процент повышения объемных концентрации СО или СnHm в ОГ повышает

температуру реакции на катализаторе примерно на 100°С. Верхний диапазон

температур в реакторе при мощностном обогащении смеси может достигать 800

900 °С, а при возникновении неисправностей в системе питания и зажигания —

1000 1100°С. Это аварийный режим, который может привести к спеканию

катализатора, прогару реактора и корпуса нейтрализатора.

Для прекращения подачи дополнительного воздуха в реактор на аварийных по

температуре режимах, а также на принудительном холостом ходу во избежание

возникновения «хлопков» в нейтрализаторе применяется система контроля и

автоматического управления. Она включает в себя датчик температуры

(термопару), установленный в реакторе, электронный блок управления,

трехходовой электромагнитный клапан и клапан отсечки воздуха. Электронный

блок подает управляющий сигнал на трехходовой клапан при достижении

определенного порога температур (около 850 °С). Клапан срабатывает также

от максимального разрежения во впускном трубопроводе двигателя при его

работе на принудительном холостом ходу. В обоих случаях он, воздействуя на

клапан отсечки воздуха, предотвращает подачу воздуха в нейтрализатор. Такая

система применяется с любым типом воздухоподающих устройств — нагнетателем,

эжектором или пульсарами.

Электронный блок управляет сигнальной лампочкой на щитке приборов

водителя - в кабине автомобиля. В диапазоне температур 300—850 °С лампочка

не горит — нейтрализатор работает нормально При температуре ниже 300 °С

лампочка загорается, а при температуре выше 850 °С горит прерывисто В

первом случае –она сигнализирует о том, что нейтрализатор не выходит на

активный режим из-за отсутствия подачи воздуха или потери активности

катализатора, во втором — о возникновении неисправностей в двигателе. В

любом случае необходимо прекратить эксплуатацию СНОГ до выяснения и

устранения неисправностей.

Токсичность отработавших газов и способы её снижения у современных

автомобилей.

Экологические требования к автомобилю и его двигателю являются в

настоящее время приоритетными. Экологическая чистота выхлопа закладывается

в конструкцию двигателя и автомобиля в целом еще при проектировании. Далее

в эксплуатации характеристики токсичности должны оставаться стабильными.

Регулировка токсичности у двигателей современных автомобилей в большинстве

случаев или не требуется или сильно ограничена. В то же время у двигателей

автомобилей прошлых лет выпуска, особенно с карбюраторами, токсичность

выхлопа напрямую связана с техническим состоянием системы питания и

зажигания и их регулировкой. Поэтому в настоящее время ремонт двигателя,

какой бы сложный он ни был, не может считаться квалифицированным и

качественным, если токсичность выхлопа двигателя после ремонта превышает

установленные допустимые пределы.

Основная доля вредных веществ, содержащихся в отработавших газах

двигателей и загрязняющих окружающую среду, состоит из окиси углерода СО,

окислов азота NOx, углеводородов CnHm (или просто СН). а также углерода С

(сажи) у дизелей. Из перечисленных веществ СО, СН и С являются продуктами

неполного сгорания топлива. Количество NOx в выхлопных газах связано, в

основном, с высокой температурой сгорания. Окислы азота образуются в

двигателе при взаимодействии кислорода и азота, содержащихся в воздухе. Чем

выше температура сгорания, тем больше образуется NOx. На температуру

сгорания влияют конструктивные факторы (например, степень сжатия) и режим

работы двигателя (состав смеси, нагрузка). У бензинового двигателя

наибольшее влияние на образование вредных веществ оказывает состав смеси.

При а = 1.0-1.10 концентрация NOx в выхлопных газах максимальна, а выбросы

СО и СН близки к минимальным (рис.4).

[pic]

Рис. 4. Состав отработавших газов бензинового двигателя в зависимости от

состава топливовоздушной смеси:

а — без нейтрализатора б — с трехкомпонентным нейтрализатором

Уменьшение количества и изменение качественного состава вредных веществ,

выбрасываемых в окружающую среду с отработавшими газами, достигается целым

комплексом мероприятий. Среди них следует отметить ряд конструктивных

разработок - специальные конструкции камер сгорания для работы на бедных

смесях, в том числе с различными типами форкамер, рециркуляция отработавших

газов, т.е. подача их части на вход в двигатель, системы регулирования фаз

газораспределения, уменьшающие перекрытие клапанов на пониженных режимах и

т.д. Однако даже при использовании в конструкции двигателей всех самых

передовых решений удовлетворить нормам токсичности, установленным,

например, в США, Японии и странах Европы, не удается. Вследствие этого

современные автомобили с бензиновыми двигателями снабжаются каталитическими

нейтрализаторами.

Нейтрализатор состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель

представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде

шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов,

например, платины, палладия, родия. При температуре поверхности

катализатора свыше 250-300°С содержащиеся в отработавших газах окислы

углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах

снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более

высокой температуре (400°C). Окисление СО и СН происходит в присутствии

свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в

результате сгорания:

2СО + О2 -> 2С02

СmНn + (m + n/4)O2 -> mCO2 + (n/2)Н2О

Страницы: 1, 2


Новости

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

  бесплатно рефераты скачать              бесплатно рефераты скачать

Новости

бесплатно рефераты скачать

© 2010.