Экологическая безопасность при ремонте автомобиля реферат

Обновлено: 05.07.2024

Экологические требования к современному автомобилю являются в настоящее время приоритетными. Экологическая безопасность – это свойство автомобиля снижать негативные последствия влияния эксплуатации автомобиля на участников движения и окружающую среду. Она направлена на снижение токсичности отработанных газов, уменьшение шума, снижение радиопомех при движении автомобиля.

Несмотря на многочисленные попытки заменить двигатель внутреннего сгорания каким-либо другим, не выделяющим токсичные вещества, альтернативы ему пока нет. А если принципиально новый двигатель и появится, то переналадка производства для его крупносерийного выпуска потребует грандиозных капиталовложений и произойдет далеко не сразу. Вместе с тем уже сейчас человечество подошло к той черте, когда без экологически чистого автомобиля просто не обойтись. И выход пока видится один – надо если не полностью исключить, то во всяком случае
свести к минимуму вредные выбросы ДВС.

Вредные выбросы и их воздействие на живую природу

Как образуются доставляющие всем столько хлопот вредные вещества в отработавших газах? Известно, что топливо сгорает в камере при взаимодействии с кислородом воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое и
преобразуется в работу. Теоретически для сгорания 1 кг бензина требуется 14,7 кг воздуха, однако на практике этого количества оказывается недостаточно. Дело в том, что воспламенение и сгорание бензино-воздушной смеси (ее еще называют горючей) длится тысячные доли секунды, и к такому быстрому процессу она недостаточно хорошо подготовлена.

В смеси остаются газы от предыдущего цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива; кроме того, не удается добиться ее идеального перемешивания по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах. В результате не все топливо окисляется до конечных продуктов, и для нормального протекания процесса сгорания его приходится добавлять. Если в горючей смеси количество топлива больше расчетного, смесь называется богатой, если меньше – бедной. При средних нагрузках главное внимание обращается на экономичность, поэтому в камеру сгорания подается несколько обедненная смесь.

При небольшом обогащении смеси скорость ее сгорания увеличивается, в камере развиваются более высокие температура и давление. Для максимальных нагрузок или резкого перехода с малой нагрузки на большую требуется богатая смесь. Большое количество топлива подается в цилиндры и при пуске холодного двигателя, когда горючую смесь образуют только самые легкие фракции топлива. В этих случаях из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель хотя и развивает большую мощность, но работает не экономично и выбрасывает в атмосферу токсичные продукты неполного сгорания.

Наиболее токсичными компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода (СО), оксиды азота (NОx), углеводороды (СnHm), а в случае применения этилированного бензина – свинец. Состав выбросов дизельных двигателей
отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество
оксидов азота. Дизельные двигатели, кроме всего прочего, выбрасывают твердые частицы (сажу). Сажа, содержащаяся в выхлопе, нетоксична, но она адсорбирует на поверхности своих частиц канцерогенные углеводороды. При сгорании низкокачественного дизельного топлива, содержащего серу, образуется сернистый ангидрид.

Как же эти вредные компоненты воздействуют на человека и окружающую среду? В обычных условиях СО- бесцветный газ без запаха, он легче воздуха и поэтому может легко распространятся в атмосфере. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Оксид азота NO – бесцветный газ, диоксид азота NO2– газ красно-бурого цвета с характерным запахом.

Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 cпособствует развитию заболеваний легких. Некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (например бензапирен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах.

В скопившихся над асфальтом облаках СН и NOx под воздействием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона. Вообще-то озон не стоек и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов (СН) – они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога. Озон разъедает глаза и легкие, а выбросы NОх участвуют в формировании кислотных дождей.

В случае применения этилированных бензинов около 50% свинца осаждается в виде нагара на деталях двигателя и в выхлопной трубе, остаток уходит в атмосферу. Свинец присутствует в отработавших газах в виде мельчайших частиц размером
1-5 мкм, которые долго сохраняются в атмосфере. Концентрация свинца в атмосфере придорожной полосы в 2-20 раз больше, чем в других местах. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной
и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.

Нормы токсичности выхлопных газов

Первыми тревогу забили в США и в Японии, где проблема загазованости в крупных городах встала особенно остро. Были законодательно утверждены требования по токсичности выхлопов новых автомобилей, которые периодически пересматривались и
ужесточались. Вскоре аналогичные законы были приняты и в странах Европы.

Содержание вредных веществ в отработанных газах

При современном уровне развития техники наиболее эффективным способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных компонентов отработавших газов с использованием химических реакций окисления и (или) восстановления. С этой целью в выпускную систему двигателя устанавливают специальный термический реактор (нейтрализатор).

Устройство и принцип действия каталитических нейтрализаторов

Устройство каталитического нейтрализатора

На современных автомобилях для снижения выбросов вредных веществ устанавливаются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Трехкомпонентными их называют потому, что они нейтрализуют три вредных составляющих выхлопных газов: СО, СН и NO. Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор представляет собой корпус из нержавеющей стали, включенный в систему выпуска до глушителя.

В корпусе располагается блок носителя с многочисленными продольными порами, покрытыми тончайшим слоем вещества катализатора, которое само не вступает в химические реакции, но одним своим присутствием ускоряет их течение. В качестве катализатора используется платина и палладий, которые способствуют окислению СО и СН, а родий ”борется” с NOx. В результате реакций в нейтрализаторе токсичные соединения CO, CH и NOx окисляются или восстанавливаются до углекислого газа
СО2, азота N2 и воды Н2О.

Как правило, носителем в нейтрализаторе служит спецкерамика -монолит со множеством продольных сот-ячеек, на которые нанесена специальная шероховатая подложка. Это позволяет максимально увеличить эффективную площадь контакта каталитического покрытия с выхлопными газами – до величин около 20 тыс.кв.м. Причем вес благородных металлов, нанесенных на подложку на этой огромной площади, составляет всего 2-3 грамма.

Керамика сделана достаточно огнеупорной – выдерживает температуру до 800-850°С. Но все равно при неисправности системы питания и длительной работе на переобогащенной рабочей смеси монолит может не выдержать и оплавиться – и тогда каталитический нейтрализатор выйдет из строя. Впрочем, все шире в качестве носителей каталитического слоя используются тончайшие металлические соты. Это позволяет увеличить площадь рабочей поверхности, получить меньшее противодавление, ускорить разогрев каталитического нейтрализатора до рабочей температуры и, главное, расширить температурный диапазон до 1000-1050°С.

На первый взгляд может показаться, что установка катализатора решает все экологические проблемы. Однако, температура, при которой катализатор начинает действовать (температура активации), находится в пределах 250–350°С. Время же, необходимое для разогрева, может достигать нескольких минут и зависит от типа автомобиля, способа его эксплуатации и температуры воздуха. Холодный катализатор практически неэффективен – следовательно, необходимо уменьшить время достижения температуры активации.

Проблему частично решили, приблизив нейтрализатор к выпускному коллектору (такое сочетание часто называют катколлектором). Кроме этого, коллектор изготавливают из тонкостенных стальных труб вместо массивных чугунных и дополнительно утепляют,
уменьшив тем самым тепловые потери. Другой способ быстро прогреть нейтрализатор – подать в отработавшие газы дополнительную порцию воздуха и одновременно обогатить смесь. Топливо догорает уже на выпуске, температура выхлопных газов растет, и нейтрализатор быстрее выходит на рабочий режим. Иногда нейтрализатор разогревают электрическим термоэлементом, однако это влечет дополнительные энергозатраты.

Обратная связь

Трехкомпонентный нейтрализатор наиболее эффективен при определенном составе отработавших газов. Это значит, что нужно очень точно выдерживать состав горючей смеси возле так называемого стехиометрического отношения воздух/ топливо,
значение которого лежит в узких пределах 14,5- 14,7. Если горючая смесь будет богаче, то упадет эффективность нейтрализации СО и СН, если беднее- NOx. Поддерживать стехиометрический состав горючей смеси можно было только одним способом- управлять смесеобразованием, немедленно получая информацию о процессе сгорания, то есть, организовав обратную связь.

Для этого в выпускной коллектор поместили специально разработанный кислородный датчик- так называемый лямбда-зонд. Он вступает с раскаленными выхлопными газами в электрохимическую реакцию и выдает сигнал, уровень которого зависит от количества кислорода в выхлопе. Если кислорода осталось много- значит, смесь слишком бедная, если мало- богатая. А по результатам мгновенного анализа, которым занимается электроника, можно быстро корректировать состав смеси в ту или иную сторону.

Напряжение на выходе кислородного датчика принимает два уровня. Если смесь бедная, то низковольтный сигнал дает команду на обогащение топливной смеси, и наоборот. На современных нейтрализаторах устанавливается два кислородных датчика. Первый определяет качество смеси- богатая или бедная. Другой, установленный за нейтрализатором, отслеживает эффективность нейтрализации.

Нейтрализация отработавших газов в выпускной системе дизельных двигателей

Сравнительно небольшое содержание вредных компонентов в отработавших газах дизелей не требовало в прошлом установки специальных устройств. Однако ужесточение норм токсичности (Евро-3 и Евро-4) коснулось и их. Основные претензии к дизелям экологи предъявляют из-за содержания частиц сажи и окиси азота (NOx) в выхлопе. Поэтому и на дизелях появились системы снижения токсичности выхлопа, включающие рециркуляцию отработавших газов, каталитический нейтрализатор и специальный сажевый фильтр.

Система рециркуляции выхлопных газов (ЕGR) применяется на бензиновых, дизельных и газовых двигателях. Предназначена для снижения токсичности отработавших газов (главным образом содержания оксидов азота NOx) в режимах прогрева и резкого ускорения двигателя, который на данных режимах работает на обогащённой топливной смеси. Часть отработавших газов попадает в обратно в цилиндры, что вызывает снижение максимальной температуры горения и, как следствие, уменьшение выбросов оксидов азота, образующихся при высоких температурах и являющихся одними из самых токсичных веществ. Система EGR не используется на холостых оборотах (прогретый двигатель), на холодном двигателе и при полностью открытой заслонке. Работа системы вызывает снижение эффективной мощности двигателя.

Сажевые фильтры изготавливают в виде пористого фильтрующего материала из карбида кремния. В конструкциях прошлых лет фильтры периодически очищали от накопившейся сажи отработавшими газами, температуру которых для этого повышали путем обогащения смеси. Очистка фильтра происходила по команде блока управления после каждых 400—500 км пробега автомобиля.

Однако в этом случае резко увеличиваются выбросы других вредных веществ. Поэтому современный сажевый фильтр чаще всего работает в паре с окислительным нейтрализатором, который восстанавливает NОx до NO2 и одновременно дожигает сажу, причем при более низких температурах – около 250°С.

В фильтрах нового поколения общий принцип остался прежним: задержать и уничтожить. Но как добиться нужной для сгорания частиц сажи температуры? Во-первых, фильтр разместили сразу за выпускным коллектором. Во-вторых, через каждые 300-500 км пробега контроллер включает режим многофазного впрыска, увеличивая количество поступающего в цилиндр топлива.

Система нейтрализации отработанных газов в дизеле

Яркий пример современного механизма очистки выхлопа дизелей – электронная система управления дизельным двигателем EDС (electronic diesel control), разработанная компанией Bosch. Ее конструкция включает в себя многокомпонентную систему выпуска отработавших газов, в которой предусмотрено семь датчиков – два лямбда-зонда, два температурных, два давления и один уровня сажи в выхлопе, а также три очистительных элемента – каталитический нейтрализатор, катализатор-накопитель и сажевый фильтр накопительного типа.

Основные правила эксплуатации автомобиля с каталитическим нейтрализатором

Последствия нарушений правил эксплуатации нейтрализатора

Для обеспечения эффективной работы нейтрализатора необходимо использовать только качественное не этилированное топливо, так как содержащийся в бензине тетраэтилсвинец необратимо “отравляет” каталитическую поверхность.

Во время и после работы двигателя корпус нейтрализатора имеет достаточно высокую температуру. В связи с этим, во избежание пожара, не следует парковать автомобиль над легко воспламеняющимися предметами, например сухими листьями, травой, бумагой и т.д.

Следует соблюдать основные правила, приведенные в инструкции по эксплуатации автомобилей. Они направлены на предупреждение ситуации, когда в нейтрализатор может попасть значительное количество не сгоревшего топлива. В этом случае возможная вспышка может привести к его разрушению.

В процессе эксплуатации важно обеспечить поддержание на исходном уровне всех выходных параметров автомобилей. Практика показывает, что сохранение автомобильного парка в исправном состоянии дает эффект уменьшения загрязнения окружающей среды, соизмеримый с ужесточением стандартов на выпускаемые машины. Поэтому особенно важно помнить о снижении воздействия на окружающую среду при техническом обслуживании автомобилей.

Техническое обслуживание (ТО) представляет собой совокупность работ и операций технологического процесса для поддержания или восстановления работоспособности машины.

Экологические характеристики автомобиля после ТО зависят от качества проведения и результатов контрольно-диагностических, регулировочных, электротехнических, смазочно-очистительных, шинных, заправочных работ.

Контрольно-диагностические работы заключаются в контроле состояния или работоспособности агрегатов, механизмов, приборов, систем и машины в целом по внешним признакам (выходным параметрам) без разборки или вскрытия механизмов. Объектами таких работ являются ходовая часть, механизм управления, электрооборудование, ДВС (системы охлаждения, зажигания, питания, кривошипно-шатунный и распределительный механизмы), трансмиссия (сцепление, коробка перемены передач, задний мост, карданная передача).

Регулировочные работы включают операции по восстановлению путем регулировки работоспособности агрегатов, механизмов и систем машины с помощью предусмотренных в них соответствующих устройств до уровня, требуемого правилами ее технической эксплуатации или техническими условиями (например, частоты вращения коленчатого вала ДВС на холостом ходу, свободного хода педали сцепления и др. ).

Крепежные работы состоят из проверки состояния резьбовых соединений деталей (болтов, шпилек, шплинтов) и крепления их (подтяжки), постановки крепежных деталей взамен утерянных и замены негодных.

Электротехнические работы заключаются в проверке внешнего состояния источников электроэнергии (аккумуляторной батареи, генератора с реле-регулятором и выпрямителем переменного тока) и потребителей электроэнергии (приборов системы зажигания, стартера, приборов освещения и сигнализации, контрольно-измерительных приборов), очистки от пыли, грязи и следов окисления контактных соединений, устранения неисправностей в результате диагностирования систем электрооборудования машины.

Работы по системе питания ДВС включают проверку внешнего состояния приборов этой системы (карбюратора, топливного насоса, воздушного фильтра и др. ), герметичности трубопроводов, устранение неисправностей и регулировку по результатам диагностики.

Смазочно-очистительные работы включают периодическое пополнение и смену масла в картерах агрегатов (ДВС, коробке перемены передач и др. ), смазку подшипников и шарнирных соединений трансмиссии, ходовой части, рулевого управления и кузова, заправку машины специальными жидкостями (тормозной, амортизаторной), очистку всех фильтров, замену фильтрующих элементов и отстойников. системы смазки.

Шинные работы состоят из проверки внешнего состояния покрышек шин с целью установления необходимости ремонта, удаления из протектора покрышек застрявших острых предметов, проверки внутреннего давления и доведения его до необходимого. В случае необходимости эти работы могут включать перестановку и замену шин.

Контрольные работы после завершения обслуживания включают проверку работы ДВС, действия тормозов, рулевого управления и других агрегатов и механизмов.

Заправочные работы включают заправку топливного бака машины и пополнения жидкостью системы охлаждения ДВС.

В приведенном перечне работ по ТО следует особо выделить диагностирование машин по показателям мощности, экономичности и влияния на окружающую среду, поскольку, по данным соответствующих исследований, до 30 % автомобилей эксплуатируются со значительным недоиспользованием мощности и перерасходом топлива. Основными причинами этого являются термодинамические потери ДВС и механические потери в трансмиссии автомобиля.

После диагностирования и устранения выявленных неисправностей средняя максимальная сила тяги увеличивается, а средний контрольный расход топлива уменьшается на 13 %. Восстановление колесной мощности автомобиля повышает его среднюю скорость движения, производительность его работы и снижает расход топлива. Соответствующие расчеты показывают, что в городских условиях в результате восстановления мощности при ТО техническая скорость автомобиля может возрасти на 7—8 %, а его производительность и экономичность увеличиваются на 4—5 %.

Рис. 1. Общая схема технологического процесса при капитальном ремонте автомобилей

Вместе с тем качественная реализация указанных выше работ по ТО машин может быть достигнута только на основе специализированных (автотранспортных) предприятий, поскольку лишь на них эффективно используются современные механизированные и автоматизированные технологические процессы. К таким предприятиям относятся следующие:

• базы централизованного технического обслуживания (ЦБТО);

• станции технического обслуживания (СТО);

• автозаправочные станции (АЗС).

Необходимо отметить, что на первых трех предприятиях независимо от вида ТО первоочередными являются уборочно-моечные работы, одной из задач которых является подготовка машины к последующим операциям ТО.

В общем случае экологическая безопасность автотранспортных предприятий должна обеспечиваться применением малоотходных технологий и внедрением стратегии более чистого производства. Однако в России эта стратегия пока не является составной частью государственной политики в области охраны окружающей среды. Поэтому внедрение более чистого производства может происходить только в результате инициативной деятельности предприятия. Для проявления такой инициативы руководству и коллективу предприятия должны быть понятны цели, преследуемые стратегией более чистого производства. Одной из характерных особенностей стратегии более чистого производства является ее интегрированный подход, при котором предотвращение загрязнения окружающей среды осуществляется путем разработки технических мероприятий (проектов), взаимосвязанных с их экологическими и экономическими оценками, и установления порядка их реализации с целью как сокращения образования отходов, так и экономии ресурсов.

Для производственных процессов более чистое производство означает более эффективное использование сырья, воды и энергоресурсов, исключение из применения токсичных и опасных материалов и предотвращение возникновения отходов и выбросов в месте их возможного появления.

Для готовой продукции и услуг стратегия более чистого производства направлена на снижение их влияния на окружающую среду в течение всего жизненного цикла продукта и/или услуги — от добычи сырья, необходимого для изготовления продукта и оказания услуги, до износа и окончательной ликвидации продукта и услуги.

Таким образом, можно заключить, что более чистое производство — это постоянное и системное применение стратегии предотвращения возникновения отходов и загрязнения с целью исключения или снижения их вредного воздействия на здоровье людей, окружающую и природную среду. Для стратегии более чистого производства характерны следующие признаки:

• постоянное применение — внедрение более чистого производства является постоянно действующим мероприятием, направленным на непрерывное улучшение экологических и экономических показателей промышленного предприятия;

• интегрирующее применение — методы стратегии более чистого производства исследуют технологический процесс целиком, они направлены на все составляющие окружающей среды, так как отходы и загрязнения возникают во всех материальных и энергетических потоках производства;

• превентивный подход — более чистое производство реализуется с помощью предотвращающих мероприятий, внедряемых в производственные технологии;

• стратегический подход — повторяемый системный подход, который направлен на рассмотрение всех экономически выгодных для предприятия возможностей предотвращения возникновения загрязняющих отходов, и только к остающимся отходам и загрязнениям применяются концевые технологии.

Другой принцип более чистого производства базируется на проведении мероприятий по экологически и экономически выгодным способам сокращения потребления сырья, энергии, воды и других природных ресурсов, а также использовании и переработке ресурсов с меньшим воздействием на окружающую среду.

Защита окружающей среды при уборочно-моечных работах.

Уборочно-моечные и обтирочные работы заключаются во внутренней уборке кабины водителя, платформы грузового автомобиля или салона машины, наружной мойке шасси и кузова и протирке его наружных частей, включая боковые, передние и задние стекла, и являются основным источником загрязнения сточных вод автотранспортных предприятий.

Мойку наружных частей кузова и шасси машины производят холодной или теплой (25—30 °С) водой. При этом, чтобы не вызвать разрушения окраски, разница между температурой воды и обмываемой поверхностью не должна превышать 18—20 °С. При пользовании мойкой чистой водой ее расход достаточно велик. Для повышения качества мойки и уменьшения расхода воды (в 2—3 раза) используют специальные моющие вещества — водные растворы синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ). Водные растворы СПАВ на обмываемую поверхность наносят с помощью пистолета или пульверизатора, после чего эта поверхность ополаскивается чистой водой. Таким образом, при мойке машины в процессе ТО образуются сточные загрязненные воды, проблема очистки которых здесь выходит на первый план с позиции уменьшения воздействия ТО машины на окружающую среду. При этом в настоящее время обязательным является использование на предприятии системы замкнутого (оборотного) водообеспечения.

Выбор методов и оборудования для очистки сточных вод должен осуществляться, исходя из их количества и концентрации примесей.

Сточные воды от отдельных производств на ремонтном предприятии, а также на предприятиях по производству автомобилей объединяются для последующей очистки по преобладающим загрязнителям с учетом их объемов (слабозагрязненные воды одного или нескольких видов примесей; циансодержащие; кислотно-щелочные стоки; стоки, содержащие нефтепродукты).

В настоящее время очистка сточных вод производится двумя методами: местная (локальная), когда очистные сооружения располагаются на предприятии, и общая, когда сточные воды от предприятия спускаются в канализацию, где они смешиваются с городскими сточными водами и очищаются перед сбросом в водоемы. В первом случае очистные сооружения, как правило, находятся в ведении предприятия, во втором — коммунальных служб. Местная очистка производится обязательно, если сточные воды предприятия могут нарушить работу городской канализации, например оказать разрушающее действие на материал труб и элементы очистных сооружений. Не допускается также спуск сточных вод предприятия в канализацию, если они содержат: более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ; вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; вредные вещества, препятствующие биологической очистке, имеющие температуру свыше 40 °С. Местной очистке могут подвергаться сточные воды от одного цеха или даже от отдельных видов технологического оборудования и процессов. И только после очистки такие сточные воды могут сбрасываться в городскую сеть.

Волгоградский профессиональный техникум кадровых ресурсов

Современные автомобили занимает важное место в экономике и жизни людей. Но непомерное увеличение их количества вызвало появление глобальных экологических проблем. На сегодняшний день количество только легковых автомобилей в мире приближается к отметке 1 миллиард, что не очень благоприятно сказывается на окружающем нас мире. Автомобильная отрасль является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Техногенные воздействия автомобильного транспорта на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.

Использование автомобилей наносит ощутимый вред окружающей среде: водным ресурсам, почве, а сжигая огромное количество ценных нефтепродуктов - главным образом атмосфере. В результате накопления различных загрязнений в атмосфере происходит разрушение озонного слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. С осадками загрязняющие вещества возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами, которые содержат и тяжелые металлы – свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий загрязняются водные пространства и почва. Среди всех сфер деятельности человека автомобильный транспорт в процессе эксплуатации определяется как основной источник негативного воздействия на окружающую среду.

В связи с динамичным ростом автомобилизации и в особенности с ее негативными последствиями, во всем мире возрастают требования к безопасности в процессе эксплуатации автомобильной техники. Перед автомобильной промышленностью стоит задача создания безопасных, экономичных, эргономичных и экологичных автомобилей. В связи с этим - повышение безопасности эксплуатации автомобилей стало комплексной проблемой, а обеспечение экологической безопасности – одним из важнейших направлений решения этой проблемы. В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством.

Целью работы является определение антропогенных факторов при проведении технического обслуживания и ремонта автомобилей, приводящие к изменению экологических условий.

-изучение приемов и методов исследования применительно к техническим системам;

-поиск, подбор, систематизация информации;

-изучение вредных воздействий, влияющих на экологию в процессе технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта;

-определение производственных процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей, влияющих на экологическую безопасность;

-рассмотрение путей и способов решения (осуществляемые и потенциально возможные) рассматриваемой проблемы;

Объект исследования: деятельность по техническому обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта, приводящие к изменению экологических условий.

Предмет исследования: Факторы, влияющие на экологическую безопасность, при техническом обслуживании и ремонте автомобилей.

Волгоград сегодня – один из крупных промышленных центров России с хорошо развитой многоотраслевой промышленностью и высокой концентрацией транспорта. Процессы модернизации экономики города развиваются по индустриальной модели, для которой характерно усиление роли развития транспортной сферы в экономической структуре города. Такое развитие города тесно сопряжено с природно-экологическими факторами и состоянием окружающей среды. По классификации института географии РАН регион Нижнего Поволжья, к которому территориально принадлежит Волгоград, относится к седьмому рангу, оценивающему степень экологической напряженности на территории как очень высокую [14].

Будущая профессиональная деятельность связана с техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей. Исследовательская работа посвящена определению факторов негативного воздействия на экологию в процессе моей профессиональной деятельности.

Техническое обслуживание и ремонт автомобиля как структурная составляющая

в обеспечении экологической безопасности в системе жизненного цикла автомобиля

Весь жизненный цикл автомобиля включает в себя три стадии: собственно его создание (проектирование и производство), эксплуатация и утилизация. Каждый этап является предметом человеческой деятельности и использования природных ресурсов, а следовательно, оказывает техногенное воздействие на экологию. Наиболее ощутимый вред наносится автомобилем во время его эксплуатации. Этап эксплуатации автомобиля состоит из двух взаимосвязанных частей:

Введение
На современном этапе развития экономики автомобильный транспорт в России, как и в большинстве развитых стран, играет важнейшую роль в обеспечении экономического роста и социального развития государства. Автомобильный транспорт является одной из важнейших составляющих транспортного обеспечения безопасности страны. В то же время развитие автомобильного транспорта в России сталкивается с проблемами, требующими комплексного решения на государственном уровне. Так, экологические проблемы, связанные с использованием транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стран мира.

Целью данной работы является изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и определение основных направлений по повышению его экологической безопасности.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

1. Требования по экологической безопасности двигателей внутреннего сгорания

Таким образом, автотранспортные предприятия или иные предприятия, имеющие на балансе автотранспортные средства, обязаны обеспечить выполнение экологических требований при их эксплуатации и ремонте. Экологические требования к автотранспорту, в первую очередь, включают его соответствие или несоответствие техническим нормативам выбросов вредных веществ в атмосферу, установленных соответствующими стандартами.

Специфика источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

- в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

- в непосредственной близости к жилым районам (автомобили заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки);

- в более высокой токсичности выбросов автотранспорта;

- в сложности технической реализации средств защиты от загрязнений на подвижных источниках;

- в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей (приземном слое) и слабее рассеиваются естественным образом (даже при ветре) по сравнению с промышленными выбросами, которые, как правило, осуществляются через дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты.

На концентрацию в воздухе токсичных веществ влияют сорт топлива, тип двигателя, скорость и равномерность движения, состав транспортного потока и интенсивность движения, возможности распределения этих продуктов в атмосфере (топографические, метеорологические и климатические условия - направление и скорость ветра, чистота и влажность воздуха, туман и температура воздуха и др.). Концентрация вредных продуктов уменьшается с удалением от проезжей части дороги, причем тем заметнее, чем выше скорость ветра. В плотно застроенных и плохо проветриваемых районах городов, у перекрестков концентрация таких веществ растет.

Еще одним фактором воздействия транспорта на окружающую среду и человека является шум, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, шасси автомобиля (в основном механизмами трансмиссии и кузова), и в результате взаимодействия шины с дорожным покрытием. Интенсивность шума зависит от топографии местности, скорости и направления ветра, температурного градиента, влажности воздуха, наличия и типа шумозащитных сооружений и др.

Поэтому, для снижения экологической нагрузки на окружающую среду от автотранспорта очень важно поддержание в течение всего срока службы экологических параметров, заложенных заводом-изготовителем.

2. Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей.

Транспорт - важное условие функционирования общественного производства и жизни людей. Пассажиропотоки в городах растут быстрее, чем население городов. Большую долю всего объема транспортных перевозок выполняет промышленный транспорт, в составе которого 30-35% перевозок совершают железные дороги, около 60 % автомобили, а остающиеся 5-10% - трубопроводы, транспортеры, речной и морской флот.

Автомобиль в настоящее время стал, чуть ли не основным средством транспорта для подавляющего большинства человечества. Но он же, к сожалению, и главный глобальный загрязнитель окружающей среды.

Для большинства промышленно развитых стран мира не является секретом тот факт, что для поддержания конкурентоспособности автомобильной промышленности, совершенствования надежности, качества, безопасности автомобилей необходимо участие трех сторон - промышленности, науки и государства. Причем усилия всех участников должны быть объединенными и скоординированными, а не автономными и разрозненными.

Специальные правительственные органы многих промышленно развитых стран проводят всестороннее изучение экологических и других проблем и формулирует систему норм, ограничений, требований и стимулов к производителям и потребителям продукции. Это делается с целью минимизации негативного воздействия на природу.

Большинство ученых и практиков предпринимают срочные меры по снижению токсичности отработавших газов двигателя. И прежде всего — уменьшению количества содержащихся в них моно- и диоксидов углерода, а также оксидов азота и несгоревших углеводородов.

Специалисты, занимающиеся данной проблемой, не считают ее неразрешимой. Более того, они предлагают как минимум четыре направления работ, которые позволят сделать автомобильную энергетику экологически чистой.

2.1 Совершенствование ДВС
С момента изобретения более ста лет назад двигателя внутреннего сгорания (ДВС) предпринимались многочисленные попытки повышения его экономичности и экологичности. У ДВС, есть ряд преимуществ перед другими типами силовых установок. К настоящему времени это, прежде всего, топливная экономичность и возможность удовлетворения международным требованиям по экологии. Отлаженность технологии выпуска ДВС обеспечила их низкую удельную стоимость (затраты/кВт энергии). Совершенствование рабочего процесса привело к высокой объемной (массовой) энергоемкости (кВт/кг, кВт/м 3 ). Изыскания многих поколений ученых и инженеров открыли, что у данной конструкции есть неиспользованные резервы для дальнейшего развития и совершенствования конструкции.

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что путем оптимизации степени сжатия и рабочего объема ДВС может быть улучшена эксплуатационная топливная экономичность и обеспечено снижение выброса парниковых газов (СО2) в условиях городского движения от 20 до 40 %.

Для двигателя внутреннего сгорания, чтобы получать необходимую механическую энергию для движения автомобиля, необходимо иметь высокое давление в цилиндрах. Естественно, чем выше температура сгорания топлива, тем выше давление. Но окиси азота образуются тем охотней, чем выше температура и больше кислорода (то есть воздуха), поступает в камеру сгорания. С точки зрения экологии в ДВС ситуация тупиковая. Много топлива и мало воздуха - низкая мощность, экономичность и много СО. Мало топлива и много воздуха - много окиси азота. Успешный до недавней поры компромисс достигался электронным регулированием соотношения топливо-воздух и применением, так называемого трехходового каталитического нейтрализатора. Тем не менее, уже разработаны камеры сгорания, способные сжигать сверхбедные топливовоздушные смеси. ДВС, имеющие такие камеры, на всех режимах работают практически при идеальных соотношениях топлива и воздуха, следовательно, содержат минимальное количество вредных веществ в отработавших газах. Кроме того, все больше появляется систем, обеспечивающих автоматическое управление подачей топлива в камеру сгорания и его воспламенением, что тоже благоприятно сказывается на экологической чистоте ДВС.

В частности, технические данные ДВС могут быть улучшены путем совершенствования электронного управления системами двигателей. Так, в последние годы появились в серийном производстве системы с управляемыми фазами газораспределения, и многие фирмы выпускают двигатели с достаточно эффективными механизмами их регулирования (Honda, Toyota, BMW и др.). Наибольшими функциональными возможностями воздействия на показатели двигателей обладает система с электромагнитным приводом клапанов и электронным управлением, а также, переходу на четырехклапанное газораспределение.

Ввиду прогрессирующего роста цен на нефть и неизбежного глобального энергетического и экологического кризиса, есть смысл чаще возвращаться к самым различным способам экономии топлива, с привлечением современных технологий, открывающих многообещающие перспективы.

Двигатели, работающие на биотопливе, используют энергию солнечного света, запасенную растениями. Энергия ископаемого топлива — это на самом деле тоже когда-то давно (десятки и сотни миллионов лет тому назад) связанная энергия солнечного света, а выделяющийся при сжигании ископаемого топлива углекислый газ когда-то был изъят из атмосферы (и вод океана) растениями и цианобактериями. Казалось бы, биотопливо ничем не отличается от обычного ископаемого топлива. Но разница есть, и определяется она временн о й задержкой, лагом между связыванием СО ₂ в ходе фотосинтеза и выделением его в процессе сжигания углеродосодержащих веществ. Если этот лаг очень большой (как в случае использования горючих ископаемых), то состав атмосферы мог за это время существенно измениться. Кроме того, если связывание углекислого газа происходило в течение очень длительного времени, то высвобождение происходит очень быстро. В случае же использования биотоплива временной лаг совсем небольшой: месяцы, годы, для древесных растений — десятилетия.

При всех плюсах использования биотоплива быстрое увеличение его производства чревато серьезными опасностями для сохранения дикой природы, особенно в тропиках.

Очевидно, что замещая ископаемое топливо и снижая таким образом рост СО ₂ в атмосфере, биотопливо на самом деле может угрожать многим природным экосистемам, прежде всего тропическим. Дело, конечно, не в самом биотопливе, а в неразумной политике его производства. В уничтожении богатых видами природных экосистем и заменой их крайне упрощенными экосистемами сельскохозяйственных угодий.

В любом случае, необходимо оценить тот риск, который возникает для природных экосистем при культивировании растений, используемых в качестве сырья для биотоплива.

Сжатый природный и сжиженный нефтяной газы, а также метанол - приоритетность газа, как наиболее перспективного экологически чистого моторного топлива, очевидна для многих стран мира. В Канаде, Новой Зеландии, Аргентине, Италии, Голландии, Франции и других странах успешно действуют национальные программы перевода автотранспорта, в первую очередь городского, на газомоторное топливо. Для этого разработана соответствующая нормативно-законодательная база: ценовая, налоговая, тарифная, кредитная. В результате налицо явный прогресс.

Поэтому, в настоящее время единственным путем повышения экологичности автотранспорта является его перевод на природный газ, что обеспечит сокращение вредных выбросов в окружающую среду двигателями автомобилей до уровня, отвечающего жестким европейским нормам.
2.3 Автомобили с комбинированной (гибридной) энергетической установкой (КЭУ) .

В качестве основного источника энергии в таких автомобилях используется ДВС, а в качестве пикового ее источника — тяговая электрохимическая батарея (ТЭБ) или накопитель (батарея электрических конденсаторов, сверхкомпактный маховик и т. п.).

С егодня смело, можно сказать: эпоха ДВС как основного источника энергии на автомобиле подходит к логическому завершению. Подтверждение этому уже не опытные, а серийные модели с гибридными силовыми установками.
Рассмотрим схемы гибридных силовых установок:
Последовательная схема

В данном случае ДВС приводит в движение генератор, а вырабатываемая последним электроэнергия питает электродвигатель, вращающий ведущие колеса. Последовательной установку называют потому, что поток мощности поступает на ведущие колеса, проходя ряд преобразований. От механической энергии, вырабатываемой ДВС в электрическую, вырабатываемую генератором, и опять в механическую. Данная схема позволяет использовать ДВС малой мощности, с условием его постоянной работы в диапазоне максимального КПД. Это позволит стабильно генерировать достаточное количество энергии для питания электродвигателя и заряда аккумуляторной батареи.

Параллельная схема

Здесь ведущие колеса приводятся в движение и ДВС, и электродвигателем (обратимой машиной). Момент, поступающий от двух источников, распределяется в соответствии с условиями движения. Аккумулятор заряжается при переключении электродвигателя в режим генератора (например, при торможении), а запасенная батареей энергия питает обратимую машину, переключившуюся в режим электродвигателя, которая, в свою очередь, вращает ведущие колеса. Подобная конструкция достаточно проста, но имеет ряд недостатков, так как обратимая машина гибридной силовой установки не может одновременно приводить в движение колеса и заряжать батарею.

Последовательно-параллельная схема
Эта схема объединяет в себе две предыдущие. Здесь, в зависимости от условий движения, используется тяга электродвигателя или одновременно ДВС и электродвигателя.

Помимо этого, в случае необходимости, система способна приводить колеса в движение и одновременно вырабатывать электроэнергию, используя генератор. Таким образом, достигается максимальная эффективность силовой установки.

Несмотря на все видимые преимущества, автомобили с гибридными силовыми установками имеют ряд недостатков. Кроме того что они имеют усложненную конструкцию, требуется наличие специального оборудования для их обслуживания и ремонта, а так же становится необходима подготовка специалистов не только для обслуживания таких двигателей, но и для оказания помощи в случае попадания такого автомобиля в аварию.

2.4 Совершенствование электромобиля.

Электрические двигатели проходят испытание во многих странах. Основных проблем электромобилей лишь две: найти накопитель энергии, способный обеспечить транспортному средству запас хода, соизмеримый с запасом хода обычного автомобиля, и создать соответствующую инфраструктуру (сеть зарядных станций и т. п.). Однако эти проблемы — чрезвычайной сложности. Особенно первая. Достаточно напомнить, что многие специалисты (электрики, химики, материаловеды и др.) весь прошлый век работали над созданием электрических аккумуляторов большой емкости, но так и не сумели получить приемлемые для автомобилестроителей и других потребителей результаты по запасу хода электромобиля, поскольку, ни один из аккумуляторов по удельной энергоемкости не смог конкурировать ни с жидким, ни даже с газовым топливом. Другими словами, при переходе с ДВС на батареи электрических аккумуляторов приходится жертвовать либо грузоподъемностью, либо запасом хода автомобиля.

отсутствие вредных выхлопов;
простота конструкции и управления, высокая надёжность и долговечность экипажной части (до 20—25 лет) в сравнении с обычным автомобилем;
КПД электродвигателя составляет 90 %—95 %.

Заключение
Можно сделать вывод, что изложенное выше определяет необходимость принятия широкомасштабных и комплексных мер по предотвращению, нейтрализации или хотя бы существенному сокращению тех негативных последствий, которые порождаются автомобилизацией нашей страны. Поэтому, следует проводить экологическую программу по следующим направлениям:
- широкое внедрение результатов работ, по снижению экологической опасности существующих двигателей, используемых нефтяных и синтетических углеводородных топлив для автотранспортных средств;
- поэтапная замена нефтяных топлив на сжиженный природный газ (СПГ) как наиболее чистого из углеводородных топлив, с обязательным созданием необходимой криогенной инфраструктуры в транспортном комплексе области;
- модернизация дорожного хозяйства и реализация планов строительства дорог и мостов;
- создание управляющей системы обращения и утилизации отходов АТК, способной обеспечить их селективную и безопасную переработку, а также их вторичное использование в производственно-хозяйственной сфере;
- совершенствование современной нормативно-правовой базы и системы налогообложения и платежей за загрязнение ОС, стимулирующих перевод деятельности АТК на экологически приемлемые технологии.

От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли. Общественный транспорт должен быть таким, чтобы людям хотелось пользоваться им чаще, чем собственными машинами. Так как увеличение транспортных средств на дорогах наносит огромнейший вред здоровью людей и окружающей среде. Ведь выхлопные газы автомобилей - это настоящее бедствие.

Экологическая безопасность – это свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации. Основными загрязняющими веществами при эксплуатации автотранспорта являются:

– нефтепродукты при их испарении;

– продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления, асфальтовых и бетонных покрытий.

Шумовое загрязнение является также серьезной проблемой. Фактически шум создают транспортные потоки, и уровень его может меняться от очень многих причин, основными из которых являются; техническое состояние, скорость движения и режимы движения автомобиля; тип и состояние дорожного покрытия; состав и характеристики транспортного потока, в котором движется автомобиль; градостроительные особенности магистрали. При исследовании влияния срока службы автомобиля на уровень создаваемого шума установлено, что он возрастает в среднем на 1,5– 2,5 дБ по шкале А в год. В отдельных городах под воздействием автомобильного транспорта и других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния, что препятствует устойчивому их развитию и требует кардинальных решений по улучшению их коммуникационной инфраструктуры. Наибольшему загрязнению подвержены территории, непосредственно прилегающие к трассам. Полоса загрязнения достигает 300 м и более.

Основными мероприятиями по предотвращению и уменьшению вредного воздействия автомобилей на окружающую среду следует считать:

1) Разработку таких конструкций автомобилей, которые меньше загрязняли бы атмосферный воздух токсичными компонентами отработавших газов и создавали бы шум более низкого уровня.

2) Совершенствование методов ремонта, обслуживания и эксплуатации автомобилей с целью снижения концентрации токсичных компонентов в отработавших газах, уровня шума, производимого автомобилями, и загрязнения окружающей среды эксплуатационными материалами.

3) Использование средств и методов организации и регулирования движения, обеспечивающих оптимальные режимы движения и характеристики транспортных потоков, сокращение остановок у светофоров, числа переключения передач и времени работы двигателей на неустановившихся режимах.

Вдоль автомобильной дороги посажены елки, летом там появляется много маслят. Можно ли собирать грибы в лесопосадке у дороги?

На дороге пробка. Не вредно ли ехать на велосипеде по автомагистрали? Почему?

После реконструкции проспекта, окна дома стали выходить на автомагистраль, уровень шума в квартире резко возрос. Что делать?

При широком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещает ранее недоступные для них природные комплексы. К каким последствиям это может что привести?

Читайте также: