Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.

В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов, из них около 160 - производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе. Наличие в отработавших газах вредных веществ обусловлено в конечном итоге видом и условиями сгорания топлива.

Отработавшие газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобиля, а так же дорожного покрытия составляют около половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Наиболее исследованными являются выбросы двигателя и картера автомобиля. В состав этих выбросов, помимо азота, кислорода, углекислого газа и воды, входят такие вредные компоненты, как окись углерода, углеводороды, окислы азота и серы, твердые частицы. Состав отработавших газов зависит от рода применяемого топлива, присадок и масел, режимов работы двигателя, его технического состояния, условий движения автомобиля.

Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обуславливается главным образом содержанием окиси углерода и окислов азота, а дизельных двигателей - окислов азота и сажи.

Автомобили в эксплуатации имеют значительно более высокую токсичность отработавших газов, чем новые. Это объясняется изменением в результате эксплуатации технического состояния и регулировок систем питания и зажигания, газораспределительного механизма, износом цилиндропоршневой группы, отложением нагара на стенках камеры сгорания, увеличением потерь в трансмиссии и сил сопротивления движению. В наибольшей степени состав отработавших газов определяется техническим состоянием ДВС. На ДВС приходится 84% неисправностей, влияющих на выброс токсичных веществ. Таблица 2.

Данные влияния основных неисправностей двигателя на выброс СО, Сn Hm и NOх

Из таблицы следует, что поддержание технического состояния автомобиля в период его эксплуатации позволяет значительно уменьшить загрязнение атмосферы продуктами неполного сгорания топлива (в среднем на 30-40% для одного автомобиля).

В итоге цифра получается очень значительная, так как основную часть парка составляют автомобили со средними и большими пробегами.

Еще одним очень важным параметром, определяющим содержание токсичных компонентов в отработавших газах, является тепловое состояние двигателя. Оптимальному тепловому состоянию соответствует температура охлаждающей жидкости 85-90%. Снижение температуры приводит к ухудшению процесса смесеобразования и, как следствие этого, увеличению содержания продуктов неполного сгорания в отработавших газах. Особенно сильно это проявляется в условиях городского движения, где расстояние поездки часто невелико.

Количество выделяемых двигателем основных токсичных выбросов (СО, Сn Hm и NOх) в значительной степени зависит от качества процесса сгорания. Протекание и эффективность процесса сгорания обусловлены главным образом составом и однородностью топливо- воздушной смеси, углом опережения зажигания, затуханием пламени в пристеночном слое смеси, конструкцией камеры сгорания, степенью сжатия, равномерностью распределения топлива, техническим состоянием и режимом работы двигателя.

Влияние состава рабочей смеси

Коэффициент избытка воздуха оказывает значительное влияние на уровень токсичных выбросов.

Концентрация СО в отработавших газах двигателей с искровым зажиганием достигает Hm при составе смеси, близкой к стехнометричному объединенному, а концентрация Сn Hm при Ј>1,0…1,1 сначала падает, затем резко возрастает.

Увеличение количества углеводородов в отработавших газах при работе на объединенных смесях объясняется малой скоростью их сгорания. Кроме того, при работе на бедной смеси в результате неравномерного ее распределения происходит выключение отдельных цилиндров и несгоревшие углеводороды выбрасываются в выпускной трубопровод.

Максимальная концентрация окислов азота в отработавших газах карбюраторных и дизельных двигателей соответствует наиболее экономичным режимам работы, а затем понижается, несмотря на возрастание количества кислорода в смеси. Это свидетельствует о влиянии температуры пламени на процесс образования окислов азота.

На режимах работы двигателя, соответствующих max КПД, процесс сгорания заряда смеси имеет наименьшую продолжительность, что при прочих равных условиях способствует повышению температуры сгорания до max.

Двигатель карбюратор которого отрегулирован на minыброс вредных веществ, при n = 3000ч4200 об/мин.

СО = 0,7ч1,6%.

При регулировке карбюратора на max мощность СО = 4ч5,8%.

Коэффициент избытка воздуха,Ј

Зависимость состава отработавших газов двигателя от Ј (искровое зажигание)

Влияние нагрузки

В карбюраторных двигателях резкое повышение мощности достигается изменением положения дроссельной заслонки, т.е. благодаря увеличению количества топлива, поступающей в цилиндры двигателя.

В дизельном двигателе, при частичных нагрузках изменяется количество поступающего в цилиндры топлива, а количество всасываемого воздуха остается одинаковым. Система регулировки смеси оказывает влияние не только на состав смеси оказывает влияние не только на состав, но и на количество отработавших газов.

Влияние регулировки системы холостого хода

При эксплуатации автомобилей в условиях больших городов доля работы двигателя на холостом ходу составляет от 15ч35%.

При работе на холостом ходу в двигатель должна поступать богатая смесь с избытком топлива. Это связано с большим процентным содержанием в заряде цилиндра остаточных отработавших газов, а так же плохими условиями образования смеси - малой скоростью прохождения заряда через систему впуска и малым завихрением его в цилиндре.

При длительной эксплуатации техническое состояние автомобиля, как и любой машины, неизбежно ухудшается.

18. Влияние технического состояния автомобиля, дорожных и климатических условий на долговечность шин.

Срок службы шин уменьшается от следующих факторов:

Скорости и условий вождения: неровные дороги, резкие ускорения, частое и резкое торможение создают условия, которые могут значительно снижать срок службы шин. Чем больше скорость движения автомобиля тем быстрее изнашивается колесо, Например при скорости 120 км/ч шина изнашивается в 2 раза быстрее, чем при скорости 70 км/ч);
Температура окружающей среды во время движения также влияет на износ шины. Повышенная температура вызывает более интенсивный нагрев шины. При этом снижается сопротивление качению, но и сокращается ресурс. Наивыгоднейший температурный режим для шины с позиции указанных параметров 70-75 °С. Температура шины до 100 °С считается допустимой, при 120 °С опасной, выше - критической. При повышении температуры от нуля до 100 °С прочность резины снижается в 2-3 раза, а прочность связи между резиной и кордом в 1,5-2 раза. При низких отрицательных температурах (минус 40 °С и ниже) непрогретые при движении шины из обычной (неморозостойкой) резины при резком трогании с места, ударах о неровности могут разорваться.

Нагрузка на шину и ее ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шины на 10% снижает ресурс на 20%. Под действием повышенных нагрузок повреждается каркас, протектор изнашивается по краям беговой дорожки. Если вам все-таки пришлось перегрузить свой автомобиль - увеличьте давление в шинах, этим вы хотя бы сохраните равномерность износа протектора и защитите шину от пробоя об обод колёсного диска.

Для каждого размера шин с учетом их конструкции и экономической нагрузки устанавливают норму давления воздуха. Отклонения от нормы приводят к снижению ресурса. Особенно нежелательно пониженное давление: интенсивно изнашиваются края беговой дорожки протектора (радиальные сверхнизкопрофильные шины такому виду износа подвержены в меньшей степени).

Основную нагрузку в шине (60-70%) несет воздух. Снижение давление воздуха вызывает большее нагружение каркаса. Увеличивается деформация шины, возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особенно металлокорда), у радиальных шин отрываются борта, увеличивается расход топлива.

При повышенном давлении интенсивней изнашивается центральная часть беговой дорожки. Нити корда находятся под большим напряжением. На плохих дорогах резко возрастает вероятность повреждения шины.

Большое влияние на износ протектора оказывают углы установки колес. Наиболее важным является угол схождения. Несоответствие его оптимальной величине резко сказывается на ресурсе шин.

При больших положительных значениях схождения на обеих передних шинах возникает односторонний пилообразный износ по наружным дорожкам протектора. При недостаточном схождении или расхождении колес односторонний пилообразный износ протектора возникает по внутренним дорожкам. При этом также возрастает расход топлива.
Развал оказывает заметное влияние на темп износа при значительных отклонениях от нормы. На шине возникает гладкий односторонний износ без явных признаков "пилообразности". Отклонение развала от нормы, что характерно для автомобилей с неразделенной передней балкой при их длительной эксплуатации, требуют корректировки схождения. Если это не сделать, то появится односторонний износ, как при не отрегулированном угле схождения.

Наиболее часто интенсивный односторонний износ одной шины возникает при неравенстве между собой углов продольного наклона шкворня. При этом на прямолинейном участке дороги автомобиль "тянет" в сторону.

Соотношение углов поворотов заметно влияет на износ передних случаях, когда автомобиль много движется по закруглениям, например в условиях большого города или на горных дорогах. Характерным признаком соотношения углов поворотов является интенсивный износ одной самой крайней дорожки, что особенно заметно у шин с дорожным рисунком протектора.
В процессе эксплуатации также меняется взаимное положение мостов - нарушается их параллельность и возникает смещение одного в отношение другого. Наиболее часто бывает перекос заднего моста. При этом автомобиль располагается под углом к траектории движения. На задних шинах возникает односторонний пилообразный износ - по внутренним дорожкам протектора шин одной стороны автомобиля и наружным - другой.

Если любой из видов неравномерного износа не устранить на начальном этапе возникновения, то через некоторое время протектор будет изношен волнами по всей поверхности.

На износ шин оказывают влияние и другие факторы технического состояния автомобиля: осевой люфт маятникового рычага легкового автомобиля (будет повышенный износ правой передней шины), люфты в шкворнях (шаровых опорах), подшипниках ступиц, овальность рабочей поверхности тормозных барабанов и пр. Но влияние их меньше, чем рассмотренных выше, а обнаружение и устранение не вызывают особой сложности.

От ударов: бордюры тротуаров, движение по выбоинам на высокой скорости, камни, канавы и другие препятствия могут быть причиной повреждений шины, последствия которых не всегда проявляются сразу.

19. Методы расчета производственной программы автотранспортных предприятий по техническому обслуживанию и ремонту. Понятие о цикле эксплуатации.

Производственная программа — это объем и номенклатура работ по техническому обслуживанию и ремонту, которые должен выпол­нить работник, группа работников, производственное подразделение или ПАС за конкретный промежуток времени — смену, месяц, год. Желаемый вариант производственной программы — полная загрузка всех производственных мощностей при реальной интенсивности и ор­ганизации их использования при существующем режиме работы стан­ции.

Если структура спроса и поток требований не обеспечивают желае­мый вариант производственной программы, для его формирования могут быть изменены некоторые переменные параметры производст­венной системы — число работников, организация выполнения опе­раций, режим работы и т.д. Эти изменения могут быть результатом реакции на спрос и входящий поток требований. При этом имеется в виду, что сам спрос, поток заказов и организационные переменные обеспечивают удовлетворительную загрузку производственных мощ­ностей.

Может сложиться такая ситуация, когда спрос и поток заказов даже при условии перечисленных изменений в организации не обеспе­чивают необходимого использования мощностей. В этом случае мар­кетинговые и производственные службы ПАС должны использовать мероприятия, которые благоприятствовали бы увеличению загрузки производственных мощностей.

Формирование производственной программы сводится в конечном итоге к формированию спроса и в любом случае начинается не тогда, когда надо загрузить рабочие места, а значительно раньше — когда формируются эти места. Раньше при строительстве ПАС и создании их производственных структур не исходили из требований спроса. И в результате сегодня в небольшом городе стоит станция мощностью 25 постов (125 работников), рядом с которой возникли маленькие ПАС (5—б работников). Эта большая станция незагружена, потому что она не отвечает условиям спроса и это является следствием ошибочного решения строительства такой станции.

Таким образом, формирование производственной программы ПАС — это формирование спроса. В этой ситуации изучение спроса и создание мощностей для его удовлетворения являются первыми шага­ми на пути формирования производственной программы.

Следующее направление формирования производственной про­граммы — это регулирование входящего потока методами, которые способствуют улучшению обслуживания клиентуры. К таким методам можно отнести все, благодаря чему клиент будет приезжать на ПАС в назначенное время. Например, предварительная запись — это удовлетворяющий клиента метод с точки зрения удобства и сокраще­ния затрат времени. При предварительной записи предприятие может фор­мировать производственную программу по своему усмотрению с рас­четом эффективности производства. Описанные раньше формы обслу­живания клиентуры также являются удобными для формирования производственной программы с учетом эффективности: абонементное и учетное обслуживание по принципу "забота об автомобиле". С этой точки зрения ПАС выгодно иметь соглашения с клиентурой. Но в нынешнее время из-за малой платежеспособности клиентов и интенсивной конкуренции далеко не все предприятия в достаточной мере загру­жены. Поэтому при формировании производственной программы ис­ходят из условий поисков клиентов и способов их удовлетворения.

К этим способам можно отнести, прежде всего, бесплатное диа­гностирование или другие методы привлечения клиентов. Например, если ПАС имеет соответствующее оборудование для шиномонтажа, балансировки и регулировки углов установки управляемых колес, но не имеет достаточного числа клиентов, то она может "хитрить", на­пример: балансировать колеса бесплатно. Тот, кто приедет, чтобы отбалансировать бесплатно колесо, скорее всего, будучи на ПАС, пожелает и смонтировать его или отрегулировать углы установки управ­ляемых колес. Если даже это сделает не каждый, то все равно это лучше, чем ничего. Если на ПАС есть мойка, которая загружена в недостаточной мере; то можно предложить бесплатную мойку при условии выполнения после нее работ по обслуживанию и ремонту на ПАС. Если на ПАС недогружены посты покраски, то можно выпол­нить комплексную работу по рихтовке и покраске дешевле, чем каж­дую отдельно, что тоже заинтересует клиента.

Если ПАС загружено в достаточной мере, формирование произ­водственной программы предусматривает действия по созданию гра­фика выполнения работ и оперативному регулированию процессов обеспечения минимального производственного цикла и промежутков между циклами, т.е. последова­тельность индивидуальных нарядов-заказов, которые мог бы выпол­нить исполнитель на протяжении смены.

Задача усложняется в том случае, когда эти работы взаимосвязаны по технологии или последовательности. Например, если первый авто­мобиль требует ремонта передней подвески, регулировки углов установки управляемых колес и карбюратора, второй — регулировки кла­панов и углов установки управляемых колес, а третий — регулировкиуглов установки управляемых колес и замены масла в двигателе, то эти работы связаны технологически и в данном случае выполняются на одном и том же оборудовании. Задача сводится к тому, чтобы обеспечить последовательность выполнения работ с минимальным сроком по каждому заказу.

В теории оперативного управления существуют методы оптимиза­ции таких задач, но в нашем случае задача усложняется субъективным фактором (т.е. требованиями клиентов) и требованием соблюдения последовательности выполнения работ; первым обслуживается тот, кто первый обратился.

На отдельные технологические и производственные процессы АТП в целом влияют численность и концентрация автомобилей, условия и режимы эксплуатации, которые определяют производственную программу по ви­дам и работам ТО и ТР, число испол­нителей, площади, технологическое оборудование и т. д.

Под производственной программой АТП понимаются количество и трудоем­кость воздействий по видам ТО (ЕО, ТО-1, ТО-2, СО), ТР, КР автомоби­лей и агрегатов, исчисляемых за год, месяц, смену. Производственная про­грамма может определяться в целом по автотранспортному предприятию или группам автомобилей (по типам, моделям), а также зонам, участкам.

В основу расчета производствен­ной программы положены нормати­вы: трудоемкости, периодичности, ре­сурса автомобилей и агрегатов до капитального ремонта, простоя авто­мобилей в ТО и ремонте и другие регламентированные первой и вто­рой частями Положения о техниче­ском обслуживании и ремонте под­вижного состава автомобильного транспорта , а также обще­союзными нормами технологического проектирования предприятий для автомобильного транспорта (ОНТП-АТП-СТО) [6]. Нормативы корректиру­ются с учетом условий эксплуатации.

После установления нормативных значений периодичности ТО-1 (Li), ТО-2 ( L2) и ресурса автомобиля докапитального ремонта (Lk), т. е. за цикл, определяют число ТО (NЕО, N1, N2) и КР (Nk) на один автомо­биль за цикл (Nц) по формулам:

Nк = Lк /Lц , N2 = Lk /L2 - Nk , N1 = Lk/L1 - Nk – N2

Далее рассчитывают число ТО и КР на один автомобиль (N) за год по формуле: Nг = Nц ηг

где ηг=Lг/Lк-коэффициент перехода от циклового к среднегодовому пробегу Lг.

Затем число ТО и КР рассчитыва­ют на парк в целом.

При определении годового пробега используют данные по коэффициенту выпуска и технической готов­ности, а также среднесуточному пробегу/9/.

Годовая программа по видам воз­действий на парк определяется перемножением годовой программы на один автомобиль Nr на инвентар­ный размер парка автомобилей дан­ной марки Аи:

Nсум.г = Nг*Аи

Программа работ, выражаемая в трудоемкости Г1, определяется:

для ТО перемножением скорректи­рованной разовой трудоемкости ви­дов обслуживания на годовую программу числа воздей­ствий;

для ТР перемножением скорректи­рованного норматива удельной тру­доемкости ТР на годовой пробег парка /7/

20. Организация и режимы работы производственных зон и участков АТП, межсменное время.

Работа производственных подразделений, занятых в АТЦ текущим ремонтом, должна быть согласована с режимом работы автомобилей на линии.