Основные направления улучшения энерго-экологических показатели атс

Это может быть достигнуто только при гармоничном развитии транспортных систем, сочетающих преимущества индивидуального и общественного транспорта.

Тогда автотранспортная система должна отвечать следующим требованиям:

• она должна удовлетворять существующим и перспективным социально-экономическим критериям развития экономики и общества;

• транспортные средства должны иметь строго регламентируемый расход топлива, отражающий достижения НТП в экономике;

• технологические процессы должны оказывать минимально возможные негативные воздействия на ОС;

- транспортные средства должны иметь высший уровень специализации и одновременно с этим быть максимально приспособленными к условиям гибкой технологии автотранспортного процесса.

Транспортный технологический цикл (ТТЦ) – это создание, прежде всего, направление на повышение эффективности функционирования автотранспортной системы по наиболее важным критериям – выбросу ВВ и расходу топлива.

Одновременно с этим целесообразно оптимизировать транспортный процесс и по другим не менее важным параметрам: производительности труда, безопасности дорожного движения и комфортности проезда.

Из года в год вводятся новые требования к экологической безопасности автомобилей с 1999 г. введен новый стандарт ГОСТ Р 51206-98. «Автотранспортные средства. Содержание вредных веществ в воздухе салона и кабины». Стандарт распространяется на АТС категорий М₁, М₂, М₃,N₁,N₂,N₃ по ГОСТ 22895 с двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием, дизелями, а также с газодизелями и устанавливает требования: к номенклатуре вредных веществ в воздухе салона и кабины АТС и их предельно допустимым концентрациям; к методам определения содержания (массовые концентрации) вредных веществ в воздухе салона и кабины АТС и наружном воздухе в зоне испытаний АТС.

С 1999 г также вводите новый стандарт ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин». С 2000 г. вводится стандарт ГОСТ Р 51313, где установлены 4 типа автомобильных бензинов с ОЧИ 80, 91, 95, 98, массовая доля серы допускается не более 0.1 %, концентрация свинца в неэтилированном бензине не более 0.013г/дм³, в этилированном бензине (только 1 тип) – не более 0.17г/дм³. Объемная доля бензола для всех типов не более 5%.

В таблице 11.2 приводится динамика ужесточения норм выбросов ВВ в соответствии с Правилами ЕЭК ООН для автомобилей с дизелями до 3.5 т.

Таблица 11.2

Наименование стандарта	Год ввода	Выбросы вредных веществ, г/кВтч
		CO	CH	NOx	ТЧ
Евро 0	1992	4.9	1.23	9.0	0.40
Евро I	1993	4.5	1.10	8.0	0.36
Евро II	1996	4.0	1.10	7.0	0.15
Евро III Газодизель с нейтрализатором Газовый двигатель	1999	2.1 2.0 2.0	0.66 0.30 0.50	5.0 4.0 3.5	0.10 0.06 0.05
Евро IV(прогноз)	2003-2005	1.5	0.50	3.5	0.08
Евро V(прогноз)	2006-2009	1.0	0.50	2.0	0.05

В таблице 11.3 приводится динамика ужесточения норм Правил 24, 83 ЕЭК ООН для легковых автомобилей массой до 1250 кг (карб./диз.)

Таблица 11.3

Наименование стандарта	Год ввода	Выбросы вредных веществ, г/км
		CO	CH	NOx	ТЧ
Евро 0	1992
Евро I	1993	2.72 / 2.72	–	0.97 / 0.97^**	– / 0.140^*
Евро II	1996	2.20 / 1.00	–	0.50 / 0,67	– / 0.080
Евро III	2000	1.50 / 0.60	0.17 / 0.06	0.14 / 0.50	– / 0.050
Евро IV	2005	0.70 / 0.47	0.08 / 0.05	0.07 / 0.25	– / 0,025
Евро V(прогноз)	2008	0.40 / 0.32	0.08 / 0.05	0.04 / 0.14	– / 0.015

• ^{– для дизелей}

^{** – СH + NOx}

На рис. 11.1 приводится структура установления норм на состав выхлопных газов в США.

Рис. 11.1. Структура установления норм на состав выхлопных газов в США.

Многие зарубежные автомобильные компании (DaimlerChrysler,Ford,GeneralMotors,Honda,Nissan) разрабатывают современные технологии «чистых топлив» и «чистых автомобилей», как часть национальной программы по созданию автомобилей с низким содержанием токсичных компонентов в отработавших газах.

Предлагается следующая классификация стандартов автомобилей:

• LEV(Low-EmissionVehicle) – автомобили с низкими выбросами;

• TLEV(TransitionalLow-EmissionVehicle) – переходные автомобили с низкими выбросами;

• ULEV(Ultra-Low-EmissionVehicle) – автомобили с ультранизкими выбросами;

• SULEV(Super-Ultra-Low-EmissionVehicle) – автомобили с супер-ультранизкими выбросами;

• ZEV(Zero-EmissionVehicle) – автомобили с нулевыми выбросами.

В таблице11.4 приводятся выбросы ВВ в соответствии с предложенными стандартами.

Таблица 11.4

Стандарты	Пробег, миля	Выбросы ВВ, г/миля
		СН	СО	NOX	ТЧ
TLEV	50000	0.125	3.4	0.40	–
	120000	0.156	4.2	0.60	0.04
LEV	50000	0.075	3.4	0.05	–
	120000	0.090	4.2	0.07	0.01
ULEV	50000	0.040	1.7	0.05	–
	120000	0.055	2.1	0.07	0.01
SULEV	120000	0.010	1.0	0.02	0.01

1 миля=1.6093км; 1г/миля=0.621г/км.

В перспективе же намечено достижение выбросов ВВ: СН+ NO_X– 0.014…0.020г/миля,СО– 2.7г/миля.

Больше двух трети всех автомобилей фирмы Honda, продаваемых в США были малотоксичными (LEV), очень популярной являетсяHondaAccordв чрезвычайно «чистом» исполненииULEV. Модель автомобиляCivicGX, работающая на СПГ является на сегодняшний день самой «чистой» в мире среди оборудованных двигателей внутреннего сгорания.

Разработки, проведенные в Ташкентском автомобильно-дорожном институте под руководством автора совместно с УзНИИКатализ показали, что экологические показатели газового двигателя ЗМЗ-4027.10 улучшаются еще на 50…80 %при использовании нейтрализатора-катализатора, изготовленного на базе материалов горно-обогатительного производства.

Фирма Ivecoсоздала газовый двигатель (=13,V_h=9.5л,_е=36%) на базе дизеля 8469.21, работающий на СжПГ. При этом выбросыNO_Xсоставили 0.44…1.0г/км,СН– 0.8…1.9г/км;СО – 2.8…11.6г/км. Требования ЕВРОIдля дизелей составляют:NO_X– 22.0г/км,СН–1.5г/км;СО – 7.0г/км.

Фирма Fordс 2000 года начала реализацию программы по выпуску газовых двигателей на СНГ и СПГ для автомобилей и строительной техники с рабочим объемом от 1.3 до 6.8л, которые оборудованы электронными системами управления и современными средствами нейтрализации ОГ.

Двигатель WSG1068 (V_h=6.8л,V-образный, 10-цилиндровый) при работе на СНГ имеетP_e=192кВтприn=3600мин^-1иT_iq=523 Нмприn=2600мин^-1. При работе на СПГ –P_e=177кВтприn=3600мин^-1иT_iq=478 Нмприn=2400мин^-1.

Центр развития альтернативных силовых установок автомобилей GAPC(GlobalAlternativePropulsionCenter) фирмыOpelпоставил задачу подготовить с 2004 года серийное производство силовых установок с топливными элементами для легковых автомобилей.

Фирма DaimlerChryslerв качестве перспективных источников энергии рассматривает топливные элементы, непосредственно преобразующие химическую энергию топлива в электрическую. Разработана новая концепция в соответствии с которой электродвигатели в ступицах колес переводятся в генераторный режим при торможении и подзаряжают аккумуляторную батарею, энергия которой используется для пуска двигателя.

Многие исследования в последние годы посвящены применению системы CommonRail, которая позволяет регулировать давление топлива, подаваемого электрическим топливоподкачивающим насосом к топливному насосу высокого давления. На режимах пуска это давление устанавливается на уровне 15МПа, что позволяет быстро увеличить давление в топливном аккумуляторе и обеспечить хорошее распыливание топлива с самого начала пуска.

Достаточно динамично развиваются работы, связанные с впрыскиванием бензина непосредственно, в цилиндры двигателя, обеспечивающие снижение расхода топлива и токсичности выбросов.

В части улучшения экологической безопасности АТС особо следует подчеркнуть значимость встроенных бортовых диагностических систем (ВБДС).

В целом ВБДС контролирует работу двигателя и всех основных узлов и агрегатов автомобиля. В состав ВБДС входят управляющий микроконтроллер, блок контроля, таймер, блоки постоянной памяти и памяти с произвольной выборкой, аналого-цифровой преобразователь, блоки сравнения и обработки данных, периферийные устройства сопряжения с большим количеством независимых измерительных каналов.