Экологическая безопасность автомобилей: Рабочая программа, задания на контрольные и лабораторные работы, методические указания к выполнению лабораторной и практической работ

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра автомобильного транспорта

Экологическая безопасность автомобилей Рабочая программа Задания на контрольные и лабораторные работы Методические указания к выполнению лабораторной и практической работ Факультет экономики и управления на автомобильном транспорте Направления и специальности подготовки дипломированного специалиста: 653300 – эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования 150200 - автомобили и автомобильное хозяйство Специализация 150201 – техническая эксплуатация автомобилей 653400 – организация перевозок и управление на транспорте 240100.01 – организация перевозок и управление на транспорте (автомобильный транспорт) Специализация 240101.01 – организация перевозок 060800 - экономика и управление на предприятии автомобильного транспорта

Санкт - Петербург 2004

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 502.35 Экологическая безопасность автомобилей: Рабочая программа, задания на контрольные и лабораторные работы, методические указания к выполнению лабораторной и практической работ. – СПб.: СЗТУ, 2004. - 22с. Рабочая программа разработана в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653300, 653400 (специальности 150200, 240100.01, специализации 150201, 240101.01), 060800. Излагается рабочая программа дисциплины, содержащая основные понятия систем экологической безопасности автомобильного транспорта, специфику составляющих ее элементов, их взаимосвязи и влияния на состояние окружающей среды, организационные основы работ по обеспечению экологической безопасности на автомобильном транспорте. Рассмотрено на заседании кафедры автомобильного транспорта СЗТУ 27 января 2004г., протокол №11, одобрено методической комиссией факультета экономики, менеджмента и автомобильного транспорта 16 февраля 2004г., протокол №6.

Рецензенты: кафедра автомобильного транспорта СЗТУ (зав. каф. А.Б. Егоров, канд. техн. наук, доц.); В.Г. Григорьев, канд. техн. наук, доц. кафедры ОПУБАТ Автомобильно-дорожного института при СПб ГАСУ Составители: С.Е. Иванов, канд. техн. наук, доц.; Л.Л. Зотов, канд. техн. наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Экологическая безопасность автомобилей» базируется на знаниях, полученных в результате изучения специальных дисциплин (рабочие процессы двигателей, конструкция, эксплуатационные свойства, техническая эксплуатация автотранспортных средств) и являются одними из блока дисциплин, рассматривающих вопросы обеспечения эффективности перевозок пассажиров и грузов, технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта. Цели дисциплины «Экологическая безопасность автомобилей» заключаются в формировании профессиональных знаний студентов по специальным проблемам организации и обеспечения экологической безопасности на автомобильном транспорте, необходимых инженеру при решении практических задач организации перевозок, технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта. Задачи дисциплины. В результате изучения дисциплины «Экологическая безопасность автомобилей» будущий инженер должен: - знать сущность и основные понятия системы экологической безопасности автомобилей; требования к каждому элементу системы, влияющих на процесс загрязнения окружающей среды, продуктами работы автомобилей; методологию управления экологической безопасности автомобилей, как на уровень владельца автомобильного транспорта, так и на уровень организации дорожного движения; - уметь анализировать, организовывать и управлять состоянием системы обеспечения экологической безопасности автомобиля. - знать сущность и основные понятия основных законов экологии; особенности взаимодействия технических объектов с окружающей природной средой; жизненный цикл промышленной продукции; организационно-правовые формы экологического контроля; - знать сущность и основные понятия экологической безопасности системы технической эксплуатации автомобильного транспорта; - уметь анализировать и управлять состоянием экологической безопасности системы технической эксплуатации автомобильного транспорта.

3

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Рабочая программа (объем курса 120 ч.) 1.1.1. Введение [1], c.7…10; [3], с. 4…16 Задачи курса. Основные задачи экологии Защита окружающей среды как одна из важнейших характеристик эффективности использования автомобильного транспорта. Негативное воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду: потребление ресурсов, загрязнения окружающей среды, негативные социальные последствия. Потребление ресурсов на автомобильном транспорте: энергетическое, материальное. Земельное, трудовое. Основные законы экологии: структурные, функциональные, эволюционно-исторические. Особенности взаимодействия технических объектов с окружающей природной средой; влияние промышленности на природную среду, геотехнические системы. Жизненный цикл промышленной продукции. Загрязнение окружающей среды, как комплекс помех в экологических системах: ингредиентных (воздух, вода, почва), параметрических (шумовые, тепловые, электромагнитные, вибрационные), экологических (фактор беспокойства, сокращение мест обитания, разделяющий эффект, гибель живых организмов). Социальные последствия автомобилизации, как снижение двигательной активности человека, нарастание нервного напряжения и рост заболеваний среди жителей городов, низкий уровень безопасности дорожного движения. Решение проблем снижения отрицательного влияния автомобилизации как комплекса технических, организационных, экономических и управленческих мероприятий. Снижение отрицательных последствий автомобилизации: рациональные приемы управления автомобилем, выбор рациональных характеристик дороги и дорожного движения, изменение степени вредности транспортных средств и поддержание в условиях эксплуатации их надлежащего технического состояния, снижение загрязнения окружающей среды производственными отходами деятельности служб технического обслуживания и ремонта транспортных средств. Условия безопасной эксплуатации транспортных средств и формирование требований к элементам системы «автомобиль – водитель – дорога – среда - система технической эксплуатации». Государственное управление в системе обеспечения защиты окружающей среды. Нормативные материалы по защите окружающей среды: законы РФ «Об охране окружающей природной среды» и «Об экологической безопасности», ГОСТы, ОСТы, СНиПы, СаНиН. Сертификация транспортных средств, услуг по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей как элемент обеспечения экологической безопасности на автомобильном транспорте. 4

Транспортная и Государственная автомобильная инспекции и их роль в обеспечении защиты окружающей среды. Роль санитарно-эпидемиологической службы в обеспечении защиты окружающей среды на автомобильном транспорте. Системы экологического контроля. Государственная экологическая экспертиза, экологический паспорт предприятия, мониторинг загрязнения окружающей среды при эксплуатации автомобильного транспорта. Ответственность за нарушения законодательства РФ о защите окружающей среды: дисциплинарная, административная, уголовная, гражданская. Плата за загрязнение окружающей среды. 1.1.2. Жизненный цикл промышленной продукции 1.1.2.1. Экологическая безопасность автомобилей [1], с. 85 …90; [4], с. 36…50 Вредные выбросы автомобилей и их влияние на окружающую среду. Состав отработавших газов карбюраторных и дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Состав сухого атмосферного воздуха. Источник вредных выбросов отработавших газов (ОГ), картерные газы, топливные испарения. Структура выбросов вредных веществ по отдельным видам автомобильного транспорта. Воздействие ОГ на окружающую среду: первичные и вторичные компоненты и их экологический эффект. Окись углерода, оксиды азота, углерода, альдегиды, сажа, соединения свинца, оксиды серы и их влияние на окружающую среду. Расчет весового выброса вредных веществ в ОГ. Влияние эксплуатационных факторов на изменение выбросов СО, СН, NOx. Условная токсичность ОГ ДВС. Уменьшение токсичности и дымности ДВС. Регулирование карбюраторных ДВС по составу горючей смеси и углу опережения зажигания. Регулирование системы питания дизельных ДВС. Узлы и системы ДВС, снижения токсичность и дымность ОГ. Рециркуляция ОГ, как метод уменьшения доли NOx в их составе. Замкнутая система вентиляции картера. Снижение СО и СН в отработавших газах за счет контроля выключенных газов, как элемента конструкции автомобилей. Конструктивные изменения двигателя, улучшение процесса сгорания: изменение камеры сгорания, автомат подогрева всасываемого воздуха при холодном двигателе снижения степени сжатия, применение свечей со сдвоенным электроходом и д.р. Снижение выбросов токсичных компонентов на режимах холостого хода и разгона. Влияние топлива на токсичность отработавших газов. Общие свойства топлива для ДВС и их роль в образовании вредных компонентов в ОГ. Снижение токсичности и дымности ОГ за счет присадок в топливо и масло. Способы сокращения испаряемости топлива из бака карбюратора. 5

Использование газовых и водоэмульсионных топлив. Структура ОГ у автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газе, а также на водоэмульсионных топливах. Двухтопливные смеси (с добавлением газа и эмульсий) и их влияние на снижение вредных выбросов. Альтернативные виды топлива и их роль в снижении токсичности и отрицательного воздействия автомобиля на окружающую среду. Каталитические преобразователи, как наиболее рациональный путь снижения токсичности ОГ. Каталитические нейтрализаторы. Использование фильтрующих элементов при снижении дымности ОГ дизельных двигателей. Эффективность мероприятий при снижении токсичности и дымности ОГ. Контроль состава ОГ как элемент управления состоянием ДВС. Методики испытания автомобилей на токсичность. Европейский испытательный цикл. Оценка токсичности двигателя. Контроль вредных компонентов ОГ в процессе эксплуатации автомобиля. Требования ГОСТ при контроле токсичности и дымности. Требования стандартов США и ЕЭС по нормированию содержания вредных примесей в ОГ бензиновых и дизельных легковых и грузовых автомобилей. Методы проверки ДВС на токсичность и дымность. Методы анализа основных газовых загрязнений: электрические, фотоколометрические, эмиссионные, лазерные, термохимические и плазменно-ионизационные. Классификация средств контроля токсичности и запыленности ОГ. Схемы газоанализаторов и дымомеров. Перспективные методы определения параметров токсичности и запыленности газовых потоков. Шум автомобиля как особый вид загрязнения окружающей среды. Физические основы возникновения шума и восприятия звука. Источники возникновения шума и вибрации на автомобиле. Влияние шума на организм человека. Пути уменьшения уровня шума и вибрации внутри салона автомобиля. Внешний шум автомобиля. Пути уменьшения уровня внешнего шума автомобиля. Контроль уровня автомобильного шума. Требования нормативных документов к уровням внешнего и внутреннего шумов автомобиля. Методы контроля шума автомобиля. Средства оценки шума автомобиля. 1.1.3. Экологическая безопасность транспортных потоков [1], с. 90…165; [5], с. 48…126 Транспортный поток как сумма воздействий автомобилей на окружающую среду. Режимы движения автомобилей в транспортном потоке. Структура времени работы автомобилей на различных режимах. Время проезда автомобилем участка городской магистрали как важнейший показатель,ы отражающий фактические условия транспортных потоков. Характеристики разгона и торможения автомобилей, задерживающихся у изолированного 6

перекрестка со светофорным регулированием. Определение средней скорости установившегося движения транспортного потока на перегоне городской магистрали. Расчеты выбросов вредных веществ транспортными потоками. Индекс загрязнения как комплексный показатель токсичности транспортных потоков. Валовой и пробеговый выбросы СО. Выбросы углеводородов и оксидов азота от транспортных потоков. Концентрация токсичных компонентов в атмосферном воздухе. Определение концентраций СО на краю проезжей части. Влияние характеристик проезжей части и примагистральной застройки на содержание вредных компонентов ООГ в приземном слое воздуха магистралей. Концентрация СО и других токсичных компонентов ООГ автомобилей на перекрестках. Социально-экономический ущерб от загрязнений атмосферы городов и промышленных центров. Расчет предельного и допустимого выброса вредных веществ транспортными потоками. Допустимая загазованность атмосферного воздуха от автомобильного транспорта. Аэрационные характеристики примагистральных территорий. Расчетная скорость ветрового потока в заданной точке города. Влияние рельефа местности и состояния атмосферы на скорость ветрового потока. Пути снижения воздействия транспортных потоков на окружающую среду. Сокращение числа пересечений транспортных потоков и пешеходных. Сокращение числа остановок транспортных средств: за счет организации движения транспортных и пешеходных потоков, внедрение прогрессивных методов управления работой светофорных объектов. Снижение уровня нагрузки магистралей: рациональная организация автомобильных перевозок, рассредоточение транспортных потоков в пространстве и по времени, увеличение пропускной способности магистралей. Оптимизация состава цикла регулирования и внедрения автоматизированных систем управления дорожным движением. Снижение уровня загазованности атмосферного воздуха за счет строительства инженерных сооружений: экранизирующих стенок, земляных насыпей, открытых тоннелей, зданий-экранов. Уменьшение уровня загазованности на внутримикрорайонной территории: зонирование примагистральной полосы, строительство около транспортных магистралей торгово-бытовых или социально-культурных учреждений и предприятий. Защитный эффект зеленых насаждений примагистральной территории. Шум транспортного потока. Классификация шумов транспортного потока. Критерии воздействия на человека. Схема расчета шумовых характеристик транспортного потока. Эквивалентный уровень шума автомобиля при движении с постоянной скоростью, замедлением и ускорением. Способы суммирования шумов одиночных автомобилей. Последовательность расчета эквивалентного уровня шума транспортного потока. Диаграмма шума транспортного потока. Организация дорожного движения как средства ограничения транспортного шума: ограничение верхнего предела скорости автомобилей, увеличение числа полос движения, оптимизация структуры и деятельности 7

цикла светофорного регулирования и координации работы светофорных объектов. Электромагнитные излучения транспортного потока. Природа электромагнитного излучения. Вредные воздействия электромагнитных излучений на человека. Предельно допустимый уровень воздействия электромагнитных полей. Методы измерения; пути снижения электромагнитных излучений: конструктивные и эксплуатационные факторы. Техническое состояние узлов и агрегатов, формирующих электромагнитное поле. Устройства, предназначенные для подавления и экранирования электромагнитного излучения. Мощность излучения транспортного потока. Влияние интенсивности транспортного потока и технической скорости на уровень электромагнитного излучения. Транспортная вибрация как воздействие на водителя и пассажиров автомобиля, так и на окружающие объекты. Общая и локальная вибрация и их воздействия на человека. Воздействие вибраций на окружающее пространство. Зависимость вибраций от интенсивности и скорости движения, состава потока и ровности дорожного покрытия, характеристик грунта. Нормирование значений транспортной вибрации. Требования ГОСТ 12.1.012 и международных стандартов к нормируемым параметрам вибрации. Снижение уровня вибраций как комплекс организационных и строительных мер. 1.1.4. Экологическая безопасность технического обслуживания и ремонта автомобилей [2], с. 95…131 Производственные отходы технического обслуживания и ремонта автомобилей и их влияние на окружающую среду. Классификация отходов. Источники образования производственных отходов. Загрязнение воды, атмосферы и почвы отходами производства. Воздух рабочих зон технического обслуживания и ремонта. Микроклимат производственных помещений. Нормирование микроклимата производственных помещений. Вредные вещества, выделяемые в воздух рабочей зоны. Источники выделения вредных веществ. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для производственных участков предприятий автомобильного транспорта и станций технического обслуживания. Пути нормализации вредных выделений в воздух помещений: механизация и дистанционное управление производственными процессами, защита источников тепловых излучений, средства индивидуальной защиты, устройства эффективной вентиляции и отопления. Мероприятия по защите от вредных веществ: разработка инструкций по безопасности труда при применении вредных веществ, своевременный контроль за содержанием 8

вредных веществ в воздухе рабочей зоны, совершенствование конструкции оборудования. Сточные воды предприятия автомобильного транспорта: производственные, хозяйственно-бытовые, ливневые загрязнения воды отходами производственной деятельности. Показатели загрязнения сточных вод. Анализ водной среды. Методы, средства анализа. Расчет водопотребления и сброса неочищенных вод. Требования к сточным водам. Определение предельно-допустимых сбросов веществ в водные объекты со сточными водами. Очистка и обезвреживание сточных вод, как основное направление в решении проблемы защиты окружающей среды. Способы очистки сточных вод: механический, физико-химический, электрохимический, биологический. Технологические процессы очистки сточных вод. Эффективность очистки. Очистные сооружения. Состав очистных сооружений. Расчет потребного количества очистных сооружений. Расчет очистных сооружений по взвешенным веществам и нефтепродуктам. Очистка сточных вод малярных участков. Организация эксплуатации очистных сооружений и уход за ними. Отходы производственной деятельности на автомобильном транспорте загрязняющие почву: твердые и жидкие. Нормативные документы, регламентирующие требования к почве. Требования к контролю и охране почвы от загрязнений. Сбор, хранение и утилизация отходов как основное направление снижения воздействия на почву. Сбор, хранение и утилизация металлоотходов, нефтепродуктов и масел, шин и рабочих жидкостей. 1.1.5. Организация работ владельцами автомобильного транспорта по обеспечению экологической безопасности [2], с. 132…198 Обязанности владельцев автомобильного транспорта и должностных лиц предприятия по обеспечению экологической безопасности передвижных и стационарных источников выделения вредных выбросов. Экологическая документация предприятия: обязательная и рекомендуемая. Обязательная документация предприятия: тома расчетов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) или временно согласованных выбросов (ВСВ) в атмосферу и предельнодопустимых выбросов (ПДС) в водоемы; разрешение на ПДВ и ВСВ; разрешение на сброс воды и водопользования; разрешение на хранение отходов; разрешение на вывоз отходов; экологический паспорт предприятия; государственные стандарты на ПДВ вредных веществ; подлинники актов, протоколов, предписаний, выданных предприятию государственными органами по контролю за состоянием окружающей среды; государственная отчетность по охране окружающей среды. Экологический паспорт предприятия как основной документ, характеризующий состояние природоохранных работ на предприятии. Требования экологического паспорта. Стандарты на вредные 9

выбросы и сопроводительная документация. Государственная отчетность по экологической деятельности предприятия автомобильного предприятия. Документация, подтверждающая разрешение хранения автомобилей. Методики действия при возникновении экологической аварии. Основные мероприятия, направленные на обеспечение экологической безопасности автомобильного транспорта. Обеспечение предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ на границе санитарно-защитной нормы предприятия: снижение вредных выбросов из котельных установок; уменьшение времени разогрева автомобильных двигателей на холостом ходу; снижение вредных выбросов в атмосферу воздуха при работе зон, цехов, участков. Очистка сточных вод и экономное водопотребление. Обеспечение ПДК в выбросах технологического оборудования при ремонте, техническом обслуживании автомобилей, хранении транспортных веществ и материалов: улавливание золы, пыли и очистки газодымовых веществ; вентиляция, утилизация и нейтрализация вредных отходов: обеспечение допустимого уровня шума при работе предприятия. Меры экологической безопасности при эксплуатации автомобилей на линии.

10

1.2. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения Спец. Спец. 150200, 060800 240100.01 1. Введение. Задачи курса. Основные законы экологии. Особенности взаимодействия технических объектов с окружающей природной средой………………………….. 2. Жизненный цикл промышленной продукции. Экологическая безопасность автомобилей………………. 3. Экологическая безопасность транспортных потоков…… 4. Экологическая безопасность технического обслуживания и ремонта автомобилей…………………... 5. Организация работ владельцем автомобильного транспорта по обеспечению экологической безопасности………………………………………………..

4 часа

4 часа

4 -"4 -"-

4 -"2 -"-

4 -"-

4 -"-

4 -"-

2 -"-

20часов

16часов

1.3. Примерные темы лабораторной и практической работ 1. Исследование экологических показателей транспортного потока

- 4 часа

2. Экологическая безопасность транспортных потоков

- 4 -"-

11

2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ОСНОВНОЙ: 1. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения. – М.: Транспорт, 1992. - 183 с. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ: 2. Экологическая и природная деятельность на транспорте. - М.: Министерство транспорта РФ, 1995. - 228 с. 3. Зотов Л.Л. Экологическая безопасность производства и автомобильного транспорта: Учеб. пособие: СПб.: СЗТУ, 2003. - 90с. 4. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. – М.: Транспорт. 1990. - 135 с. 5. Экологическая безопасность транспортных потоков / Под ред. А.Б. Дьякова – М.: Транспорт. 1989. - 128с. 6. Завьялов С.Н. Мойка автомобилей: Технология и оборудование. – М.: Транспорт. 1984. - 184 с. 7. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды/Р.В. Малов, В.И. Ерохов, В.А. Щетина, В.Б. Беляев – М.; Транспорт. 1982. -200с.

12

3. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ Определить изменение выбросов вредных веществ при различных скоростях движения автомобиля ЗИЛ-130В. Параметры автомобиля, необходимые для расчета, нужно определить по справочнику: «Краткий автомобильный справочник / А.Н. Понизовкин, Ю.М. Власов, М.Б. Ляпинов и др. – М.: АО «Трансконсалтинг», НИИАТ, 1994. - 779с. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 1. Задача выполняется в соответствии с методикой, приведенной в литературе под номером [4]. Таблица 1 Исходные данные к задаче Параметр Коэффициент использования грузоподъемности, q Коэффициент сопротивления движению автомобиля, ψ

Вариант

Цифра шифра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

0,95

0,9

0,85

0,8

0,75

0,7

0,65

0,6

0,55

1

Последняя

0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,03 0,02 0,025

0,04

0,02

Предпоследняя

Конечная цель работы: получение характеристик выбросов вредных веществ (СО, NОx, CnHm) двигателя автомобиля в зависимости от скорости движения, его нагруженности и суммарного дорожного сопротивления. Выброс вредных веществ Q г/км при движении автомобиля с различными нагрузками и скоростями можно рассчитать, если будет известна молекулярная масса Мх вредного вещества, его концентрация в процентах по объему х и общий расход смеси в м3/км. Для определения количества молей в 1м3 необходимо 1000л разделить на 22,4л (1 моль газа занимает 22,4л при 00С и 0,1МП). Молекулярная масса 1 моля Мх определяется из химической формулы компонента: МСО – 28, МNOx–40, МСnHm – 86. Выделение газа в м3/км определяется умножением расхода топлива в л/100км на ρт ·0,01 и выражение 15α/1,22, где α – коэффициент избытка воздуха для сгорания, а 1,22 – плотность воздуха, кг/м3. Общая формула для расчета выброса вредных веществ: Q(CO, NOx, CnHm) = 0,0548 ρт (A2+B2N1+C2N12) [A·ik+B2· ik +Va+C(Ga ψ+0.077 kFVa2)] (a1+b1N1) / ηi , 13

где Мх – молекулярная масса токсичных веществ; A2, B2, C2 – постоянные коэффициенты для разных токсичных веществ (см. табл. 1); А, В, С – коэффициенты, постоянные для данного автомобиля (А=0,85, В=0,026, С=0,035); a1, b1 - коэффициенты, постоянные для данного карбюратора (a1 =0,8, b1=0,0037). Концентрация вредного вещества Х CO, NOx, CnHm = A2 +B2·N1 + C2· N12 Таблица 2 Значения постоянных коэффициентов А2 В2 С2

ХСО 4,02 -0,122 0,935·10-3

ХСН 0,077 -1,82·10-3 0,137·10-4

ХNOx 0,181 7,02·10-3 0,68·10-4

KF – фактор обтекаемости 2,41 н·с2/м2 ; ik~54/Vai – передаточное число коробки передач автомобиля; ρт= 0,74г/см3 – плотность топлива; ηi= 0,256+3,43·10-7 (GaψVa+0.184Va3) – индикаторный КПД. Скорости автомобиля Vai (15, 35, 55, 75, 90) км/ч. Собственная масса автомобиля m(a) = 4525 кг. Номинальная грузоподъемность g (н) =14000кг. Расчетная масса порожнего автомобиля, Н: Ga (п) = m(a)·q Расчетная масса груженого автомобиля, Н: Ga (г) = [g(н)·q + m(a)] g Результаты расчетов сводятся в табличную форму Сводная таблица расчета вредных веществ Скорости движения Наименование вредного Va1 вещества Va2 Va3 Va4 Порожний автомобиль СО NnHm NnOm Груженый автомобиль NnHm NnOm По результатам расчетов строятся графики Q=f(Vai) (г;п) 14

Va5

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА Цель работы Исследовать методику расчетов выбросов в атмосферу загрязняющих веществ (ЗВ) автотранспортом на городских магистралях. Теоретические положения Учитывается выброс следующих загрязняющих веществ (ЗВ): - оксид углерода - CO; - углеводороды - CH; - оксиды азота - NOx; - твердые частицы (сажа) - C; - диоксид серы - SO2; - соединения свинца - Pb. Величина выброса автомобилей i-го ЗB Mi на участке улицы длиной I за единицу времени может быть определена по формуле:

Mi= Mli +Di , г/ч;

где Mi – выброс i-го 3B при непрерывном движении транспортного потока,

Di – дополнительный выброс i-го ЗB, связанный с задержкой транспортных средств, г/ч. Транспортный поток подразделяется на пять групп расчетных автомобилей, для которых существуют статистические нормы выбросов ЗВ, заданные в базе данных программы: - расчетный легковой автомобиль (РЛА); - расчетный грузовой автомобиль с бензиновым двигателем (РГАБ); - расчетный грузовой автомобиль с дизельным двигателем (РГАД); - расчетный автобус с бензиновым двигателем (РАБ); - расчетный автобус с дизельным двигателем (РАД). Для крупных городов России доля РГАБ составляет 71%, РАБ – 37%. 15

РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗВ Расчетный вариант 1 Условия движения по перегону: входные направление – V = 45 – 60 км/ч; выходное направление – V = 45 – 60 км/ч. Условия проезда перекрестка для данного РН: - число автомобилей в очереди не превышает пропускной способности перекрестка. Выброс i-го ЗВ для входного и выходного направления Mli, определяется по формуле Mli =сумма ЗВ (m’lik·ln·Nkn), (1) где m’lik - пробеговый выброс i-го ЗВ автомобилем k-й расчетной группы, г/км; ln – длина n-го перегона входного и выходного направления, км; Nkn – интенсивность движения автомобилей k-й расчетной группы на n-ом перегоне входного или выходного направления, авт/час. Дополнительный выброс i-го ЗВ Di, для соответствующего РН каждого входного направления определяется по формуле Di = сумма ЗВ ((m’sik+mxxk·txx)Non),

(2)

' где m sik - дополнительный выброс i-го ЗВ на остановку автомобилем k-й расчетной группы; mxxk – выброс i-го ЗВ при работе двигателя автомобиля k-й расчетной группы на холостом ходу, г/мин; txx – время работы двигателя на холостом ходу для соответствующего РН, мин; Non – количество остановленных автомобилей k-й расчетной группы на соответствующем РН, авт/час.

Расчетный вариант 2 Условия движения по перегону: входное направление – V=45-60 км/ч; выходное направление – V=45-60 км/ч. Условие проезда перекрестка для данного РН: - число автомобилей в очереди превышает пропускную способность перекрестка 16

(1).

Выброс i-го ЗВ для входного направления Mli, определяется по формуле

Дополнительный выброс определяется по формуле

i-го

ЗВ

Di,

для

Di = сумма PD ((m’sik+ m"sik S+mxxk·txx)Non),

соответствующего

РН

(3)

где m"sik - дополнительный выброс i-го ЗВ на остановку автомобилем k-й расчетной группы при промежуточных остановках, г; S – количество промежуточных остановок при разъезде очереди. Расчетный вариант 3 Условия движения по перегону: - входное направление – V=30-45 км/ч; - выходное направление – V=30-45 км/ч. Условия проезда перекрестка для данного РН: - число автомобилей в очереди превышает пропускную способность перекрестка. Выброс i-го ЗВ для входного и выходного направления Mli, определяется по формуле Mli =сумма ЗВ (m"lik·ln·Nkn),

(4)

где m"lik - пробеговый выброс i-го ЗВ автомобилем k-й расчетной группы, г/км. Дополнительный выброс i-го ЗВ Di, для соответствующего РН каждого входного направления определяется по формуле Di = сумма ЗВ ((m"sik(1+S)+mxxk·txx)·Non),

(5)

Расчетный вариант 4 Условия движения по перегону: - входное направление – V=45-60 км/ч; - выходное направление – V=30-45 км/ч. Условия проезда перекрестка для данного РН: - число автомобилей в очереди превышает пропускную способность перекрестка. Выброс i-го ЗВ для входного направления Mli, определяется по формуле (6) Mli =сумма ЗВ (m'lik·ln·Nkn), 17

Выброс i-го ЗВ для выходного направления Mli, определяется по формуле (7) Mli =сумма ЗВ (m"lik·ln·Nkn), Дополнительный выброс i-го ЗВ Di, для соответствующего РН определяется по формуле (5). Расчетный вариант 5

(7). (6).

Условия движения по перегону: - входное направление – V=30-45 км/ч; - выходное направление – V=45-60 км/ч. Условия проезда перекрестка для данного РН: - число автомобилей в очереди превышает пропускную способность перекрестка. Выброс i-го ЗВ для входного направления Mli, определяется по формуле Выброс i-го ЗВ для выходного направления Mli, определяется по формуле

Суммарный выброс i-го ЗВ для элемента УДС Mi для расчетных вариантов 1-5 определяется суммированием всех значений Mli и Di.

Практическая работа Экологическая безопасность транспортных потоков Цель работы Изучение транспортной сети города. Классификация транспортных потоков Теоретические положения Транспортный поток – сумма воздействий автомобилей на окружающую среду. Режимы движения автомобилей в транспортном потоке. Структура времени работы автомобиля на различных режимах. Время проезда автомобилями участка городской магистрали как важнейший показатель, отражающий фактические условия транспортных потоков. Определение числа автомобилей, задерживающихся у изолированного перекрестка со светофорным регулированием. Определение средней скорости установившегося движения транспортного потока на перегоне городской магистрали. Транспортная сеть города представляется в виде отдельных сегментов улично-дорожной сети: перегонов и перекрестков. Выбрать перекресток города 18

(адрес), представить расчетную схему с указанием учитываемых расстояний (см. образец – рис.1). ВХН4

ВН3

РН1 РН1 РН2 РН3

ВН2 ВХН1

РН1 РН2 РН3

ВХН2 ВН1

РН ВН4

ВХН3

Рис. 1. Схема элемента улично-дорожной сети Обозначения на рисунке: ВХН – входное направление; ВН – выходное направление; РН – регулируемое направление. Исследовать транспортный поток выбранного сегмента, условно подразделяющийся на пять групп расчетных автомобилей (Краткий автомобильный справочник). Результаты исследования (час пик) представить в нижеприведенных табличных формах (число столбцов ВХН и РН должно соответствовать рассматриваемому перекрестку). Для непрерывного движения автомобилей Интенсивность, авт/ч

ВХН1

N легковых N грузовых N автобусов Скорость, км/ч

19

Направления ВХН2 ВН1

ВН2

Для автомобилей, задержанных на перекрестке Направления Интенсивность, авт/ч

ВХН1 РН1 РН2

ВХН2 РН1

РН2

N легковых N грузовых N автобусов Скорость, км/ч Тхх, мин S Тхх – время работы двигателя на холостом ходу для соответствующего РН, мин; S – количество промежуточных остановок при разъезде очереди.

20

Содержание 1. Содержание дисциплины ...................................................................................... 4 1.1. Рабочая программа ....................................................................................... 4 1.1.1. Введение ......................................................................................................... 4 1.1.2. Жизненный цикл промышленной продукции ............................................ 5 1.1.2.1 Экологическая безопасность автомобилей ............................................... 5 1.1.3. Экологическая безопасность транспортных потоков ................................ 6 1.1.4. Экологическая безопасность технического обслуживания и ремонта автомобилей.............................................................................................................. 8 1.1.5. Организация работ владельцами автомобильного транспорта по обеспечению экологической безопасности........................................................... 9 1.2. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения.................................................................................................................. 11 1.3. Примерные темы лабораторной и практической работ........................... 11 2. Библиографический список ................................................................................. 12 3. Задание на контрольную работу......................................................................... 13 4. Методические указания к выполнению лабораторной и практической работ ..................................................................................................................... 15

21

Компьютерный набор, форматирование, графика Беляковой Н.В.

Редактор М.Ю. Комарова Сводный темплан 2004г. Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003г.

Подписано в печать 28.04.04 Формат 60х84 1/16 . Б.кн.-журн. П.л. 1,5 Б.л. 1,0 РТП РИО СЗТУ Тираж 200. Заказ __

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5

22