4559

УДК 656.13.07

Кораблев, Р. А. Обеспечение экологической безопасности и ресурсосбережения транспортных процессов [Текст] : методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 190600.68 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов / Р. А. Кораблев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» – Воронеж, 2014. – 47 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 2 от 25 сентября 2014 г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1", док. техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев.

4

ВВЕДЕНИЕ

Под экологической безопасностью понимается такое воздействие автотранспортного комплекса (АТК) и его подсистем на окружающую среду (ОС), население и персонал, которое находится в пределах официально установленных нормативных показателей.

Совершенствование технической эксплуатации автомобилей является одним из основных направлений, обеспечивающих снижение величины вредных выбросов и повышение экологической безопасности АТК. Её вклад в решение данной задачи оценивается в 25...30% и состоит, во-первых, в обеспечении и поддержании технического состояния автомобилей и их агрегатов, которое в основном определяет величину вредных выбросов. Во-вторых, в сокращении загрязнения среды в процессе хранения, заправки, технического обслуживания и ремонта автомобилей. В третьих, в экономном расходовании ресурсов (топлива, масел, электроэнергии, воды, запасных частей, шин, аккумуляторов, технических жидкостей и др.). В четвертых, в сборе и утилизации промышленных отходов и во вторичном их использовании.

Успешное решение этой сложной задачи в первую очередь определяется уровнем экологического образования работников автомобильного транспорта (AT) и владельцев автомобилей. Однако значительная их часть не имеет необходимых знаний в этой области.

Более 80% работников, в том числе инженерно-технических, не знакомы с законом «Об охране окружающей природной среды», не знают экологических требований, предъявляемых к автотранспортным предприятиям и рекомендаций по поддержанию уровня этих требований, не знакомы с соответствующими правами и обязанностями предприятий, ничего не знают об ответственности за несоблюдение закона. коло 80% опрошенных не могут перечислить основные виды вредного воздействия AT, 70% не знают требований действующих в стране стандартов по токсичности автомобилей в эксплуатации, лишь 50% имеют некоторое представление о составе и воздействии токсичных выбросов на окружающую среду.

5

1. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ АВТОТРАНСПОРТОМ

Цель работы: изучить методику расчета и произвести оценку величин выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу автотранспортными потоками на городских магистралях.

Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автомагистралях применяются при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха города (региона) выбросами промышленности и транспорта.

В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

Приведенные в данном документе усредненные удельные значения показателей выбросов отражают основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях, определяемых целесообразным выбором передаточного отношения от двигателя к трансмиссии. При этом учитывается, что в городе автомобиль совершает непрерывно разгоны и торможения, перемещаясь с некоторой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями.

Расчеты выбросов выполняются для следующих ЗВ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами (ОГ) автомобилей:

-оксид углерода (СО);

-оксиды азота NОx (в пересчете на диоксид азота);

-углеводороды (СН);

-сажа;

-диоксид серы (SO2);

-соединения свинца (расчет выбросов соединений свинца для автомобилей, движущихся по городским автомагистралям, производится в том случае, если в данном городе используется этилированный бензин. Рассчитанные значения выбросов соединений свинца целесообразно уточнить с учетом доли этилированного бензина в общем потреблении бензинов всех марок в данном городе);

-формальдегид;

-бенз (а) пирен.

6

Используемые при расчете выбросов параметры определяются на основе натурных обследований, проведение которых осуществляется по достаточно простой схеме, не требующей инструментального оснащения и продолжительного обучения. Это позволяет выполнять такие работы практически в любом городе с необходимой периодичностью, что весьма важно для регулярной корректировки информации о выбросах автотранспорта в целях поддержания работы компьютерного банка данных о выбросах промышленности и автотранспорта города в оперативном режиме.

Выброс i-го токсичного компонента автотранспортным потоком (ML) определяется для конкретной автомагистрали, на всей протяженности которой, структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более, чем на 20...25 %. При изменении автотранспортных характеристик на большую величину, автомагистраль разбивается на участки, которые в дальнейшем рассматриваются как отдельные источники .

Такая магистраль (или ее участок) может иметь несколько нерегулируемых перекрестков или (и) регулируемых при интенсивности движения менее

400...500 авт./ч.

Для автомагистрали (или ее участка) с повышенной интенсивностью движения (т.е. более 500 авт./ч) целесообразно дополнительно учитывать выброс автотранспорта (МП) в районе перекрестка.

В районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество ЗВ автомобилем за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме «разгона» по разрешающему сигналу светофора.

Это обуславливает необходимость выделить на выбранной автомагистрали участки перед светофором, на которых образуется очередь автомобилей, работающих на холостом ходу в течение времени действия запрещающего сигнала светофора.

Таким образом, для автомагистрали (или ее участка) при наличии регулируемого перекрестка суммарный выброс М будет равен:

8

светофора и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования).

Примечание: * – NOx в пересчете на NO2;

** – значение выброса за вычетом метана.

Таблица 1.2 Значения коэффициентов kVi , учитывающих изменения количества

выбрасываемых ЗВ в зависимости от скорости движения

9

1.2. Расчет выбросов автотранспорта в районе регулируемого перекрестка

При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков следует исходить из наибольших значений содержания ЗВ в ОГ, характерных для режимов движения автомобилей в районе пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон).

Выброс i-го токсичного компонента в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора M П0 , г/мин, определяется по формуле:

где Р – продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет), мин;

NЦ – количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-ти минутный период времени;

Nгр – количество групп автомобилей;

MkУ – удельный выброс i-гo токсичного компонента автомобилями k-ой

i

группы, находящихся в «очереди» у запрещающего сигнала светофора, г/мин; Gkn – количество автомобилей k-ой группы, находящихся в «очереди» в

зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора. Значения определяются по таблице 1.3, в которой приведены усред-

ненные значения удельных выбросов, учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения Р, NЦ, Gkn – по результатам натурных обследований.

10

Примечание: * – NOx в пересчете на NO2;

** – значение выброса за вычетом метана.