Транспортная экология

k₆ – коэффициент уровня технического состояния.

 

3.3 Исходные данные  для расчёта.

По предложенной методике определить расчётным путём выброс вредных токсичных веществ по составляющим СО, СnНn, NOx, суммарный их выброс и долевое соотношение в %.

 

Таблица 3.1 – Исходные данные

 

Состав парка, шт.								Ср. техн. скорость, км/ч.							Пробег, тыс.км.
лег.		карб.			диз.			лег.		карб.		диз.			лег.	карб.			диз.
		авт.	гр.		авт.		гр.			авт.	гр.	авт.		гр.		авт.	гр.		авт.		гр.
12		45	30		12		15	42		40	30	28		36	1,2	2,6	3,5		2,5		2,3
Уровень тех. состояния						Атмос-ферное давление, мм.рт.ст.			Температу-ра окружаю-щего воздуха, 0С				Влаго-содержание воздуха, г/кг			Возраст парка
лег.	кар.			диз.												лег.		кар.		диз.
0,5	0,75			0,75		20			700				8			1980		1985		1990

 

Таблица 3.2 – Результаты расчета

Показатель	хим. соед.				бензиновый ДВС						дизельный ДВС
	легк. а/м				автобус			грузовой а/м			автобус			грузовой а/м
	СnНn	СО		NOx	СnНn	СО	NOx	СnНn	СО	NOx	СnНn	СО	NOx	СnНn	СО		NOx
k1	1,8	1,49		1,00	1,58	1,33	1,00	1,58	1,33	1,00	1,29	1,18	1,00	1,29	1,18		1,00
k2	0,56	0,75		1,00	0,59	0,78	1,00	0,78	0,84	1,00	0,78	0,87	1,00	0,62	0,81		1,00
k3	1,00	1,00		1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00		1,00
k4	0,95	1,00		1,05	0,95	1,00	1,05	0,95	1,00	1,05	0,95	1,00	1,05	0,95	1,00		1,05
k5	1,00	1,55		1,00	1,00	1,55	1,00	1,00	1,55	1,00	1,00	1,55	1,00	1,00	1,55		1,00
k6	1,31	1,23		0,92	1,71	1,53	0,85	1,71	1,53	0,85	1,71	1,53	0,85	1,71	1,53		0,85
ПR	1,25	2,13		0,97	1,51	2,46	0,89	2,00	2,65	0,89	1,63	2,43	0,89	1,3	2,27		0,89
N	0,01				0,05			0,03			0,01			0,02
l	1,20				2,60			3,50			2,50			2,30
m	1,50		20,0	4,00	5,50	50,0	7,00	5,50	50,0	7,00	1,00	10,00	5,00	1,00	10,0		5,00
M
M∑
Долевое соотношение, %	84,72	3,99		11,29	85,30	8,80	5,90	84,65	10,10	5,25	79,80	8,00	12,20	77,83	7,03	15,10

 

По результатам расчётов можно сделать следующие выводы: основной компонент выброса – окись углерода; у легкового автомобиля выброс меньше, чем у автобуса, а автобус выбрасывает меньше, чем грузовой автомобиль; у дизельного двигателя выброс меньше, чем у бензинового.

 

 

 

4 Методы борьбы  с загрязнениями

 

4.1 Защита от  вибрации

Для снижения воздействия  вибрирующих машин и оборудования на организм человека применяются следующие  меры и средства:

- замена инструмента или оборудования с вибрирующими рабочими органами на невибрирующие в процессах, где это возможно (например, замена электромеханических кассовых машин на электронные);

- применение виброизоляции вибрирующих машин относительно основания (например, применение рессор, резиновых прокладок, пружин, амортизаторов);

- использование дистанционного управления в технологических процессах (например, использование телекоммуникаций для управления вибротранспортером из соседнего помещения);

- использование автоматики в технологических процессах, где работают вибрирующие машины (например, управление по заданной программе);

- использование ручного инструмента с виброзащитными рукоятками, специальной обуви и перчаток.

Помимо технических средств  и методов для снижения воздействия  вибрации на человека необходимо проводить  гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия. В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарным нормам, не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня. Производственные операции должны распределяться между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15-20 мин. Рекомендуется при этом два регламентированных перерыва (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу гидропроцедур): 20 мин — через 1—2 ч после начала смены и 30 мин — через 2 ч после обеденного перерыва.

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются  лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую  квалификацию, сдавшие технический  минимум по правилам безопасности и  прошедшие медицинский осмотр.

Работа с вибрирующим  оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 16 °С, при влажности 40-60% и ско­рости движения воздуха не более 0,3 м/с. При невозможности создания подобных условий (работа на открытом воздухе, подземные работы и т. п.) для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не менее 22 ⁰С, относительной влажностью 40—60% и скоростью движения воздуха 0,3 м/с.

Для повышения защитных свойств  организма, работоспособности и  трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминопрофилактику (2 раза в год комплекс витаминов В, С, никотиновая кислота), спецпитание. Целесообразно также проводить в середине или в конце рабочего дня 5—10-минутные гидропроцедуры, сочетающие ванночки при температуре воды 38 °С и самомассаж верхних конечностей.

 

4.2 Методы снижения  негативного влияния шума

Мероприятия по уменьшению воздействия на человека любого вредного производственного фактора, в том  числе и шума, можно разделить  на четыре группы.

1. Меры законодательного  характера включают в себя: нормирование  шума; установление возрастных цензов  при приеме на работу, выполняемую  в условиях повышенного шума; организацию предварительных и  периодических медицинских осмотров  работников; сокращение времени  работы с шумными машинами  и оборудованием и др.

2. Предотвращения образования  и распространения шума ведут  в следующих направлениях:

- внедрение автоматического и дистанционного управления оборудованием;

- рациональное планирование помещений;

- изменение технологии с заменой оборудования на менее шумное (например, замена клепки сваркой, штамповки прессованием);

- повышение точности изготовления деталей (достигается снижение уровня звука на 5...10дБА) и балансировки вращающихся деталей, замена цепных передач ременными, подшипников качения подшипниками скольжения (приводит к уменьшению уровня звука на Ю...15дБА), цилиндрических колес с прямыми зубьями цилиндрическими косозубыми; изменение конструкции лопастей вентиляторов; снижение турбулентности и скорости прохождения жидкостями и газами входных и выходных отверстий (например, посредством установки глушителей шума); преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное; установка демпфирующих элементов в местах соприкосновения машин и ограждающих конструкций помещений и т. д.;

- экранирование или использование звукоизолирующих кожухов (капотов), в которых часть звуковой энергии поглощается, часть отражается, а часть проходит беспрепятственно;

- изменение направления шума, например, ориентированием воздухозаборных и выпускных отверстий систем механической вентиляции и компрессорных установок в сторону от рабочих мест;

- отделка стен звукопоглощающими материалами (войлоком, минеральной ватой, перфорированным картоном и т. п.), в которых звуковая энергия за счет вязкого трения в узких порах преобразуется в тепловую. При этом следует учитывать частотные характеристики шума, так как коэффициент звукопоглощения таких материалов на различных частотах неодинаков.

3. Применение средств  индивидуальной защиты в тех  случаях, когда перечисленными  мерами не удается снизить  уровень шума до нормативных  значений. В зависимости от характеристики  шума и вида используемых средств  достигают уменьшения уровня  интенсивности звука на 5...45 дБ.

Меры биологической профилактики направлены на снижение последствий  действия вредности (шума) на организм и повышение его резистентности. К таким мерам относят рационализацию режима труда и отдыха, назначение специального питания и лечебно-профилактических процедур.

 

4.3 Защита  от  электромагнитного облучения

Защита  человека от опасного воздействия электромагнитного  облучения осуществляется рядом  способов, основными из которых являются: уменьшение излучения непосредственно  от самого источника, экранирование  источника излучения, экранирование  рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств  защиты, организационные меры защиты.

Для реализации этих способов применяются: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы, эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.

Экраны предназначены  для ослабления электромагнитного  поля в направлении распространения  волн. Степень ослабления зависит  от конструкции экрана и параметров излучения. Существенное влияние на эффективность защиты оказывает  также материал, из которого изготовлен экран.

Толщину экрана, обеспечивающую необходимое ослабление, можно рассчитать. Однако расчетная толщина экрана обычно мала, поэтому она выбирается из конструктивных соображений. При  мощных источниках излучения, особенно при длинных волнах, толщина экрана может быть принята расчетной.

Толщина экрана в основном определяется частотой и мощностью  излучения и мало зависит от применяемого металла.

Очень часто для экранирования  применяется металлическая сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ. Они просматриваются, пропускают поток  воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать экранирующие устройства.

 

4.4 Снижение токсичности  отработавших газов двигателей

Методы, используемые для  снижения токсичности отработавших газов двигателей с искровым зажиганием, делятся на две основные категории: конструктивные методы и очистка  отработавших газов. Основные промышленно развитые страны стремятся внедрить у себя (или уже приняли) строгие нормы предельной токсичности отработавших газов. Выполнение этих норм требует использования систем снижения токсичности, включающих трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, который уже доказал свою эффективность в США, Европе и Японии

4.4.1 Снижение токсичности  методом дозирования топлива

Рабочая смесь, качество которой  определяется коэффициентом избытка  воздуха λ, оказывает решающее влияние  на состав отработавших газов.

Двигатель обеспечивает получение  максимального крутящего момента  при λ = 0,9 – эта величина обычно программируется для режима полной нагрузки двигателя. Оптимальная топливная  экономичность достигается при  смесях, характеризующихся λ = 1,1. Это  совпадает с возможностью получения  низких выбросов CO и CH. Однако выбросы  оксидов азота (NOx) при этом оказываются максимальными. Коэффициент избытка воздуха λ = 0,9 … 1,05 выбирается для режима холостого хода двигателя.

Слишком обедненная смесь  приводит к появлению пропусков  воспламенения, а так как смесь  постепенно обедняется и далее, это  влечет за собой быстрое увеличение выбросов СН.

Для предотвращения работы двигателя на сверхвысоких оборотах, когда требуется постоянное использование  богатой смеси, осуществляется полное прекращение подачи топлива к  двигателю.

Системы впрыска топлива  позволяют добиться более точного  контроля за составом смеси и значительно снизить количество выбросов отработавших газов.

Снижение токсичности  отработавших газов точным смесеобразованием

Однородность смеси, ее послойное  распределение и температура  в зоне свечи являются основными  факторами при определении способности  смеси к воспламенению и последующему сгоранию с соответствующим влиянием на состав отработавших газов.

Однородные смеси и  регулируемое послойное смесеобразование (богатая смесь у свечи зажигания  и бедная смесь вблизи стенок камеры сгорания) представляют два пути совершенствования  процесса смесеобразования.

На двигателях с одноточечным впрыском топлива для предотвращения отложения пленки топлива на стенках  впускного трубопровода используется предварительный нагрев воздуха  и впускного трубопровода.

4.4.2 Равномерное распределение

Максимальный коэффициент  полезного действия (к.п.д.) двигателя  может быть достигнут только при одинаковом коэффициенте избытка воздуха в каждом цилиндре.

Рециркуляция отработавших газов как способ снижения токсичности  отработавших газов

(система EGR (Exhaust Gas Recirculation))

Отработавшие газы направляются обратно в камеру сгорания для  снижения максимальной температуры  сгорания с целью снижения образования  NOx. Оптимизация системы EGR может также приводить к снижению расхода топлива. Система EGR используется любым из двух способов: