Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Транспортна екологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Удосконалення конструкції автомобіля

Зниження маси конструкції транспортного засобу. Це важливий напрям поліпшення екологічних показників транспорту. Практика свідчить, що на кожну додаткову тону маси спорядженого автомобіля на кожні 100 км шляху додатково витрачається до 2,5 л бензину або до 1,6 л дизельного пального. Зниження власної маси транспортних засобів може відбуватися за рахунок зміни конструкції агрегатів, удосконалення технологічних процесів виготовлення автомобілів і заміни матеріалів на легші. Для досягнення цієї мети сьогодні широко застосовують пластмасові матеріали.

При створенні нових типів рухомого складу автотранспорту зниження власної маси закладається вже на стадії проектування, коли передбачаються нові компонувальні схеми й полегшені конструкційні матеріали. За рахунок зниження маси економія енергоресурсів може становити 8 -ь 10 %.

Зменшення опору руху. Це суттєво впливає на скорочення витрати пального. Одним із основних напрямів зменшення опору є правильний вибір передавальних чисел головної передачі і коробки передач. Із збільшенням числа передач, особливо на вантажних автомобілях, зростають труднощі при виборі оптимальної передачі за зміни умов руху. Так, на автомобілях КАМАЗ, де є п'ятиступінчаста коробка передач і дільник, водії рідко користуються підвищувальними передачами, тому спостерігається перевитрата пального. Ця проблема може бути вирішена завдяки застосуванню спеціальних автоматичних пристроїв, що сигналізують про необхідність увімкнення потрібної передачі, або застосуванням автоматичних коробок передач.

Аеродинаміка транспортних засобів також істотно впливає на витрату пального. Під час руху з високою швидкістю значна частина енергії витрачається на подолання опору повітря. Ці витрати прямо пропорційні квадрату швидкості й визначаються обтічністю автомобіля. Остання визначається як добуток коефіцієнта опору повітря на лобову площу транспортного засобу. Аеродинамічні властивості автомобілів підвищуються за рахунок надання обтічної форми, рівномірного розташування вантажу, встановлення спеціальних обтічників (дефлекторів) на даху кабіни вантажного автомобіля тощо.

Підвищення якості пального та зниження токсичності газів, що викидаються

Якість пального часто підвищують спеціальними присадками, їх поділяють на:

  • – присадки, що інтенсифікують горіння;
  • – антидимні присадки-інтенсифікатори.

Антидимні присадки також інтенсифікують горіння, підвищують цетанове число пального і зменшують кількість світлого диму, що з'являється під час роботи холодного дизеля. Як антидимні присадки можна використовувати метилацетат, ацетонпероксид, етилнітрат, ізоамілнітрат тощо. їх доцільно додавати до дизельного пального з низьким цетановим числом.

Антидимні присадки також застосовують для зменшення темного диму (сажі). Вони практично не впливають на виділення дизелями оксиду вуглецю, але істотно знижують виділення альдегідів, бенз(а)пірена і прискорюють вигорання сажі.

Зниження токсичності відпрацьованих газів. Цього досягають деякими технічними рішеннями, які можна поділити на дві групи:

  • – оптимізація процесів горіння пального в циліндрах двигуна;
  • – установка спеціальних нейтралізаторів відпрацьованих газів та фільтрів.

Оптимізацію процесів горіння можна вважати найперспективнішим методом зменшення вмісту у відпрацьованих газах оксиду вуглецю СО та вуглеводнів СХНУ, адже цих продуктів неповного згоряння пального легше позбуватися саме на стадії їх утворення. Проте уникнути появи у продуктах згоряння багатьох інших шкідливих речовин цими методами практично неможливо.

Установку нейтралізаторів відпрацьованих газів застосовують як додаткове устаткування, що без значних змін у конструкції двигуна легко вбудовується у випускний тракт двигуна і забезпечує зовнішнє часткове очищення газів.

Розрізняють такі способи зменшення токсичності відпрацьованих газів нейтралізацією:

  • – термічна нейтралізація;
  • – каталітична нейтралізація;
  • – рідинна нейтралізація;
  • – комбінована нейтралізація.

У самостійну групу виділяють способи видалення з відпрацьованих газів твердих частинок (сажі).

Термічна нейтралізація грунтується на електротермічному допалюванні незгорілих вуглеводнів і доокисленні чадного газу в спеціальній термостатичній камері, яка знаходиться за випускним колектором, з подальшою обробкою утвореного полум'я сильним електричним полем. У результаті продукти неповного згоряння палива CO та CxHy окислюються до кінцевих продуктів СО2 та H2O.

Термічний нейтралізатор являє собою теплоізольовану камеру, в якій спеціальним чином організовано процес протікання відпрацьованих газів та куди подається додаткова кількість свіжого повітря, а також організовуються процеси окислення. Ефективність процесів залежить від температури, що підтримується, тривалості перебування відпрацьованих газів у нейтралізаторі, кількості додаткового повітря та якості його змішування з газами. Після термічного нейтралізатора відпрацьовані гази спрямовуються у глушник.

Недоліком таких нейтралізаторів є те, що у відпрацьованих газах на виході може збільшуватися вміст оксидів азоту.

У дизельних двигунах окислення продуктів неповного згоряння пального може здійснюватися під час перепускання відпрацьованих газів через спеціальні допалювачі, в яких підтримується постійне горіння.

Застосування й термічних нейтралізаторів, і допалювачів призводить до зменшення потужності двигуна через збільшення опору в системі видалення продуктів згоряння, а також до збільшення питомої витрати пального.

Каталітична нейтралізація ґрунтується на застосуванні окислювальних і відновних реакцій. Вони потрібні для відновлення оксидів азоту до вихідних речовин – кисню і азоту.

Для прискорення окисних та відновних реакцій у нейтралізаторах використовують різні каталізатори – речовини, прискорювачі реакцій. їх поділяють на:

  • окисні каталізатори – прискорюють перебіг реакцій окислення;
  • відновні каталізатори – прискорюють перебіг реакцій відновлення;
  • двофункціональні каталізатори – прискорюють перебіг обох видів реакцій.

В окислювальних і відновних реакціях можна застосовувати відносно дешеві окислювальні каталізатори на основі міді (CuO), марганцю (MnO2). нікелю (NiO), хрому (Cr2O2), заліза (Fe2O3), цинку (ZnO). Проте їх недоліком є те, що вони досить недовговічні і тому малоефективні. Поширення сьогодні набули каталізатори на основі благородних металів – платини (Pt) та палладію (Р1). Вони достатньо селективні, мають низьку температуру початку ефективної роботи, довговічні й дають ступінь очищення до 70 ÷ 90 %. Каталізаторами в реакціях відновлення NOx можуть виступати також родій (Ro) і рутеній (Ru). Проте значного поширення вони не набувають через їх високу вартість.

Каталітичні негітралізатори (часто просто каталізатори) – цс пристрої, що являють собою інертне тіло-носій з нанесеним на нього активним каталітичним шаром. їх розміщують у корпусі нейтралізатора (див. рис. 4.21). Найпоширенішими є гранульовані й монолітні (блочні) носії.

Принципова схема каталітичного нейтралізатора

Рис. 4.21. Принципова схема каталітичного нейтралізатора

Гранульовані носії виготовляють з оксиду алюмінію або алюмосилікатів у вигляді гранул розміром 2 ÷ 5 мм. Гранули покривають речовиною-каталізатором і використовують як наповнювач, розміщуючи його всередині корпусу нейтралізатора та пропускаючи через нього відпрацьовані гази.

Блочні носії виготовлюють у вигляді блоку, в тілі якого є поздовжні чи радіальні канати, поверхню яких покрито речовиною-каталізатором. Матеріалом блока може бути оксид алюмінію Al2O3, кордієрит та інші. Він також може бути виготовлений з кераміки стільникової структури або з гофрованої фольги з нержавіючої сталі.

Використовуючи один нейтралізатор важко досягти ефективного очищення від трьох найпоширеніших груп речовин одночасно CO, CxHy та ΝΟХ. Для підвищення ефективності використовують два нейтралізатори, конструктивно розташовані в одному блоці. В першому нейтралізаторі ΝΟХ відновлюється до N2 за такими реакціями:

(4.4)

(4.5)

(4.6)

(4.7)

Оксиди азоту, що містяться у відпрацьованих газах бензинових двигунів, на 99 % складаються з NO. В другому нейтралізаторі CO та CxHy окислюються до вуглекислого газу і води. Для забезпечення цього до другого нейтралізатора підводять додаткову кількість повітря. Реакції проходять за такими схемами:

(4.8)

(4.9)

Обмежують застосування каталітичних нейтралізаторів висока вартість, неможливість роботи з етилованим бензином (з'єднання свинцю й сірки виводять каталізатори з ладу), а також жорсткі технічні вимоги до їх конструкцій.

Ефективність роботи каталітичних нейтралізаторів оцінюється коефіцієнтом нейтралізації по кожній зі шкідливих речовин. Цей коефіцієнт визначається за формулою:

(4.10)

де– концентрація /'-тої речовини на вході в нейтралізатор,

- концентрація тієї ж речовини на виході з нього.

Для сучасних автомобілів орієнтовні значення коефіцієнтів нейтралізації за трьома основними видами речовин є такими:

Рідинні нейтралізатори найпростіші за принципом роботи. Відпрацьовані гази пропускають через шар води чи хімічного розчину. Під час проходження шкідливі речовини розчиняються або хімічно зв'язуються. Крім того, під час проходження через рідину вловлюються дрібнодисперсні тверді частинки.

Такі компоненти відпрацьованих газів, як альдегіди, оксиди сірки, вищі оксиди азоту розчиняються у воді й нейтралізуються. Сажа та інші дисперсні частинки вловлюються. Запах відпрацьованих газів послаблюється. При цьому оксид вуглецю і оксид азоту не знезаражуються.

Для підвищення ефективності рідинних нейтралізаторів як реагент використовують водні розчини сульфату натрію (Na2SO3), або соди (Na2CO3) з додаванням гідрохінону (Na2CO3).

На відміну від термічних і каталітичних, рідинні нейтралізатори не потребують часу для переходу в робочий стан після пуску холодного двигуна. Недоліками таких нейтралізаторів є великі маса й габарити, а також необхідність частої зміни робочого розчину. Крім того, вони можуть замерзати у холодні періоди.

Фільтрий спеціальні уловлювачі в системах випуску двигунів внутрішнього згоряння сприяють затриманню твердих частинок відпрацьованих газів. Сажа, сполуки сірки, вуглеводневі сполуки та інші тверді частинки вловлюються під час проходження через фільтрувальний елемент або внаслідок їх центрифугування. Сажові фільтри виготовляють із кераміки, металокераміки чи перфорованих металевих трубок і вкривають керамічними волокнами.

Ефективність вловлювання становить 45 ÷ 60 %. Керамічні фільтри з тефлоновим покриттям здатні затримувати до 85 ÷ 95 % сажі й твердих частинок. При цьому концентрація бенз(а)пірену у відпрацьованих газах знижується на 80 ÷ 95 %. У спеціальних вловлювачах створюються електростатичні поля у поєднанні з центрифугуванням. їх недоліком є висока вартість, тому перевага часто надається нейтралізаторам.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші