авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

«Министерство образования и науки РФ филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования ...»

-- [ Страница 6 ] --

Исполнительный механизм системы (рисунок 1) занимает место дифференциала в раздаточной коробке. Он включает в себя простой симметричный дифференциал 2, выходной вал 5 которого соединен с фрикционами cl1 и cl2, и ускоряющей передачи 4, необходимой для связи корпуса дифференциала с фрикционами.

Для их сжатия используется гидропривод.

Когда по команде электроники один из двух фрикционов вступает в работу, происходит перераспределение потоков мощности, дифференциал перестает быть симметричным и подает на соответствующую ось больший крутящий момент. Степень проскальзывания фрикционов регулируется блоком управления, и рассчитывается исходя из момента двигателя, скорости автомобиля, угла поворота рулевого колеса, а также значений датчиков пробуксовки, угловых ускорений и поворота вокруг вертикальной оси.

Рисунок 1 - Система AYC:

1 – ведущая шестерня;

2 – дифференциал;

3 – левая полуось;

4 – ускоряющая передача;

5 – правая полуось.

При необходимости подать дополнительный момент на правое колесо включается сцепление повышающей передачи. В этом случае большая часть крутящего момента передается через редуктор на правую полуось. Моменты на колесах при этом рассчитываются по формулам:

zd za U1, zb z где U1 – передаточное число;

z1, za, zb, zd – количество зубьев;

M вх U M k1 M cl 2 где Mвх – момент, приходящий на корпус дифференциала;

Mcl – тормозной момент в фрикционах;

M вх U M k2 M cl2 M cl2.

2 При подаче дополнительного момента на левое колесо включается сцепление понижающей передачи. При этом редуктор осуществляет отбор момента с правой полуоси. Момент на колесах в этом случае определяется следующими соотношениями:

zc z U2, z2 za где U2 – передаточное число;

z2 и zc – количество зубьев;

M вх U M k1 M cl1 M cl1, 2 M U M k2 вх 2 M cl1.

2 Таблица 1 - Различные методы распределения крутящего момента между колесами ведущей оси Дифференциал с Дифференциал с Бездифференциальное Регулирование дополнительными управляемым изменением распределение момента с Название распределения тормозных подключаемыми коэффициента помощью фрикционных сил планетарными блокировки муфт редукторами Схематичное изображение Позволяет подводить Позволяет подводить Позволяет увеличивать Позволяет увеличивать различный момент к момент к колесам в момент на забегающем Распределение момент момент только на каждому колесу за счет любом соотношении, в колесе за счет изменения момента отстающем колесе приложения тормозного том числе подводить весь степени блокирования момента момент к одному колесу муфты M вх k p o Mз Максимальный 1 момент на, M з M вх M T min M з M вх з M max з M вх U M cl M cl max забегающем 2 kp колесе min Момент на 1 1 M о M 1 M з M о M вх M T min M T M вх k p o Mз Mо M вх U M cl отстающем 2 2 колесе Малые, на создание Большие, из-за Большие, из-за Средние, определяются Энергетически внутреннего трения в использованания постоянной пробуксовки степенью блокировки е потери дифференциале тормозной системы фрикционных муфт муфты Теоретические потери энергии при работе AYC, которые возникают в многодисковой муфте при дифференциальной разнице скоростей:

Eloss S M, где S – разница скоростей между дисками муфты;

T – разница моментов между левым и правым колесами, которая возникает в результате работы AYC.

К недостаткам этой системы относятся значительные габариты и вес, а также сложность конструкции.

Система ZF Vector Drive Система разработана совместно фирмами ZF и GKN Driveline (патент США №7442143 – Drive module for a variable torque distribution, 2008). Главным отличием от системы AYC заключается в том, что фрикционы замыкаются на картер раздаточной коробки, а не корпус дифференциала. Это позволяет получить более широкий диапазон перераспределения момента.

Устройство системы показано на рис. 2. В ее состав входит симметричный межосевой дифференциал 2, механический планетарные ряды 3 и 5, а также многодисковые фрикционные муфты cl1 и cl2 с электронным управлением для каждой полуоси. Сжатие фрикционов осуществляется за счет винтовой передачи, приводимой от электромотора.

В получившейся электромеханической системе сочетаются информационные технологии, электроника и механика. При равномерном прямолинейном движении момент распределяется равномерно через симметричный дифференциал.

Система оснащена электронным блоком управления, который анализирует сигналы различных датчиков: угла поворота управляемых колес, скорости вращения колес, угла поворота вокруг вертикальной оси, продольного и поперечного ускорения. Также блок управления получает данные о работе двигателя, коробки передач и системы курсовой устойчивости. Это позволяет создать достаточно адекватную картину движения автомобиля и определять значение необходимого корректирующего воздействия и перераспределять крутящий момент между левым и правым колесами в нужной пропорции.

Диапазон регулирования момента зависит от передаточного числа редукторов. Оно определяется по следующей формуле:

z a zc U, zb zd где za, zb, zc и zd – количество зубьев.

При необходимости подать дополнительный момент на правое колесо блокируется фрикционная муфта cl2 и часть момента с корпуса дифференциала переходит через планетарную передачу 5 на правую полуось.

Рисунок 2 - Система ZF Vector Drive:

1 – ведущая шестерня;

2 – дифференциал;

3 – планетарная передача 1;

4 – левая полуось;





5 – планетарная передача 2;

6 – правая полуось;

z – количество зубьев.

Величина момента при этом определяется следующим соотношением:

Mk2 M вх U M cl2 M cl 2, где M cl – тормозной момент в фрикционах.

При этом момент на левом колесе будет равен:

M k1 M вх U M cl При подаче дополнительного момента на левое колесо соотношения моментов определяются аналогично, в формулах необходимо только заменить M cl на M cl.

2 Таким образом, в этой системе сочетаются возможность управления режимами работы и высокое быстродействие при меньших габаритах по сравнению с аналогичными системами. В рамках исследования предлагается ее использование в трансмиссии автомобиля.

По рассмотренным способам распределения крутящего момента видно, что достижение широкого диапазона регулирования крутящего момента между колесами с достаточно высоким КПД возможно при использовании дифференциалов с дополнительными планетарными редукторами, подключение которых осуществляется многодисковыми муфтами, управляемых электроникой.

Для определения критических режимов движения в рассмотренных системах используются датчики угловой скорости автомобиля относительно вертикальной оси и бокового ускорения, однако их показания важны для высокоскоростных режимов движения, что редко характеризует движение по пересеченной местности. В диссертации планируется предложить критерии эффективности движения автомобиля вне дорог, способы определения параметров движения по деформируемой поверхности, а также создание управляющих алгоритмов.

Литература Круташов А.В. Повышение эффективности распределения 1.

мощности на основе сочетания дифференциала повышенного трения и системы притормаживания забегающего колеса: учебное пособие/ А.В.

Круташов – 1-е изд. – М.: МГТУ «МАМИ», 2010. – 22 с.

Krutashov AV Improving the efficiency of power distribution through a combination of a limited slip differential and braking system Zabegaev wheels: manual / AV Krutashov - 1st ed. - Moscow: Moscow State Technical University "MAMI", 2010. - 22 p.

Шухман С.Б. Теория силового привода колес автомобилей 2.

высокой проходимости / С.Б. Шухман, В.И. Соловьев, Е.И. Прочко;

под ред С.Б. Шухмана – М.: Агробизнесцентр, 2007. – 336 с.

Shukhman SB The theory of power drive wheel vehicle trail / S.B.

Shukhman, V.. Solovyev, E.I. Prochko, ed. S.B. Shukhman - Moscow Agrobiznestsentr, 2007. – 336 p.

Савасэ К., Максимально допустимое отношение угловых 3.

скоростей в дифференциалах с управляемым вектором тяги / К. Савасэ, Инуа К. – 1-е изд. – Автомобильный инжиниринг, 2008, №223. – с. 967 978.

Sawase K., Inoue K. Maximum acceptable differential speed ratio of lateral torque-vectoring differentials for vehicles. Proc. IMechE, Part D: J.

Automobile Engineering, 2008, 223, 967-978.

Literature 1. Krutashov AV Improving the efficiency of power distribution through a combination of a limited slip differential and braking system Zabegaev wheels: manual / AV Krutashov - 1st ed. - Moscow: Moscow State Technical University "MAMI", 2010. - 22 p.

Krutashov AV Improving the efficiency of power distribution through a combination of a limited slip differential and braking system Zabegaev wheels: manual / AV Krutashov - 1st ed. - Moscow: Moscow State Technical University "MAMI", 2010. - 22 p.

2. Shukhman SB The theory of power drive wheel vehicle trail / SB Shukhman, VI Solovyev, EI Prochko, ed SB Shukhman - Moscow Agrobiznestsentr, 2007. - 336.

Shukhman SB The theory of power drive wheel vehicle trail / SB Shukhman, V.. Solovyev, E.I. Prochko, ed. S.B. Shukhman - Moscow Agrobiznestsentr, 2007. - 336 p.

3. Savase K. The maximum ratio of velocity differentials with thrust vector control / K. Savase, Inua K. - 1st ed. - Automobile Engineering, 2008, № 223. - With. 967-978.

Sawase K., Inoue K. Maximum acceptable differential speed ratio of lateral torque-vectoring differentials for vehicles. Proc. IMechE, Part D: J.

Automobile Engineering, 2008, 223, 967-978.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГРУНТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ПЛОТНОСТИ И ЦИКЛИЧНОСТИ НАГРУЖЕНИЯ METHODOLOGY TO EVALUATE MECHANICAL PROPERTIES OF SOILS, DEPENDING ON THEIR DENSITY AND CYCLIC LOADING Ширяев К.Н., ст. преподаватель, ФГБОУ ВПО «МГИУ»

Shiryaev KN, senior Lecturer, FGBOU VPO "MGIU" Аннотация Разработана методика оценки степени изменения плотности верхнего слоя грунта в зависимости от числа циклов нагружения. По изменяющимся в процессе испытаний значениям плотности можно рассчитать механические параметры грунта и определить опорно тяговые характеристики колесного движителя полноприводных колесных машин.

Abstract The method for assessing changes in the density of the upper layer of the soil, depending on the number of load cycles. By changing the values in the process of testing the density can be calculated mechanical properties of the soil and determine support-wheel traction propulsion wheel drive wheeled vehicles.

Ключевые слова: колесная машина, число проходов, плотность грунта, глубина колеи, динамический коэффициент, плотность скелета грунта, физико-механические характеристики грунта.

Keywords: wheel machine, the number of passes, soil density, depth gauge, dynamic factor, the density of the soil skeleton, physical and mechanical characteristics of the soil При оценке проходимости многоосных колесных машин проводятся расчеты с целью определения их опорно-тяговых характеристик. При этом для каждого колеса всех осей машины необходимо решать основную задачу – определять взаимные деформации шины и грунта.

Результаты решения этой задачи в большой степени зависят от типа и физического состояния грунта. При последовательных проходах колес осей многоосного автомобиля «след в след» грунт уплотняется и его деформативные свойства изменяются. Поэтому необходимо разработать методику, позволяющую оценить изменение физического и механического состояний грунта от числа нагружений (проходов).

Вопросы циклического нагружения в механике грунтов [1] изучены достаточно подробно. Однако результаты этих исследований в первую очередь касаются грунтовых масс, не образующих верхний слой земной поверхности. На глубине более двух метров грунт находится в более стабильном и прогнозируемом по механическим свойствам состоянии.

К вышеперечисленным затруднениям, возникающим при оценке механического состояния грунта под каждым из колес автомобиля необходимо добавить, что модель циклического (повторного) нагружения верхнего слоя грунта должна учитывать не только число циклов нагружения, но и особенности напряженного состояния грунта каждого цикла, т.е. отражать предисторию нагружения.

Влияние типа грунта на его механические параметры при циклическом нагружении При последовательных нагружениях грунта происходит изменение его физического состояния: плотности и влажности W, а следовательно, механических свойств, характеризуемых такими параметрами как модуль деформации E, угол внутреннего трения 0, внутреннее сцепление c0, толщина мягкого слоя H Г.

Известно, что песчаные и связные грунты при многократном воздействии на них ведут себя по-разному. Угол внутреннего трения песка в основном зависит от четырех составляющих:

, где 1, 2,3 и 4 углы, отражающие соответственно степень уплотнения, форму и шероховатость, размер частиц и их однородность.

Циклические деформации грунта приводят к изменению углов 1 и 4, что составляет не более 18 % от начального значения этих углов при переходе из совершенно рыхлого состояния в слежавшееся и из однородного в неоднородное.

Для влагонасыщенных песков благодаря их хорошей фильтрационной способности при нагружении наблюдается значительный отток жидкости. Это может привести к изменению внутреннего сцепления c0 в грунте (увеличению до 5% или уменьшению до 55 % от первоначального значения).

Из механики грунтов известно, что:

c0 k (WТ W )5, где k коэффициент пропорциональности;

W влажность грунта.

Параметры k и W определяются экспериментально.

При циклическом нагружении для большинства связных грунтов характерны структурные изменения с переориентацией микроструктуры, что приводит к снижению внутреннего сцепления и росту угла внутреннего трения.

Результаты экспериментов [2] показывают, что зависимость внутреннего сцепления от числа циклов нагружения более сложна. С ростом циклов нагружения сначала наблюдается повышение внутреннего сцепления c0, а затем, в связи с разрушением дерна и структуры, монотонное снижение. Угол внутреннего трения монотонно возрастает.

Сложность изучаемого процесса циклического нагружения усугубляется изменением контактной (продольной) нагрузки в каждом последующем цикле. Для глинистых грунтов внутреннее сцепление с ростом амплитуды сдвиговых колебаний снижается гиперболически, а угол внутреннего трения возрастает линейно. Мгновенное или кратковременное приложение сдвигающей нагрузки не влияет на степень ориентации частиц грунта. Переориентация происходит при длительной деформации грунта.

Методика оценки механических параметров грунтов в зависимости от их плотности Новая предлагаемая методика позволяет реализовать более общий и доступный подход к учету цикличности нагружения грунта от колес многоосных машин. Он основан на следующих положениях.

1. Все виды опорных грунтовых поверхностей классифицируются по типу грунта (песок, глина, супесь, суглинок).

2. Механические свойства грунта оцениваются параметрами E, 0, с0 и H Г. Поскольку механические свойства зависят от физического состояния, необходимо разработать методику определения, прежде всего, изменения плотности грунта в зависимости от циклов нагружения на базе штамповых прочностных испытаний грунта.

3. При воздействии штампа на грунт происходит два вида деформации: уплотнение частиц грунта и сдвиг грунта.

4. Зависимость относительного погружения штампа, вызываемого уплотнением грунта, можно принять линейной [4]:

, (1) E где напряжение сжатия в грунте.

Для определения абсолютной деформации уплотнения необходимо знать закон распределения напряжений в грунте по глубине и толщину деформируемого слоя грунта.

Тогда, с учетом времени действия нагрузки, давления в пятне контакта, площади пятна контакта, числа проходов или осей колесной машины, скорости ее движения, толщины уплотняемого слоя и начальной плотности скелета грунта и его типа можно определить объемную плотность скелета грунта после каждого прохода с учетом динамичности нагружения ( q Д ) по следующей зависимости ( C i 1 C 0 ):

Т q Д C i C i 1. (2) a2 H Г q Д E 1 F При первом проходе в расчеты вводится объемная плотность скелета реального недеформированного грунта.

Таким образом, можно прогнозировать степень уплотнения грунта в зависимости от номера прохода колес по одному и тому же следу.

Эксперименты и исследования показали, что модуль деформации, угол внутреннего трения и внутреннее сцепление в грунте в значительной степени зависят от его объемной плотности. По результатам статистической оценки взаимосвязи физического состояния различных грунтов и их механических характеристик получены E f1 (С,W ), 0 f 2 (С,W ) и c0 f3 (С,W ), эмпирические зависимости которые представлены в работах [5, 6].

Рассматриваемый вопрос является одним из основных в решении проблемы оценки деформативных свойств грунтов при расчете опорно тяговых характеристик колесных машин высокой проходимости.

Предлагаемая методика позволяет напрямую решать вопрос об определении численных значений E, 0, c0 в процессе предварительной оценки деформативных свойств различных грунтов с учетом изменения этих механических параметров после прохода каждой оси многоосной колесной машины или при движении колоны транспортных средств по схеме «след в след».

Преимущество предлагаемой методики состоит в том, что:

Получена теоретически обоснованная математическая зависимость, связывающая объемную плотность грунта с количеством циклов нагружения.

В этой зависимости учтен динамический характер нагружения грунта, характерный для особенностей взаимодействия многоосной колесной машины с опорной поверхностью при движении «след в след».

Вновь определенные значения C i в дальнейшем позволяют рассчитывать механические параметры грунта E, 0, c0 для каждого нового прохода колеса.

Полное экспериментальное подтверждение разработанной зависимости (2) предполагается получить для связных и несвязных грунтов на экспериментальном стенде типа «грунтовой канал активное колесо» кафедры автомобилей и двигателей в ГОУ МГИУ, предназначенного для детальных исследований взаимодействия колесного движителя машин с грунтом.

Литература 1. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. – М.: Высшая школа, 1982. – 511 с.

2. Сапожников В.В. Метод оценки проходимости многоколесных транспортных средств большой грузоподъемности по обследованным маршрутам на слоистых грунтах: автореф. дис. канд. техн. наук:

05.05.03. – М., 1985. – 18 с.

3. Вольская Н.С., Агейкин Я.С. Моделирование движения автомобиля по мягким грунтам: проблемы и решения // Автомобильная промышленность. - 2004. - № 10. - С. 24 - 25.

4. Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. Теория и расчет. – М.: Машиностроение, 1972. – 184 с.

5. Вольская Н.С. Оценка проходимости колесной машины при движении по неровной грунтовой поверхности. – М.: МГИУ, 2007. – 215 с.

6. Агейкин Я.С., Вольская Н.С., Чичекин И.В. Определение механических характеристик верхнего слоя грунтов при оценке проходимости колесных машин // Грузовик. 2010. № 6. – С. 42–45.

Literature 1. NN Maslov Fundamentals of engineering geology and soil mechanics. - M.: High School, 1982. - 511 p.

2. Sapozhnikov VV Method of assessing patency mnogokolesnyh heavy goods vehicles on the routes surveyed by stratified soils: Author. dis....

Candidate. tech. Sciences: 05.05.03. - M., 1985. - 18.

3. Volsky NS, YS Ageikin Simulation of driving on soft ground: problems and solutions / / Automotive industry. - 2004. - № 10. - S. 24 - 25.

4. Ageikin YS All-terrain wheels and dual propellers. Theory and Design. - Mashinostroenie, 1972. - 184 p.

5. Volsky NS Rating terrain wheeled vehicle when traveling over rough ground surface. - Moscow: MGIU, 2007. - 215 p.

6. Ageikin JS, Volsky, NS, IV Chichekin Determination of the mechanical characteristics of the upper layer of soil when assessing cross wheeled vehicle / / Truck. 2010. № 6. - S. 42-45.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ ECOLOGICAL SAFETY OF THE CAR Яровой И.С. студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г.Вязьме Spring И.С. student branch ФГБОУ VPO Moscow state University Professor» in г.Вязьме Аннотация В статье рассматриваются экологические проблемы, связанные с использованием современного автомобильного транспорта и приводятся некоторые оценки токсичных веществ, которые вырабатывает автомобиль.

Abstract The article considers the environmental problems associated with the use of modern road transport and provides some estimates of toxic substances, which produces car.

Ключевые слова: экология, топливо, окружающая среда, токсичные вещества, углеводороды, окись азота, альдегиды.

Key words: ecology, fuel, environment,toxic substances, hydrocarbons, nitrogen oxides, aldehydes.

Экологические проблемы, связанные с использованием автомобильного транспортных являются важнейшей проблемой для всех цивилизованных стран. Нашей задачей является изучение влияния транспортных средств на среду обитания и определение основных параметров, способствующих повышению экологической безопасности автомобилей. Вторая половина XX века привела к бурному развитию автомобильного транспорта. Неудержимый рост автомобилей в городах привел к появлению ряда проблем, от решения которых зависит не только качество жизни человечества, но и сохранение его среды обитания. Рассмотрим, каковы же негативные последствий развития автомобильного транспорта на природную среду с учетом достаточно низкого уровня экологической защиты этой среды.

Известно, что автомобильный транспорт потребляет большое количество невозобновляемых природных материалов и сырья. Кроме того, сжигая дорогое топливо – нефть или газ - автомобиль отравляет окружающую среду такими выбросами в атмосферу, которые могут сделать непригодной ее для проживания. Каковы же задачи, стоящие перед обществом, способные снизить негативные последствия, вызванные развитием автомобильного транспорта.

В первую очередь следует определить основные отравляющие вещества, которые получаются от автомобильного транспорта. Далее необходимо изучить влияние автомобильного транспорта на окружающую среду. Затем рассмотреть основные параметры с целью повышению экологичности автомобильного транспорта. Изучить загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобиля и выявить загрязняющие вещества от автомобильного транспорта.

Загрязнение среды обитания различными выбросами вредных отработавших газов двигателей внутреннего сгорания нередко становятся причиной заражения целых регионов токсичными веществами, превращая эти районы в зоны экологического бедствия, в особенности для крупных городов. Проблема снижения вредных выбросов двигателей становиться все более острой в силу непрерывного увеличения количества автомобилей на дорогах, расширения транспортных потоков, неэффективных мероприятий по снижению образования вредных веществ в процессе эксплуатации.

Работы автомобильного двигателя основана на химической реакции превращения энергии жидкого или газообразного топлива из углеводородного сырья в тепловую, а затем – в механическую энергию.

Жидкое топлива добывается в основном из нефтепродуктов, а газообразные добываются и природных газов типа метан или пропан.

Продуктами сгорании топлива в цилиндрах двигателей являются водяной пар, углекислый газ и некоторые токсичные вещества.

Токсичные вещества являются продуктами сгорания, протекающих при высоких температурах или в некоторых случаях они могут образоваться при второстепенных реакциях горения. К таким продуктам относятся окись углерода, некоторые углеводороды, окись и закись азота. Особенно вредное воздействие на организм человека оказывают соединения свинца, которые выделяются при работе двигателя;

некоторые канцерогенные вещества, а также сажа и альдегиды. Ниже приведено содержание основных токсичных веществ в отработанных газах бензиновых двигателей:

окись углерода до 9 %;

углеводороды до 3,1 %;

окись азота до 0,6%;

альдегиды 0,02%;

двуокись серы 0,007%.

Сажа г/м3 до 0,05. Бензапирен мкг/м до 21.

Наиболее токсичным продуктом отработанных газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном сгорании углерода из-за нехватки кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях. Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизельных двигателей, являются выброшенные газы. Газы дизеля содержат гораздо меньше углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а выброшенные в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, которые являются источником загрязнения атмосферы.

Приведем содержание токсичных компонентов в отработанных газах дизеля.

Содержание токсичных компонентов в отработанных газах дизеля:

окись углерода 0,19%;

углеводороды 0,011%;

окиси азота 0,26%;

альдегиды 0,002 %;

двуокись серы 0, 029%.

Сажа г/м3 0,02-1,0. Бензапирен мкг/м до 9. Химический состав выбросов зависит от типа и качества топлива, способа сжигания в двигателе и его технического уровня. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем около 4,5 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами приблизительно до 900 кг угарного газа, 42 кг оксидов азота и 190 кг различных углеродов, экологических норм. Во многих европейских странах приняты достаточно жесткие нормы токсичности выхлопа автомобилей.

Посмотрим теперь, какой удар по экологии наносит современный автомобильный транспорт. Можно сказать, что автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха – 94%, шум – 49 %, воздействие на климат – 67%.

Причинами ухудшения экологической обстановки в городе явились рост автомобильного парка, слабое развитие транспортной инфраструктуры, отсутствие продуманной политики в организации движения, сравнительно низкие экологические характеристики отечественных автомобилей, несоблюдение стандартов качества используемого топлива современным требованиям. Усугубляет экологическую обстановку в городе устаревшая нормативно – правовая база в производстве и эксплуатации автомобильного транспорта, слабое финансирование экологических разработок и мероприятий по улучшению экологической обстановки, неэффективность административных мер к природопользователям.

Как же действуют отработанные газы двигателей автомобилей на организм человека? При отравлении оксидом углерода появляются головные боли, удушье, рвота, сонливость, высокий пульс. Отравлениям такого рода подвержены водители и пешеходы в больших городах.

Оксид азота, соединяясь с водяными парами образует азотную кислоту, которая угнетает легочную ткань, что может привести к хроническим заболеваниям легких. Диоксид азота, раздражая слизистую оболочку глаз и легких, способен вызвать их заболевание Соединения свинца особенно опасны для организма человека, так как вызывают в организме нарушения в обмене веществ и кроветворных органах.

Загрязнение окружающей среды токсичными веществами отработанных газов приводит к большим экономическим потерям. Это связано, прежде всего, с тем, что токсичные вещества могут вызывать нарушения в росте растений, что приводит к снижению урожая и потерям в животноводстве.

Главную опасность для растений представляют диоксид серы, оксид азота, и этилен. Накапливаясь в растениях, они могут вызвать отравление животных и людей. Грунтовые воды, так же как и поверхностные, подвержены опасности загрязнения топливом и смазочными материалами. Пленка из углеводородов на поверхности воды затрудняет процессы дыхания, отрицательно влияет на живые организмы и изменяет качество воды. Компоненты отработанных газов при солнечной погоде в результате фотохимических реакций образуют смог, т. е. вещество, оказывающие токсичное действие на организм человека.

Многие промышленно развитые страны проводят всестороннее изучение экологических проблем и вырабатывают систему норм и требований к производителям автомобильной промышленности.

Большинство ученых и инженеров предпринимают срочные меры по снижению токсичности отработанных газов двигателя. И прежде всего — уменьшению количества содержащихся в них диоксидов углерода, а также оксидов азота и углеводородов, не успевших принять участие в химических реакциях. Проблема эта, безусловно, очень дорогостоящая. Хотя бы потому, что современные двигатели внутреннего сгорания близки к оптимальным параметрам их совершенствования.

Однако, специалисты, которые занимаются данной проблемой считают, что на этом пути есть неиспользованные резервы.

Двигатель внутреннего сгорания имеет ряд преимуществ перед другими типами двигателей. Прежде всего, экономия в топливе и возможность удовлетворения международным требованиям по экологии. Технология производства двигателя внутреннего сгорания обеспечила их низкую удельную стоимость.

Поиски ученых и инженеров открыли, что у данной конструкции есть неиспользованные резервы для дальнейшего развития и совершенствования конструкции. Например, значительный рост к.п.д.

бензиновых двигателей и повышение экономичности было достигнуто благодаря тому, что впрыск топлива производился во впускной трубопровод или непосредственно в цилиндр. Так разрабатываются методы повышения к.п.д. существующих двигателей внутреннего сгорания путем создания конструкции регулирования степени сжатия и рабочего объема. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что регулируя степень сжатия и рабочий объем двигателя внутреннего сгорания можно улучшить эксплуатационную топливную экономичность и обеспечить снижение выброса углекислого газа от до 40 процентов.

Для двигателя внутреннего сгорания, чтобы получать необходимую механическую энергию, необходимо иметь высокое давление в цилиндрах. Но, чем выше температура сгорания топлива, тем выше давление. А химический процесс образования окиси азота происходит эффективней, если температура выше и больше кислорода поступает в камеру сгорания.

Компромисс в работе двигателя внутреннего сгорания для получения оптимальных параметров достигался электронным регулированием соотношения топливо-воздух и применением, так называемого трехходового каталитического нейтрализатора. Тем не менее, уже есть камеры сгорания, способные сжигать сверхбедные топливовоздушные смеси.

Двигатели внутреннего сгорания, имеющие такие камеры работают практически идеально на всех режимах, смешивая топливо и воздух и, следовательно, содержат минимальное количество вредных веществ в отработавших газах. Кроме того, все больше появляется систем, обеспечивающих электронное управление подачей топлива в камеру сгорания и его воспламенением, что тоже благоприятно сказывается на экологической чистоте двигателей внутреннего сгорания. В частности, технические данные таких двигателей могут быть улучшены путем совершенствования электронного оборудования.

Литература Аксёнов И.Я., Аксёнов В.И. Транспорт и охрана окружающей 1.

среды. – М.: Транспорт, 2006.

Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт.

2.

– М.: Транспорт, 2010.

Иванов В.Н., Сторчевус В.К., Доброхотов В.С. Экология и 3.

автомобилизация. – Киев: Будiвельник, 1998.

Кудрявцев О.К. Город и транспорт. – М.: Знание, 2007.

4.

Луканин В.Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума 5.

автомобиля. – М.: Машиностроение, 1981.

Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита 6.

окружающей среды. – М.: Транспорт, 2004.

Literature 1. Aksenov IJ, V. Aksenov Transport and the environment. - Moscow:

Transport, 2006.

2. Golubev, IR, UV Novikov Environment and Transport. - Moscow:

Transport, 2010.

3. Ivanov VN, Storchevus VK Dobrokhotov VS Ecology and the auto industry. - Kiev: Budivelnik, 1998.

4. Kudryavtsev DC City and transportation. - M.: Knowledge, 2007.

5. Lukanin VN Gudtsov VN Bocharov NF Noise reduction car. Mashinostroenie, 1981.

6. Jakubowski Yu Road transport and environmental protection. Moscow: Transport, 2004.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
 





<

 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.