Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Я. КУПАЛЫ»
Кафедра
«Машиноведение и техническая эксплуатация автомобилей»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Введение в специальность»
Тема: «Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей»
Выполнил:
Жолнер Александр Владимирович
Проверил:
д. т. н., профессор
Потеха Валентин Леонидович
Гродно 2008
Содержание
Введение
1. Загрязнение атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта.
1.1. Основные загрязняющие вещества от выхлопов газа автомобильного транспорта.
1.2 Влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и человека.
2.Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей
2.1 Совершенствование ДВС.
2.2 Применение альтернативных топлив.
2.3 Автомобили с комбинированной (гибридной) энергетической установкой (КЭУ).
2.4 Совершенствование электромобиля.
Заключение
Список литературы
На современном этапе развития экономики белорусский автомобильный транспорт, как и в большинстве развитых стран, играет важнейшую роль в обеспечении экономического роста и социального развития государства. За последние годы автомобильный транспорт страны выполняет около 60% перевозок грузов и около 55% перевозок пассажиров, а с учетом личных легковых автомобилей – не менее 65% пассажиров, с тенденцией дальнейшего увеличения этих показателей. Автомобильный транспорт является одной из важнейших составляющих транспортного обеспечения безопасности страны. В то же время развитие автомобильного транспорта в Белоруссии сталкивается с проблемами, требующими комплексного решения на государственном уровне. Так, экологические проблемы, связанные с использованием транспортных средств, актуальны не только для Белоруссии, но и для всех стран мира.
Целью данной работы является изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и определение основных направлений по повышению его экологической безопасности.
Начало второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие автомобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал развития общества, способствовал удовлетворению социальных потребностей населения, а с другой – обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического равновесия на уровне биосферных процессов. Очевидная позитивность первой тенденции повлекла за собой ярко выраженные нежелательные последствия. К концу века возникла и повсеместно проявила себя, накрепко обосновавшись, новая угроза жизненно важным интересам личности, общества, государства – реальная экологическая опасность для жизнедеятельности, связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации.
Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.
Изучение негативных последствий развития автотранспортного комплекса позволяет определить два пути воздействия автомобильного транспорта на природную среду с учетом его недостаточно высокого уровня эколого-технологического совершенства. Во-первых, автотранспорт потребляет значительное количество природных материалов и сырья и, прежде всего, невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть, а во-вторых – загрязняет окружающую среду. Исследование данной работы предусматривает выявление ряда задач:
1. Выявить основные загрязняющие вещества от автомобильного транспорта.
2. Рассмотреть специфику влияния автомобильного транспорта на окружающую среду.
3. Рассмотреть основные направления по повышению экологичности автомобильного транспорта.
Вследствие, загрязнения среды обитания вредными веществами, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению образования вредных веществ в процессе эксплуатации.
Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем – в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окиси азота (NO и NO2) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ, вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.
Таблица 1.
Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей
| Токсичные вещества | Содержание |
| Окись углерода % | до 10,0 |
| Углеводороды, % | до 3,0 |
| Окиси азота % | до 0,5 |
| Альдегиды % | 0,03 |
| Сажа г/м3 | до 0,04 |
| Бензапирен мкг / м | до 20 |
| Двуокись серы % | 0,008 |
Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.
Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизельных двигателей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы.
Примерное содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля приведено в таблице 2.
Таблица 2.
Содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля
| Токсичные вещества | Содержание |
| Окись углерода % | 0,2 |
| Углеводороды, % | 0,01 |
| Окиси азота % | 0,25 |
| Альдегиды % | 0,002 |
| Сажа г/м3 | 0,01 - 1,1 |
| Бензапирен мкг / м | до 10 |
| Двуокись серы % | 0,03 |
Загрязнение воздуха автомобильным транспортом происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов.
Значительные материальные затраты на создание экологически чистых машин определяются давлением государственных законов и ужесточением экологических норм. В частности, в европейских странах приняты строгие нормы токсичности выхлопа автомобилей. Нормы для развитых европейских стран приведены в таблице 3.
Таблица 3
Нормы токсичности выхлопа автомобилей для развитых европейских стран.
| Наименования стандартов | Год введения | Содержание в выхлопе, г/квт*ч | |||
| NOx | CO | Cх Hу | Твердые частицы | ||
| Евро – 0 | 1988 | 14,4 | 11,2 | 2,5 | |
| Евро – 1 | 1993 | 8,0 | 4,5 | 1,1 | 0,36 |
| Евро – 2 | 1996 | 7,0 | 4,0 | 1,1 | 0,15 |
| Евро – 3 | 1999 | 5,0 | 2,0 | 0,6 | 0,10 |
| Евро – 4 | 2005 | 3,5 | 1,5 | - | 0,02 |
| Евро – 5 | 2008 | 2,0 | 1,5 | - | 0,02 |
Необходимым условием успешного развития одной из важнейших составляющих материально-технической базы любого общества является автодорожный комплекс. Во всем мире автомобильный транспорт приобретает все более интенсивное развитие: по объему перевозок он в четыре раза превосходит все остальные виды транспорта, вместе взятые. Однако, наряду с очевидными преимуществами, процесс развития автодорожного комплекса сопровождается возрастающим негативным воздействием на окружающую среду. Так, с точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха – 95%, шум – 49,5%, воздействие на климат – 68%.