Нормирование 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
Страницы: 1, 2
|
