Влияние низкотемпературных условий эксплуатации на экологичность автомобилей

Актуальность темы

Удельный вес автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы городов достигает 80%, а содержание токсичных веществ в воздухе населенной зоны местами не только превышает предельно допустимые концентрации, но и продолжает неуклонно расти. В связи с этим борьба с загрязнением атмосферы отработавшими газами автомобилей является одной из наиболее острых проблем современности.

Содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей, как одна из основных характеристик их экологичности [71, с. 5], зависит от различных факторов условий эксплуатации, среди которых важную роль играет температура окружающего воздуха.

Большая часть территории нашей страны относится к зоне холодного климата, для которой характерны низкие температуры воздуха в зимний период. Однако закономерности изменения экологичности автомобилей различных марок и моделей в этих условиях исследованы недостаточно. Это препятствует разработке научно обоснованного подхода к определению платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и, прежде всего, ее дифференцированному корректированию с учетом суровости низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленности автомобилей к этим условиям.

Необходимость дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу обусловливается потребностью создания механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей и свидетельствует об актуальности исследований в этом направлении.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Целью исследования является улучшение экологичности автомобилей путем использования методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, разработанной на основе установления закономерностей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на токсичность отработавших газов.

Объект исследования — процесс изменения выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей при понижении температуры окружающего воздуха, а предмет исследования — этот процесс для автомобилей ряда конкретных марок и моделей (ВАЗ, УАЗ, ГАЗ, Иж, ЗиЛ) с бензиновыми двигателями.

Методологической основой исследования служит системный анализ, основы технической эксплуатации автомобилей, основы химмотологии, теория вероятностей и математическая статистика, научные основы приспособленности автомобилей.

Научная новизна работы.

— выявлены закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания загрязняющих веществ (СО и CnHm) и суммарной токсичности отработавших газов автомобилей, которые описываются квадратичными математическими моделями приспособленности. Доказана их адекватность, и определены численные значения входящих в них параметров применительно к автомобилям ряда конкретных марок и моделей;

— установлен показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов, и определены его численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей;

— определены рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям;

— разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям. Оценен экологический и экономический эффект от ее внедрения.

Практическая ценность работы. Использование «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу» направлено на уменьшение выброса загрязняющих веществ с отработавшими газами в низкотемпературных условиях эксплуатации за счет разработанного механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей путем дифференцированного корректирования размеров платы за загрязнение окружающей среды.

На защиту выносятся:

— закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания СО и CnHm и суммарной токсичности отработавших газов автомобилей, которые описываются квадратичными математическими моделями приспособленности, показатели их адекватности и численные значения входящих в них параметров применительно к автомобилям ряда конкретных марок и моделей;

— показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов и его численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей;

— рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям;

— «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям.

Реализация результатов работы. На основе полученных результатов исследования разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям, внедренная в Департаменте по охране окружающей среды Тюменской области и используемая в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров автотранспортных специальностей.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры эксплуатации автомобильного транспорта ТюмГНГУ (2002,2003,2004 гг.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на V Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург: ОГУ, 2002), на Межвузовской студенческой научно-технической конференции «Инновации и эффективность производства» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на Международной специализированной выставке «Город 2002», «Автосалон», «Автозаправочный комплекс» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на Областной научно-методической конференции «Роль информационных технологий в обучении: проблемы, перспективы, решения» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), на VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза: ПГУ, 2003), на Региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), в рамках научно-технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург, 2004), на III Международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза: ПГУ, 2004).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 13 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 104 страницы текста (в том числе 38 таблиц и 16 рисунков), список литературы из 110 наименований и 10 приложений.

2.2. Выводы.

Вывод должен содержать рассчитанное значение величины платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и краткий анализ результатов влияющих на него величин.