где
- расход топлива за год, л - суточная норма расхода топлива, л - нормы расхода относительно на одно ежедневное обслуживание ТО-1, ТО-2, ПР, грн. -величина кратности нормативного расхода топлива до ТО-2, как до нормативного расхода топлива до ТО-1; - расход топлива на 1000 км пробега, л - коэффициент, учитывающий корректные условия эксплуатации .Величина кратности нормативного расхода топлива до ТО-2, как до нормативного расхода топлива до ТО-1
4. РАСЧЕТ ТОКСИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЯ
4.1 Определение количества выбросов вредных веществ для груженного и порожнего автомобиля в зависимости от скорости движения по методике проф. Говорущенко Н.Я.
Выброс вредных веществ с отработавшими газами в г/км определяется по формуле:
(4.1)где MХ – молекулярная масса вредного вещества, г/моль;
– плотность топлива, кг/м3,( =0,84 кг/м3)А2, В2, С2 – постоянные коэффициенты, зависящие от типа установленного на автомобиле двигателя и вида вредного вещества;
Ni – процент использования мощности, %;
Q – расход топлива, л/100 км;
– коэффициент избытка воздуха.Значения молекулярной массы вредных веществ МХ, А2, В2 и С2 для различных видов вредных веществ приведены в таблице 3.
Коэффициент избытка воздуха определяется по формуле:
, (4.2)где а1 и b1 – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа установленного на автомобиле двигателя (для автомобилей с дизельным двигателем a1 = 5, b1 = -0,035).
Таблица 3 – Значения молекулярной массы МХ и коэффициентов А2, В2, С2 для различных видов вредных веществ
Типдвигателя | Видвещества | Значения коэффициентов | |||
MХ | A2 | B2 | C2 | ||
Дизельный | СО | 28 | 0,05 | -0,0015 | 0,000014 |
NOx | 30 | 0,02 | 0,0023 | -0,000004 | |
CnHm | 86 | 0,017 | -0,00031 | 0,00000247 |
Расчеты расхода топлива Q и процента использования мощности Ni приведены в пункте 1.2.
Подставив численные значения, получим следующие результаты расчетов
г/кмДанные расчетов выброса вредных веществ СО, CnHm и NOx приведем в виде таблицы (табл. 3).
Таблица 4 – Расчет выброса вредных веществ СО, CnHm и NOx для разной скорости движения при различной нагрузке.
Va | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
αmin | 4,32 | 4,30 | 4,24 | 4,11 | 3,91 | 3,61 | 3,18 | 2,62 | 1,89 | |
αcp | 4,12 | 4,10 | 4,03 | 3,91 | 3,71 | 3,40 | 2,98 | 2,41 | 1,69 | |
αmax | 3,92 | 3,89 | 3,83 | 3,71 | 3,50 | 3,20 | 2,78 | 2,21 | 1,49 | |
CO | Q'min | 10,11 | 5,01 | 3,26 | 2,29 | 1,61 | 1,08 | 0,77 | 0,86 | 1,40 |
Q'cp | 9,21 | 4,54 | 2,91 | 2,01 | 1,39 | 0,96 | 0,79 | 1,02 | 1,59 | |
Q'max | 8,09 | 3,98 | 2,53 | 1,74 | 1,21 | 0,90 | 0,88 | 1,22 | 1,76 | |
NOx | Q'min | 25,94 | 13,48 | 9,93 | 8,85 | 8,97 | 9,77 | 10,81 | 11,44 | 10,62 |
Q'cp | 35,08 | 18,08 | 13,03 | 11,20 | 10,83 | 11,20 | 11,78 | 11,83 | 10,32 | |
Q'max | 44,48 | 22,78 | 16,16 | 13,53 | 12,61 | 12,51 | 12,58 | 12,04 | 9,82 | |
CnHm | Q'min | 14,11 | 7,08 | 4,77 | 3,60 | 2,85 | 2,28 | 1,82 | 1,52 | 1,41 |
Q'cp | 14,40 | 7,20 | 4,80 | 3,57 | 2,78 | 2,20 | 1,78 | 1,53 | 1,43 | |
Q'max | 14,28 | 7,12 | 4,72 | 3,48 | 2,69 | 2,13 | 1,75 | 1,55 | 1,44 |
На базе полученных результатов строим графики зависимостей:
1. Количество выбросов СО от скорости движения автомобиля при различной загрузке;
2. Количество выбросов NOx от скорости движения автомобиля при различной загрузке;
3. Количество выбросов CnHm от скорости движения автомобиля при различной загрузке;
4.2 Определение экологического ущерба в гривнах от перевозок груза
Экологический ущерб Иэ определяется отдельно для автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями по формуле
(4.3)где n – количество режимов работы двигателя;
Vi – удельный ущерб, грн./ч на i-м режиме работы двигателя;
Ti – продолжительность работы двигателя на i-м режиме.
Удельный ущерб
(4.4)где
– размерная константа для перехода бальной системы в денежную, .d – безразмерная константа, зависящая от географического положения местности (для умеренной зоны d = 1,0);
G – показатель относительной опасности загрязнения (для городов со средней застройкой G = 4);
М – приведенный часовой выброс загрязнителей (ОГ) у, кг/ч;
R – коэффициент разбавления выбросов, м 2/с.
Часовой выброс загрязнителей
(4.5)где n – количество загрязнителей;
i – индекс загрязнителя;
Ai – показатель относительной агрессивности;
mi - масса часового выброса загрязнителя, кг/ч.
Относительная агрессивность токсичных веществ (Ai):
Загрязнитель | Удельный выброс двигателя (gi), г/кВтч |
оксид углерода | 1,0 |
оксиды азота в пересчете на NOx | 18,0 |
пары СН предельных, в пересчете на С | 2,5 |
бензопирен | 1,5. 10 5 |
соединения свинца | - |
сажа | 16 |
Масса часового выброса загрязнителей
(4.6)где gi – удельный выброс токсичного компонента, г/кВтч;
Nдв – мощность, снимаемая с двигателя на данном режиме, кВт.
Значения удельных выбросов принять в соответствии с таблицей 5.
Таблица 5 – Значения удельных выбросов загрязнителей для дизельного двигателя.
Загрязнитель | Удельный выброс двигателя (gi), г/кВтч |
Оксид углерода | 7,6 |
Оксид азота | 10,6 |
Углеводороды | 4,3 |
Бензапирен | 0,000002 |
Соединения свинца | ¾ |
Сажа | 1,5 |
Мощность, снимаемая с двигателя на данном режиме, определяется из уравнения мощностного баланса
(4.7)где
– КПД трансмиссии, ; – суммарный коэффициент сопротивления дороги,Ga – вес автомобиля, кН;
Va – скорость автомобиля, м/с;
kF – фактор обтекаемости, Нс2/м2.
Коэффициент разбавления выбросов определяется по зависимости
(4.8)где U – среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера (10 м), принять U = 2,5 м/с;
f – безразмерная константа, учитывающая тепловое состояние выбросов, f = 2,0;
h – геометрическая высота устья выброса над средним уровнем загрязненной территории, для транспорта h = 1м.
Рассчитаем расстояние перевозок
;(4.10) км;где zе – количество ездок;
b - коэффициент использования пробега;
tсм – продолжительность работы автомобиля смену, ч (tсм=8 ч).
км; ,(4.11)где t1 и t2 – время движения с грузом и без груза за рассматриваемый период, ч;