Доля транспорта в шумовом воздействии на население составляет 85-95% на различных территориях. Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на здоровье городского населения.
Для России экологические проблемы автомобильного транспорта стали особенно актуальными в последнее десятилетие. В 1998 г. Автомобильный парк России составил уже 23,7 млн. машин. Особенно напряженной экологическая обстановка оказалась в Москве, где автомобильный парк на начало 1999 г. насчитывал 2,2 млн. единиц. По сравнению с 1998 г. прирост составил 120 тыс. автомобилей или 6 %.
Эксплуатируемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским ограничениям по токсичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше чем зарубежные аналоги. Существует несколько наиболее важных причин отставания России в этой сфере:
– низкая культура эксплуатации автомобилей. Количество неисправных автомобилей, находящихся в эксплуатации до сих пор весьма велико даже в Москве
– отсутствие жестких законодательных требований к экологическим качествам автомобилей. С начала 90-х годов стандарты, сохранившиеся в течение 10 лет почти без изменений, начали существенно отставать от европейских норм. В отсутствие достаточно жестких требований по токсичности выбросов, потребитель не заинтересован покупать экологически
более чистые, но при этом более дорогие автомобили, а производитель не склонен их выпускать.
– неподготовленность инфраструктуры эксплуатации автомобилей, оборудованных в соответствии с современными экологическими требованиями.
– в отличие от европейских стран, у нас в стране до сих пор затруднено
внедрение нейтрализаторов.
Оценки выбросов загрязняющих веществ транспортными средствами (передвижными источниками) в целом по России в 1999 г. приведены в
таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу транспортными средствами в 1999 г., тыс. т
| Вид транспорта | СО | СnНm | NO | C | SO2 | Pb | Всего |
| Автомобильный | 8996,0 | 1261,0 | 1629,0 | 48,0 | 219,0 | 1,38 | 12154,4 |
| Речной | 13,0 | 9,7 | 37,0 | 3,9 | 13,0 | - | 76,6 |
| Морской | 11,0 | 7,6 | 28,0 | 2,5 | 29,0 | - | 78,1 |
| Воздушный | 52,0 | 13,0 | 62,0 | - | 13,0 | - | 140,0 |
| Железнодорожный | 34,0 | 21,0 | 138,0 | 8,3 | - | - | 201,3 |
| Промышленный железнодорожный | 7,0 | 4,0 | 30,0 | 1,5 | - | - | 42,5 |
| Дорожные машины | 125,0 | 24,0 | 63,0 | 5,4 | 8,6 | 0,02 | 226,0 |
| Итого | 9238,0 | 1340,3 | 1987,0 | 69,6 | 282,6 | 1,4 | 12918,9 |
Как видно из таблицы 1.1, наибольшее количество выбросов загрязняющих окружающую среду приходится на автомобильный транспорт.
Ежегодный экологический ущерб от транспортного комплекса составляет около 1,5% валового национального продукта России [4].
Наибольший вклад в экологический ущерб (62,7%) вносит автотранспортный комплекс, вклад железнодорожного транспорта достигает 27,7%, воздушного –4,5%, морского – 3,6% и речного –1,5%. Во всех видах негативного воздействия лидирует автомобильный транспорт (шум – 49,5%, воздействие на климат – 68%, загрязнение атмосферного воздуха – 71%), за ним следует железнодорожный транспорт.
Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов [5].
Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются:
-плохое состояние технического обслуживания автомобилей,
-низкое качество применяемого топлива,
-наличие свинцовых добавок в бензине,
-неразвитость системы управления транспортными потоками,
-низкий процент использования экологически чистых видов транспорта.
Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В выхлопных газах содержатся углеводороды - несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.
К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7 % оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9 %, а на малом ходу - до 6,9%. Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли [6].
В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролены и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводороды топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен.
Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую "богатую смесь". В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды и, в частности, бензапирен [3].
2 СИСТЕМА ПИТАНИЯ АВТОТРАНСПОРТА
Систему питания автомобиля можно сравнить с системой питания человека. Вначале топливо необходимо приобрести, затем «покормить» им автомобиль. Топливо направляется по «пищеводу» (то есть по топливным шлангам) в двигатель, а отходы в виде отработавших газов выводятся в выхлопную трубу.
Основные задачи системы питания двигателя внутреннего сгорания можно сформулировать следующим образом:
- хранение топлива;
- очистка и подача топлива;
- очистка воздуха, предназначенного для подготовки горючей смеси;
- приготовление горючей смеси;
- подача горючей смеси в цилиндры двигателя.
2.1 Система питания дизельных двигателей
Дизельное топливо представляет смесь керосиновых, газойлевых и соляровых фракций после отгона из нефти бензиновой фракции. К основным свойствам дизельного топлива относятся воспламеняемость, оцениваемая цетановым числом, вязкость, температура застывания, чистота и др. Дизельное топливо выпускается разных сортов: ДЛ — летнее, ДЗ — зимнее и ДА — арктическое, отличаются эти топлива друг от друга главным образом температурами застывания, температурой вспышки и вязкостью
Система питания дизельного двигателя состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса с ручным насосом, топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива, форсунок и трубопроводов низкого и высокого давления [7].
При работе двигателя топливо из топливного бака засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки топлива и нагнетается через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. Из насоса высокого давления топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам, через которые в мелкораспыленном виде оно впрыскивается в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя. Излишнее топливо от насоса высокого давления и форсунок возвращается в топливный бак. Воздух в цилиндры поступает после очистки его в воздушном фильтре.
Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в определенной последовательности. Он расположен в развале блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала через шестерни. Насос состоит из корпуса, кулачкового вала, секций (по числу цилиндров) и механизма поворота плунжеров. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя.