Аналіз екологохімічних показників автомобілів (стр. 1 из 2)

Аналіз екологохімічних показників автомобілів

Для оцінки екологічної небезпечності викидів ШР з ВГ автомобілів запропонований параметр, який визначає рівень забруднення атмосферного повітря кожним з ШР

, що представляє собою відношення маси i-тої шкідливої речовини , що викидається з ВГ j-того різновиду автомобіля за їздовий цикл, до добутку витрат ВГ до і-ї шкідливої речовини

. (1)

Розраховані для означеного різновиду автомобіля

показують, у скільки разів середній вміст i-ї ШР у ВГ, який вимірювався в процесі випробувань автомобіля, перебільшує його гранично допустимий рівень в атмосферному повітрі Речовина, рівень забруднення повітря якою найбільший, є визначальним у забрудненні атмосфери.

В якості екологічного показника зручно скористатися вираженим у відсотках відносним рівнем забруднення повітря

який педставляє собою відношення до суми рівнів забруднення атмосфери всіма виміряними ШР на автомобілі, який випробується

, (2)

де

.

Величина

показує частку кожної з виміряних ШР у загальному забрудненні атмосферного повітря.

Екологохімічну недосконалість автомобілів запропоновано оцінювати за допомогою показника відносної екологічної шкідливості

, який представляє відношення суми рівнів забруднення атмосферного повітря всіма виміряними на j-тому автомобілі ШР до суми рівнів забруднення повітря базовим різновидом автомобіля чи різновидом, який має найбільше значення

(3)

Розроблена методика комплексної оцінки екологічної недосконалості автомобілів дозволяє визначити, наскільки проведені на автомобілі зміни чи удосконалення взагалі змінили його екологічний стан.

Зниження рівнів викидів ШР з ВГ автомобілів з карбюраторними двигунами можна досягти шляхом більш раціональної організації робочого процесу двигуна, використанням іншого виду палива, встановленням на автомобілі системи нейтралізації ВГ, використанням на автомобілі різних комбінацій, приведених способів.

Нижче представлені результати випробувань легкових автомобілів типу ГАЗ-24 та ГАЗ-31 з карбюраторними двигунами типу ЗМЗ на стенді з біговими барабанами за Європейським їздовим циклом, який імітує їх рух в міських умовах. Вони складають автомобільний парк транспортного господарства

АТ "ХарП". Одне випробування складається з чотирьох однакових їздових циклів, що безперервно повторюється один за іншим. Загальна тривалість випробування - 13 хвилин. Різновиди автомобілів ГАЗ, на яких проводиться випробування на бігових барабанах за їздовим циклом у відповідності до ОСТу 37.001.054-86, представлені у таблиці 1, де И - автомобіль, який обладнаний двигуном з іскровим запаленням; ОСНВГ - автомобіль, укомплектований окислювальною системою нейтралізації ВГ.

Таблиця 1 - Дані, отримані при випробуваннях на бігових барабанах автомобілів ГАЗ за їздовим циклом

Марка автомобіля	Типи двигунів	Спосіб запалення	Вид палива, яке використовується	Система нейтралізації ВГ
1	ГАЗ-31-029	ЗМЗ.402.10	И	Бензин АИ-93	Відсутня
2	ГАЗ-24-10	ЗМЗ.4021.10	И	Бензин А-76 (неетильований)	Відсутня
3	ГАЗ -24-17	ЗМЗ.4027.10	И	Зріджений газ (пропан-бутан)	Відсутня
4	ГАЗ-24-17	ЗМЗ.4027.10	И	Зріджений газ (пропан-бутан)	ОСНВГ

Рівні виміряних ШР, що викидаються з ВГ досліджених різновидів автомобілів при їх випробуваннях за європейським їздовим циклом, приведені в таблиці 2.

Таблиця 2 - Рівні викидів ШР досліджених автомобілів

Марка автомобіля	Спосіб запалення ВГ	Система нейтралізації	Рівні викидів ШР, г/випр.
			CO	CH	NOX	CH+NOX	БП
1	ГАЗ-31-029	И	Відсутня	27,4	9,2	9,6	18,8	36,0*10-6
2	ГАЗ-24-10	И	Відсутня	19,8	9,7	9,0	18,7	25,5*10-6
3	ГАЗ-24-17	И	Відсутня	6,8	8,4	3,7	12,1	3,3*10-6
4	ГАЗ-24-17	И	ОСНВГ	0,7	2,4	3,9	6,3	0,7*10-6
ГДВ (автомобіль без нейтралізатора)			45,0	6,0	17,0
ГДВ (автомобіль з нейтралізатором)			25,0	3,5	6,5

Автомобілі марок ГАЗ-31-029 та ГАЗ-24-10 (двигуни із іскровим запаленням, системи нейтралізації ВГ відсутні) приймаються за базові.

Абсолютні

, сумарні і відносні рівні забруднення повітря викидами ШР зВГ досліджених різновидів автомобілів представлені в таблиці 3.

Таблиця 3 - Показники абсолютних, сумарних та відносних рівнів забруднення повітря викидами ШР з ВГ

Чисельник - Зi, знаменник - Зj, %.				%
CO	CH	NOX	БП
1	1405/4,3	944/3,0	24615/75,7	5538/17,0	32502/100
2	1015/3,5	995/3,4	23077/79,5	3923/13,6	29010/100
3	349/3,1	862/7,7	9487/84,7	508/4,5	11206/100
4	36/03	246/2,4	10000/96,2	108/1,1	10390/100

Як видно із таблиці 3, у базових автомобілів максимальні відносні рівні забруднення повітря дають NOx: 75,7% - у автомобіля ГАЗ-31-029 та 79,5% - у автомобіля ГАЗ-24-10. Другим за величиною забруднення атмосфери для обох автомобілів є БП: 17% - у автомобіля ГАЗ-31-029 та 13,6% - у автомобіля ГАЗ-24-10. Відносні рівні забруднення повітря CO та CH - незначні.

На підставі приведених даних проаналізуємо ефективність реалізованих способів зниження рівнів викидів ШР з ВГ модифікацій автомобілів,що розглядаються.

Одним із суттєвих способів зниження рівнів викидів, що визначають ШР (NOx та БП) з ВГ досліджуваних автомобілів є використання суміші пропану з бутаном замість бензинів.

Таблиця 4 - Показники рівня викидівпри використанні пропану з бутаном

Вид палива	Марка автомобіля	NOx, г/випр.	NOx/(NOx)max,%	БП, мкг/випр.	БП/БПmax, %
1	2	3	4	5
А-76 (неетильо-ваний)	ГАЗ-24-10	9,0	94	25,5	71
АИ-93	ГАЗ-31-029	9,6	100	36,0	100
Пропан-бутан	ГАЗ-24-17	3,7	39	3,3	9

Переваги газових палив - однаковий агрегатний стан палива та повітря, вузький компонентний склад палива, легкість забезпечення гомогенності горючої суміші, що не потребує перезбагачування суміші на режимі холостого ходу та виключає попадання в циліндри двигуна крапель рідкого палива, рівномірність розподілення горючої суміші по циліндрам двигуна, більш широкі межі запалення суміші, більший індікаторний ККД двигуна при більш високих коефіціентах надлишку повітря (

), менші максимальні температури продуктів спалення в циліндрах двигуна. Можливість збіднення суміші сприяє суттєвому зниженню рівнів викидів БП, а також - CO, краще сумішоутворення та розподілення суміші по циліндрам - CH, зниження максимальної температури горіння та більш низький градієнт температур за об`ємом камери спалення - NOx (див.табл.3). Як і у базових автомобілів, максимальний відносний рівень забруднення атмосферного повітря у автомобіля, що працює на газовому паливі, дають рівні викидів NOx - їх частка у загальному забрудненні повітря складає 84,7% (див. табл. 3). Викиди всіх цих ШР з ВГ автомобіля ГАЗ-24-17 нижче ГДВ, що встановлені за ОСТом 37.001.054-86, тобто цей автомобіль відповідає існуючому стандарту.

Ефективним засобом зниження рівнів викидів ШР є встановлення на автомобіль системи каталітичної нейтралізації ВГ. В залежності від здатності ініціювати ті чи інші реакції каталізатори умовно поділяють на: окислювальні та відновні, використовуються для відновлювання оксидів азоту; біфункціональні, які можуть використовуватись для нейтралізації всіх вказаних вище інгредієнтів та сполучають функції окислювальних та відновлювальних каталізаторів.

В даних дослідженнях автомобілі обладнювались нейтралізаторами виробництва Уральського електрохімічного комбінату (УЕХК). Використовувалась окислювальна система нейтралізації ВГ (ОСНВГ).

Проведенні дослідження показали (див. табл. 2), що автомобіль ГАЗ-24-10, що працює на неетильованому бензині А-76, обладнаному двигуном з іскровим запаленням та окислювальною системою нейтралізації ВГ, викидає порівняно з базовим автомобілем менше: CO - у 6,2 рази, CH - у 2,3 рази, БП - у 23 рази, але рівні викидів NOx навіть трохи зростають (на 4,4%). Даний автомобіль з ОСНВГ не задовольняє вимоги стандарту по ГДВ для NOx та NOx+CH, які встановлені для автомобілів, що обладнані каталітичними нейтралізаторами.