Экология транспорта. Учебное пособие

Низкочастотные колебания. Низкочастотные — инфразвуковые колебания трактора (тряска), возникающие при движении по дороге с неровностями, при превышении допустимых пределов (по ГОСТ 12.2.019-2005) могут оказывать вредное влияние на организм человека, приводя к профессиональным заболеваниям. В связи с повышением рабочих скоростей тракторов эта проблема продолжает оставаться актуальной. Для снижения низкочастотных колебаний в отечественном и зарубежном тракторостроении идут по пути: применения эластичных шин низкого давления; полного (гусеничные машины) или частичного подрессоривания остова трактора (подрессорившие переднего моста колесных тракторов); подрессоривания сиденья оператора; подрессоривания поста управления; подрессоривания кабины (в целом рабочего места); комбинированного подрессоривания (например, переднего моста и сиденья оператора); применения активных виброзащитных систем.

Эффективность снижения колебаний оператора зависит от принятой общей схемы подрессоривания, упругих и гасящих (демпфирующих) характеристик подвески. Теоретические основы подрессоривания достаточно разработаны, поэтому одной из важных задач тракторостроения является создание надежных конструкций, отвечающих требуемым параметрам.

Вкачестве упругих элементов при подрессоривании используются стальные рессоры, пружины, торсионы в сочетании с гидравлическими амортизаторами в качестве гасящего элемента, а также более прогрессивные — пневматические, гидропневматические.

Вотечественном тракторостроении широко используется подрессоривание переднего моста колесных тракторов в сочетании с подрессориванием сиденья. Однако при такой схеме применение шин низкого давления приводит к появлению эффекта галопирования. В связи с этим ведутся работы по созданию более прогрессивных схем и конструкций, в частности, подрессоривания поста управления, а также кабины.

4.3. Гидравлические системы

Гидравлическая навесная система предназначена для соединения навесного оборудования (манипуляторов) и орудий с трактором, перевода их из рабочего положения в транспортное и обратно. Она состоит из гидравлической системы (масляный бак с фильтром, масляный насос, распределить, силовой цилиндр, маслопроводы и элементы гидравлической арматуры) и механизма навески.

Гидравлическая система, используя механическую энергию двигателя, при помощи насоса преобразует ее в гидравлическую, которая затем использу-

61

ется гидравлическими силовыми цилиндрами для подъема и опускания рабочих органов машин, навешанных на механизм навески.

Роль рабочего тела в гидросистемах выполняют гидравлические масла, которые, вследствие их несжимаемости, передают равномерное усилие по всем направлениям без запаздывания. Кроме того, масла предохраняют трущиеся сопряжения от износа, отводят избыточное тепло, очищают детали от накапливающихся продуктов износа и загрязнений.

Классификация гидравлических масел регламентируется ГОСТ 17479.3- 85, который учитывает классификацию ISO и СЭВ. В зависимости от величины кинематической вязкости при температуре 40 °С масла подразделяются на 10 классов (5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150), а в зависимости от эксплутационных свойств — на три группы (А, Б, В). Обозначение гидравлических масел состоит из групп знаков, первая из которых обозначается буквами МГ (минеральное гидравлическое), вторая — цифрами и характеризует класс кинематической вязкости, третья — буквами и указывается принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам. Пример обозначения: МГ-15-В - минеральное гидравлическое масло МГ класса вязкости 15, группы В по эксплутационным свойствам.

Допускается использовать в гидросистемах тракторов индустриальных масел И-ЛГ-А-22 (в зимнее время) и И-Г-А-32 (в летнее время).

Улучшение физико-химических и эксплуатационных свойств современных гидравлических масел достигается введением в них антиокислительных, антикоррозионных, противоизностных, противозадирных и антипенных присадок. Эти присадки в большинстве случаев аналогичны присадкам, вводимым в

моторные масла.

Таким образом, воздействие гидравлических масел на окружающую среду и человека во многом аналогично воздействию моторных масел (см. раздел 2.2).

В гидросистемах тракторов устанавливают насосы, предназначенные для подачи масел в силовые цилиндры под высоким давлением (до 12,5 МПа) и в таком количестве, чтобы обеспечить перевод навешанной машины или орудия из рабочего положения в транспортное в течение 2–3 секунд. Поэтому разрыв гибких шлангов приводит к выбросу полного объема масла из гидросистемы за 8–10 секунд.

Для соединения неподвижно закрепленных на тракторе устройств гидросистемы применяют стальные бесшовные трубки, рассчитанные на давление до 32 МПа, которые при помощи накидных гаек присоединяют к штуцерам соответствующих частей гидросистемы: к силовым цилиндрам, основному и выносным. Жидкость подводится по гибким шлангам, представляющим собой резиновые трубки, покрытые двумя хлопчатобумажными оплетками и одной или

62

двумя стальными оплетками (в зависимости от давления, на которое они рассчитаны), снаружи имеют слой прорезиненной ткани. При изготовлении шлангов используют маслостойкую резину. На том и другом конце шланга крепят неразборные наконечники.

4.4. Тормозные системы

Тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля (трактора) вплоть до полной остановки и обеспечение его неподвижности во время стоянки.

Тормозная система состоит из тормозного механизма и его привода, Наибольшее распространение получили фрикционные тормозные механизмы, в которых кинетическая энергия автомобиля (трактора) переходит в работу трения между фрикционными накладками и тормозным барабаном или диском.

Привод тормозных систем предназначен для управления тормозными механизмами при торможении. По принципу действия тормозные приводы разделяют на механические, пневматические и гидравлические. В качестве рабочего тела в гидравлических приводах используются тормозные жидкости, которые передают усилие от главного цилиндра к колесным тормозным цилиндрам. Наибольшее распространение получили спирто-касторовые, гликолевые, а в последнее время силиконовые тормозные жидкости. Жидкость БСК (ТУ6- 101533-97) представляет собой смесь равного количества бутилового спирта и касторового масла, окрашенную в красный (оранжево-красный) цвет. Она обладает хорошими смазочными, но неудовлетворительными низкотемпературными свойствами. Так, при температуре ниже минус 17 °С жидкость БСК из-за кристаллизации касторового масла начинает переходить в твердую фазу. При попадании в тормозную систему воды однородность жидкости нарушается, и она становится непригодной к использованию.

Жидкость БСК может применяться в гидроприводе грузовых и не имеющих дисковых тормозов легковых автомобилей. Практически является устаревшей жидкостью.

Жидкость «Нева» (ТУ 6-01-34-93) обеспечивает надежную работу тормозных систем в температурном интервале от минус 50 °С до + 150 °С (190 °С). Жидкость изготовлена на основе гликолей с комплексом вязкостных и противоизносных присадок, ингибиторов коррозии и красителей.

«Нева» гигроскопична, поэтому ее необходимо менять в указанные зав- водом-производителем сроки, так как обводнение снижает температуру кипения жидкости до 140 °С и даже до 120 °С.

Смешивать различные по составу гидротормозные жидкости нельзя!

63

Тормозная жидкость «Томь» (ТУ 6-01-1276-82) представляет собой смесь гликолей и эфиров борной кислоты с добавлением вязкостной и антикоррозионной присадок. Жидкость желтого цвета, обладает меньшей, чем у «Невы», гигроскопичностью, немного сниженной температурой кипения при обводнении. Эксплуатационные свойства жидкости обеспечивают надежную работу приводов тормозов и сцепления грузовых и легковых автомобилей.

Высокотемпературная жидкость «Роса» (ТУ 6-0522-1569-84) изготовлена на основе борсодержащих соединений с добавлением антиокислительных и антикоррозионных присадок, полностью совместима с жидкостями «Нева» и «Томь», однако «Роса» превосходит их по температуре кипения, поэтому применяется на автомобилях с дисковыми тормозными механизмами в условиях движения с интенсивным торможением, а также в условиях жаркого климата.

Состав тормозной жидкости «Роса» постоянно совершенствуется. Так, появилась тормозная жидкость «Роса-3». Надо отметить, что технические характеристики тормозных жидкостей «Роса» и «Роса-3» одинаковы.

Современным требованиям по эксплуатационным характеристикам отвечает тормозная жидкость «Роса - ДОТ-4», которая работоспособна при температуре окружающего воздуха от минус 50 °С до + 50 °С.

Смешение любой тормозной жидкости с топливом и маслами недопустимо, так как нефтепродукты разрушают резиновые детали, что приводит к отказам в работе тормозной системы.

Тормозные жидкости как спирто-касторовые, так и гликолевые токсичны. Попадание даже незначительного количества их по пищеварительному тракту внутрь человека вызывает сильные отравления — поражения центральной нервной системы и почек. Тормозные жидкости, обладая высокой проникающей способностью, способны попасть в организм человека через кожные покровы, поэтому при работе с ними следует соблюдать меры предосторожности.

Тормозные жидкости губительно действуют (при их разливе) на микроорганизмы, находящиеся в почве. Поэтому отработанные жидкости БСК, «Нева» сжигают, а жидкость «Роса» можно разбавлять 10–15 кратным объемом воды, сливать в глубокую яму на специальных могильниках и засыпать землей.

Работа тормозного механизма связана с нагревом тормозного барабана (диска) и износом фрикционных накладок, который сопровождается выделением токсичных веществ. Следовательно, повышение долговечности фрикционных накладок приводит к повышению экологичности тормозных систем. Доказано, что долговечность фрикционных накладок увеличивается в 2–4 раза за счет подачи в зону трения углекислого газа, который содержится в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания.

64

Для этого в системе выпуска отработавших газов колесной машины можно установить заслонку, управляемую электромагнитным клапаном. Зону взаимодействия тормозной колодки с тормозным барабаном соединяют магистралью через рессивер и фильтрующий элемент с системой выпуска отработавших газов так, чтобы место этого соединения располагалось между двигателем и заслонкой. Такое подключение обеспечивает принудительную подачу отработавших газов только при закрытии заслонки, а в остальное время отработавшие газы полностью отводятся в атмосферу.

Предлагаемая система создает противодавление газам на выпуске из двигателя в момент торможения. В результате тормозной момент двигателя возрастает примерно вдвое по сравнению с обычным торможением двигателем, что повышает безопасность использования автотракторных средств.

65

5. ПЛАТА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЯМИ

Плата за загрязнение окружающей среды для автомобилей, как и для других передвижных источников выбросов загрязняющих веществ, состоит из платы за допустимые выбросы и платы за выбросы, превышающие допустимые. Применяются два механизма взимания платы — по типу топлив и по типу транспортных средств. Как правило, значение платы, рассчитанной по типу транспортных средств, больше, чем с использованием точных данных о расходе топлива. В обоих случаях плата складывается из платы за допустимые выбросы (Пн) и платы за превышение допустимых выбросов загрязняющих веществ (Псн).

Плата за допустимые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортом рассчитывается по формуле:

где рк — удельная плата за допустимые выбросы, образованные при использовании 1 тонны i-ro вида топлива транспортными средствами к-го типа, руб.;

Ti — количество i-ro типа топлива, израсходованного автомобилями за отчетный период, тонн.

Плата за превышение допустимых выбросов загрязняющих веществ рассчитывается по формуле:

где dк — доля транспортных средств k-го типа, не соответствующих стандартам.

где Кэ — коэффициент экологической ситуации в данном регионе (для центрального района Российской Федерации Кэ = 1,9, для Уральского — 2);

n — число типов транспортных средств.

Для особо охраняемых природных территорий, в том числе лечебнооздоровительных местностей и курортов, для районов Крайнего Севера и приравненных к ним местностей, Байкальской природной территории и зон экологического бедствия вводится дополнительный коэффициент 2, на который доумножается плата, рассчитанная по приведенным выше формулам.

66

При отсутствии данных о количестве израсходованного топлива плата за выбросы определяется по типам транспортных средств из расчета ожидаемых условий, места их эксплуатации и применения топлива с наиболее неблагоприятными экологическими характеристиками. В этом случае плата за загрязнение к-м видом транспорта определяется по формуле:

где pk — годовой норматив платы за одно транспортное средство к-го типа; rk — плата за сверхлимитные выбросы за один автомобиль;

Nk — количество единиц транспортного средства к-го типа.

Необходим пересмотр налогового законодательства в отношении автотранспорта. В настоящее время нет четкой связи между налогами на продажу и эксплуатацию автомобилей и их воздействием на окружающую среду. В результате отсутствует мотивация совершенствования двигателей в отношении снижения выбросов, омоложения автопарка. Несовершенство налогового и таможенного законодательства привело к засорению страны подержанными автомобилями, использование которых в развитых странах по действующим в них законам практически исключено, так как ставки налогообложения определяются на базе технического контроля, основу которого составляет техническое состояние автомобиля.

67

6. УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТА

Существуют следующие основные негативные последствия воздействия транспорта:

дорожно-транспортные происшествия;

шумовые воздействия;

загрязнение воздуха;

заторы (фактор потери времени);

освоение транспортом больших территорий (нарушение экосистем);

нарушение интересов определенных социальных групп (детей, пенсио-

неров).

В настоящее время в транспортной политике отсутствует комплексный подход к решению этих проблем, рассматривается отдельно каждый из аспектов, которые решаются различными научно-техническими группами. Основная идея устойчивого развития применительно к транспортному комплексу состоит

втом, что нужна новая политика, новый подход, который объединил бы все ас-

пекты, а также побудил автовладельца отвечать за состояние транспорта. В 1996 году в Ванкувере (Канада) состоялась конференция по устойчивому развитию транспорта. Были сформулированы основные принципы устойчивого развития транспорта:

1)принцип доступности использования автотранспорта;

2)принцип справедливости распределения транспортных средств;

3)индивидуальная и коллективная ответственность за использование транспорта;

4)учет здоровья и безопасности населения при проектировании новых моделей;

5)экологическое образование и участие населения в транспортной по-

литике;

6)интегрированное планирование (должны учитываться все факторы);

7)рациональное использование земельных ресурсов;

8)сокращение выбросов загрязняющих веществ;

9)экономическое и общественное благополучие.

Сокращение периода жизни в больших городах из-за негативного воздействия автотранспорта достигло 10 лет. Напрашивается вывод: необходим либо отказ от использования автотранспортных средств, либо поиск путей повышения их экологической безопасности.

68

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Магарил, Е. Р. Основы рационального природопользования: учебное пособие / Е. Р. Магарил, В. Н. Локетт. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ, 2006. — 526 с.

2.Прохоров, В. Ю. Топливно-смазочные материалы и рабочие жидкости: учебное пособие. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2003. — 61 с.

3.Прохоров, В. Ю. К вопросу применения биотоплива в двигателях лесных машин / В. Ю. Прохоров, Д. В. Акинин // Машино-технологическая станция. — 2010. — № 2. — С. 51–53.

4.Прохоров, В. Ю. Биотопливо в лесных машинах / В. Ю. Прохоров, Д. В. Акинин // Вестник Моск. гос. ун-та леса — Лесной вестник. — 2010. —

№5 (74). — С. 106–110.

5.Прохоров, В. Ю. Контроль качества жидких смазочных материалов // Лесная промышленность. — 2004. — № 3. — С. 31–32.

6.Прохоров, В. Ю. Утилизация и вторичное использование отработанных смазочных материалов транспортных и транспортно-технологических машин / Труды международного симпозиума Надежность и качество. — 2017. —

№2. — С. 235–238.

7. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов / Л. Л. Никифоров, В. В Персиянов. — М.: Инфра-М, 2017. — 295 с.

8.Безопасность жизнедеятельности: учебник для СПО / Ю. Г. Сапронов. — 6-е изд., стер. — М.: Академия, 2017. — 333 с.

9.Безопасность технологических процессов и производств: учебное пособие для вузов / С. С. Борцова, Л. Ф. Дроздова, Н. И. Иванов [и др.]; ред. Н. И. Иванов, И. М. Фадин, Л. Ф. Дроздова. — М.: Логос, 2017. — 606 с.

10.Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие для бакалавров /

Т. В. Попова. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2017. — 318 с.

11. Основы безопасности жизнедеятельности: учебник для СПО / Н. В. Косолапова, Н. А. Прокопенко. — 4-е изд., стер. — М.: Академия, 2017. — 366 с.

69