Автомобиля. Экологичность автомобиля неразрывно связана с его топлив­ной экономичностью

Экологичность автомобиля неразрывно связана с его топлив­ной экономичностью. Чем меньше автомобиль расходует топлива при выполнении транспортной работы, тем незначительнее вы­брос отработавших газов и токсичных веществ, а также вред, на­носимый окружающей среде. В связи с этим многие факторы, вли­яющие на топливную экономичность автомобиля, сказываются и на его экологичности.

Рассмотрим влияние конструктивных и эксплуатационных фак­торов на экологичность автомобиля.

Тип двигателя. По токсичности отработавших газов наиболее экологичными являются двигатели, работающие на сжатых и сжи­женных газах. В отработавших газах этих двигателей содержится меньше в среднем в 4,5 раза оксида углерода, в 1,6 раза — оксидов азота и в 1,3 раза — углеводородов по сравнению с бензиновыми двигателями.

Дизели по токсичности также экологичнее бензиновых двига­телей. В их отработавших газах содержится меньше оксида углерода в 30 раз, оксидов азота — в 1,3 раза и углеводородов — в 10 раз, однако в 6 раз больше сажи.

По уровню создаваемого шума газовые и бензиновые двигате­ли более экологичны, чем дизели.

Техническое состояние двигателя. Полностью технически ис­правный двигатель расходует меньше топлива и, следовательно, меньше загрязняет окружающую среду. Так, например, поддер­жание дизеля в технически исправном состоянии позволяет сни­зить общий выброс ядовитых веществ в среднем на 35 % и значи­тельно уменьшить его дымление.

Ухудшение технического состояния двигателя и систем его об­служивания (питания, зажигания и др.) приводит к снижению экологичности автомобиля. Например, при нарушении регулировки работы карбюратора на холостом ходу выброс оксида углерода увеличивается в 2 — 3 раза, углеводородов — в 2 — 2,5 раза и альде­гидов — в 1,5 раза.

Вентиляция картера двигателя. Ядовитые вещества, выбрасы­ваемые автомобилями в окружающую среду, — это отработавшие газы (65 %), картерные газы (20 %), состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, и пары топлива (15 %). В связи с этим сис­тема вентиляции картера двигателя и ее тип существенно влияют на экологичность автомобиля.

Автомобили с закрытой (замкнутой) системой вентиляции картера двигателя более экологичны, чем с открытой. При ис­пользовании открытой системы вентиляции картерные газы вы­брасываются непосредственно в окружающий воздух, тогда как в случае применения закрытой системы картерные газы за счет ва­куума во впускном трубопроводе двигателя принудительно направ­ляются в цилиндры двигателя на догорание. В результате предот­вращается попадание картерных газов в салоны кузовов легковых автомобилей и автобусов, кабины грузовых автомобилей и умень­шается выброс ядовитых веществ в окружающую среду, в том числе углеводородов, на 25...30%. При этом содержание оксидов угле­рода и азота не увеличивается.

Топливо. Сорт топлива и присадки к нему существенно влия­ют на токсичность отработавших газов и экологичность автомо­биля.

Применение бензина с меньшим октановым числом по срав­нению с рекомендуемым заводом — изготовителем автомобиля приводит к более сильному загрязнению воздуха. При использова­нии очень ядовитых этилированных бензинов отработавшие газы содержат наибольшее количество токсичных веществ, особенно свинца и его соединений. Поэтому в настоящее время использова­ние этилированных бензинов, в состав которых входит в качестве антидетонатора ядовитый тетраэтилсвинец, запрещено. Имеются другие, менее ядовитые антидетонаторы. Например, антидетона­тор, созданный на марганцевой основе, в 50 раз менее токсичен, чем тетраэтилсвинец.

Дизельное топливо с повышенным цетановым числом (более 45) обеспечивает уменьшение выброса с отработавшими газами углеводородов и оксидов азота, а также более мягкую и бесшум­ную работу двигателя.

Газообразное топливо (метан, технический бутан, смесь про­пана с бутаном и др.) более экологично, чем бензины и дизель­ное топливо.

Нейтрализаторы. Применение нейтрализаторов в системе вы­пуска отработавших газов позволяет превращать ядовитые веще­ства в продукты, которые не оказывают вредного влияния на ок­ружающую среду. Так, например, нейтрализаторы, содержащие в качестве катализаторов оксиды меди, хрома, никеля, марганца я др., значительно снижают токсичность отработавших газов по оксидам углерода, а также углеводородам.

Режим движения. Токсичность отработавших газов во многом зависит от режима движения автомобиля. Больше всего ядовитых веществ автомобиль выбрасывает в воздух при трогании с места и торможении.

При равномерном движении, на которое в условиях города приходится около 20 % времени работы автомобиля, загрязнение окружающей среды отработавшими газами наименее значительно. Однако в этом случае в отработавших газах содержится наиболь­шее количество оксидов азота, объем которых по сравнению с режимом холостого хода возрастает в среднем в 32 раза.

При торможении автомобиля двигателем содержание альдеги­дов в отработавших газах увеличивается в 10 раз.

При разгоне, общая продолжительность которого в условиях города составляет 40 % времени движения автомобиля, токсич­ность отработавших газов возрастает, а при движении в режиме разгон — накат количество выбрасываемых ядовитых веществ при выпуске может быть меньше или больше, чем при установившем­ся движении автомобиля.

Квалификация водителя. При работе в одинаковых условиях (тип дороги, автомобиля и т.п.) у водителей разной квалификации разница в расходе топлива автомобилем составляет 20 %. Следова­тельно, более опытные и квалифицированные водители, исполь­зуя рациональные приемы вождения, добиваются снижения не только расхода топлива, но и токсичности отработавших газов, улучшая при этом экологичность автомобилей.

Контрольные вопросы

1. Что означает экологичность автомобиля?

2. Какими веществами автомобили загрязняют окружающую среду?

3. Какие двигатели (бензиновые, дизели или работающие на газооб­разном топливе) более экологичны по токсичности отработавших газов
и уровню шума?

4. Какими способами можно уменьшить токсичность отработавших
газов автомобиля?

5. С какой целью и где на автомобилях устанавливают каталитические
нейтрализаторы?

6. Каковы способы понижения уровня шума, создаваемого автомоби­лями?

7. Какие факторы оказывают влияние на экологичность автомобилей?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вахламов В. К., Литвинов А. С, Шлиппе И. С. Упражнения по теории
автомобиля. — М.: МАДИ, 1977. — 66 с.

2. Вахламов В. К. Автомобили ВАЗ-2105, -2121, -2108, -2109. Конст­рукция. Эксплуатационные свойства. Устранение неисправностей. Техни­ческое обслуживание. — М.: Машиностроение, 1996. — 272 с.

3. Вахламов В. К., Порватов И. Н. Техника транспорта. Эксплуатацион­ные свойства подвижного состава. Ч. 1. — М.: МАДИ (ГТУ), 2002. — 70 с.

4. Вахламов В. К. Подвижной состав автомобильного транспорта. — М.:
Издательский центр «Академия», 2003. — 480 с.

5. Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А. А. Автомобили: Теория и
конструкция автомобиля и двигателя. — М.: Издательский центр «Ака­демия», 2003. — 816 с.

6. Вахламов В. К. Техника автомобильного транспорта: Подвижной со­став и эксплуатационные свойства. — М.: Издательский центр «Акаде­мия», 2004. - 528 с.

7. Вахламов В. К., Порватов И. Н. Техника транспорта. Эксплуатацион­ные свойства подвижного состава. Ч. 2. — М.: МАДИ (ГТУ), 2004. — 64 с.

8. ГришкевичА.И. Автомобили: Теория. — Минск: Вышэйш. шк., 1986. —
203 с.

9. Зимелев Г. В. Теория автомобиля. — М.: Машгиз, 1959. — 312 с.

10. Иларионов В. А. Эксплуатационные свойства автомобиля. — М.: Ма­шиностроение, 1966. — 280 с.

11. Литвинов А. С, Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатацион­ных свойств. — М.: Машиностроение. 1989. — 240 с.

12. Ротенберг Р. В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. —
М.: Машиностроение, 1972. — 392 с.

13. Фалъкевич Б. С. Теория автомобиля. — М.: Машгиз, 1963. — 239 с.

14. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. — М.: Машгиз, 1950. — 343 с.

15. Щетина В.А., Лукинский B.C., Вахламов В.К. Подвижной состав
автомобильного транспорта. — М.: Транспорт, 1989. — 302 с.

16. Яковлев И. А., Диваков Н. В. Теория автомобиля. — М.: Высш. шк.,
1962.-299 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

Список обозначений.............................................................................. 4

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЯ........ 14

1.1.Общие сведения...................................................................... 14

1.2.Измерители и показатели эксплуатационных свойств
автомобиля............................................................................. 16

1.3.Эксплуатационные свойства и конструкция автомобиля..... 16

1.4.Условия эксплуатации автомобиля....................................... 17

2. ДВИГАТЕЛЬ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ............................... 19

...................................................................................................... 2.1. Скоростные характеристики двигателей......................................................... 19
2.2. Нагрузочные характеристики двигателей........................... 23
2.3. Регулировочные характеристики двигателей...................... 23

3. ТЯГОВО-СКОРОСТНЫЕ СВОЙСТВА....................................... 25

3.1. Показатели тягово-скоростных свойств............................... 25

3.2.Силы, действующие на автомобиль при движении............... 25

3.3.Мощность и момент, подводимые к ведущим колесам
автомобиля............................................................................. 26

3.4.Потери мощности в трансмиссии. КПД трансмиссии........... 29

3.5.Радиусы колес автомобиля..................................................... 31

3.6.Скорость и ускорение автомобиля....................................... 32

3.7.Реакции дороги, действующие при движении на колеса
автомобиля............................................................................. 32

3.8.Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля............ 35

3.9.Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной
коробкой передач.................................................................. 36

3.10. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля

с дорогой 37

3.11.Силы сопротивления движению и мощности,

затрачиваемые на их преодоление...................................... 39

Сила сопротивления качению............................................. 40

Коэффициент сопротивления качению............................... 41

Сила сопротивления подъему............................................. 43

Сила сопротивления дороги............................................... 44

Сила сопротивления воздуха.............................................. 45

Сила сопротивления разгону.............................................. 47

Коэффициент учета вращающихся масс............................ 47

3.12.Уравнение движения автомобиля........................................ 48

3.13.Силовой баланс автомобиля............................................... 49

3.14.Силовой баланс автомобиля при различной нагрузке...... 51

3.15.Динамические факторы автомобиля................................... 55

3.16.Динамическая характеристика автомобиля........................ 56

3.17.Динамический паспорт автомобиля.................................... 58

3.18.Динамический паспорт автопоезда...................................... 61

3.19.Мощностной баланс автомобиля......................................... 64

3.20.Степень использования мощности двигателя..................... 66

3.21.Разгон автомобиля............................................................... 67

Ускорение при разгоне....................................................... 67

Время и путь разгона.......................................................... 69

3.22.Динамические нормальные реакции на колесах
автомобиля............................................................................ 71

3.23.Динамическое преодоление подъемов................................. 72

3.24.Движение накатом................................................................ 74

3.25. Влияние различных факторов на тягово-скоростные
свойства автомобиля.............................................................. 77

4. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ........................................... 81

4.1. Измерители топливной экономичности................................. 81

4.2. Уравнение расхода топлива.................................................. 82

4.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля........ 84

4.4. Построение топливно-экономической характеристики........ 85

4.5. Топливная экономичность автопоезда.................................. 87

4.6. Нормы расхода топлива........................................................ 88

4.7. Влияние различных факторов на топливную
экономичность автомобиля................................................... 89

Дата добавления: 2015-07-10