Влияние низкотемпературных условий эксплуатации на экологичность автомобилей

• Автор: Богайчук, Ярослав Эдуардович
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 172 с. : ил.

1.1.1. Классификация загрязняющих веществ, выбрасываемых с отработавшими газами

1.1.2. Факторы, влияющие на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей
1.1.2.1. Влияние температуры окружающего воздуха на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей.
1.1.2.2. Влияние режимов работы двигателя на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах
автомобилей

1.1.3. Показатели, характеризующие токсичность отработавших

1.1.4. Нормирование токсичности отработавших газов автомобилей

1.1.5. Анализ методов измерения содержания загрязняющих веществ

в отработавших газах

1.1.5.1. Метод непосредственного измерения

1.1.5.2. Метод анализа общего объема смеси газов за ездовой цикл

1.1.5.3. Метод частичного отбора проб за цикл ездки с разбавлением их инертным газом
1.1.5.4. Метод анализа разбавленных воздухом проб.
1.1.5.5. Метод анализа индивидуальных проб газа.
1.1.5.6. Экспрессметод газового анализа по ГОСТ 3
1.2. Анализ методов оценки суровости низкотемпературных условий
эксплуатации.
1.3. Существующие подходы к оценке приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов
1.4. Анализ существующего механизма взимания платы за выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей.
1.5. Выводы и задачи исследования.
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Общая методика исследований
2.2. Обоснование выбора предмета исследования.
2.2.1. Марки и модели автомобилей.
2.2.2. Загрязняющие вещества
2.3. Построение математических моделей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на объемное содержание СО и СпНт в отработавших газах
2.4. Разработка метода расчета массового содержания загрязняющих веществ и суммарной токсичности отработавших газов
2.5. Построение математической модели влияния низкотемпературных условий эксплуатации на суммарную токсичность отработавших газов.
2.6. Разработка оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов
2.6.1. Установление рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации
2.6.2. Разработка показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов.
2.6.3. Разработка метода установления рациональных диапазонов приспособленности к низкотемпературным условиям по суммарной токсичности отработавших газов.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Методика экспериментальных исследований
3.2. Методология проведения экспериментальных исследований
3.2.1. Выбор метода.
3.2.2. Погрешность метода.
3.3. Проведение экспериментальных исследований
3.3.1. Приборы и оборудование, использованные при проведении
измерений.
3.3.1 Л. Газоанализатор.
3.3.1.2. Барометр.
3.3.1.3. Термометр
3.3.1.4. Тахометр.
3.3.2. Методика проведения измерений
3.4. Обработка результатов экспериментальных исследований.
3.4.1. Выявление грубых погрешностей измерений
3.4.2. Проверка согласия опытного распределения экспериментальных данных с теоретическим.
3.4.3. Оценка погрешностей измерений
3.4.4. Результаты корреляционнорегрессионного анализа экспериментальных данных.
3.4.4.1. Результаты корреляционнорегрессионного анализа экспериментальных данных по объемному содержанию загрязняющих веществ в отработавших газах
автомобилей
3.4.4.2. Результаты корреляционнорегрессионного анализа данных по суммарной токсичности отработавших газов автомобилей.
3.5. Реализация разработанной оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов
3.5.1. Определение численных значений показателя приспособленности
3.5.2. Установление рациональных диапазонов приспособленности
3.5.3. Оценка качества классификации автомобилей по значению параметра приспособленности к низкотемпературным
условиям эксплуатации
ГЛАВА 4. ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1. Разработка Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
4.1.1. Оценка суровости зимнего периода заданного пункта эксплуатации
4.1.2. Оценка приспособленности автомобилей находящихся в эксплуатации к низкотемпературным условиям по токсичности отработавших газов
4.1.3. Дифференцированное корректирование платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу
4.2. Выбор автомобиля, основанный на экологических и экономических показателях эксплуатации
4.3. Экологический и экономический эффект от внедрения результатов исследований
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4х тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 0 кг оксида углерода, около кг оксидов азота и почти 0 кг различных углеводородов, а основное влияние на количество загрязняющих веществ оказывают конструктивные, эксплуатационные, и природноклиматические факторы. Жидкое моторное топливо, используемое для двигателей внутреннего сгорания, в свом составе содержит углерод, водород, и в малых количествах кислород, азот, серу, поэтому при идеальном сгорании топлива с воздухом в продуктах сгорания должны быть лишь азот, углекислый газ, вода. Однако реальный состав отработавших газов намного сложнее. Отработавшие газы это гетерогенная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей как газообразных, так и в виде жидких и тврдых частиц, поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную систему. В свом составе отработавшие газы содержат около 0 веществ, большая часть, из которых токсична. ПАУ являющиеся канцерогенными веществами. Примерный состав отработавших газов представлен в табл. Таблица 1. Это такие вещества как оксид углерода и углеводороды и оксиды азота. Проблеме уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов в настоящее время уделяется большое значение. Данная проблема рассмотрена в работах 7, , , , , , , , , , , ,, ,. В работе , с. В работе , с. Вид применяемого топлива. При составлении рассмотренной классификации не учитывалось, что одни и те же факторы, являющиеся характеристиками автомобиля, могут принимать различные значения в зависимости от эксплуатационных условий. Прежде всего, это относится к токсической характеристике двигателя, которая значительно меняется в зависимости от технического состояния и регулировок его систем и механизмов. Большое влияние на токсичность бензинового двигателя оказывают регулировки систем питания и зажигания, дизеля системы топливоподачи , с. Приведенная выше классификация представлена в виде блоксхемы на рис. Рис. Приведенные факторы условий эксплуатации оказывают существенное воздействие на содержание загрязняющих веществ в отработавших газов автомобилей, однако в данной работе рассматривается только влияние низкотемпературных условий эксплуатации на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей при разных режимах работы двигателя. Одним из основных факторов природноклиматических условий эксплуатации является температура окружающего воздуха 8, 9. Действия природноклиматических факторов условий эксплуатации в экстремальных условиях вызывают увеличение расхода топлива на 8 . В работе автор считает, что наиболее благоприятными условиями для приготовления горючей смеси полного испарения топлива и перемешивания его с воздухом являются температуры воздуха на входе в двигатель . С и топлива в карбюраторе . С, кроме того температура стенок впускного трубопровода должна быть 0 . С, а температура горючей смеси на . С меньше температуры стенок. В этом случае при температуре в системе охлаждения . С и частичных открытиях дросселя . При полном открытии дросселя температура горючей смеси может быть снижена на . С. Это обеспечивает лучшее наполнение цилиндров и увеличивает мощность двигателя , с Однако, в работе не указывается, за счет чего температура может быть снижена, чтобы добиться описанного эффекта. В работе отмечается, что увеличение температуры воздуха перед карбюратором с до С вызывает уменьшение коэффициента избытка воздуха на 8 . Такое значительное обогащение горючей смеси увеличивает расход топлива на 4 . Однако подогрев воздуха перед карбюратором оказывает положительное влияние на качество смесеобразования, поэтому его влияние в целом на показатели работы двигателя неоднозначно. Повышение температуры воздуха уменьшает возможность выпадения топлива в пленку и улучшает испарение топлива в потоке горючей смеси. Наибольшее уменьшение топливной пленки наблюдается при температуре . С , с. Как показали исследования, проведенные ранее температура окружающего воздуха оказывает определяющее влияние на температуру воздуха входящего в двигатель температуру воздуха перед карбюратором, температуру воздуха на впуске.