1. К О Г О АУ С П О « К о л л е д ж п р о м ы ш л е н н о с т и и
автомобильного с ервиса»
Методиче ская разработка внеклассного мероприятия
неде ли П(ц) К «Тр ан сп орт»
«Оригинальные технологические решения российских и зарубежных
специалистов по повышению экологической безопасности
автомобильного транспорта»
Разработана преподавателем спецдисциплин
высшей квалификационной категории
ГАОУ СПО КГКПиАС Тюлькиной Л.М.
2. г. Киров,
2011
Ц е л ь : развивать у обучающихся умение самостоятельно добывать знания из
различных источников информации, перерабатывать их и творчески
применять в конкретной ситуации.
Задачи :
1) познакомить обучающихся с основными направлениями по обеспечению
экологичности автомобильного транспорта;
2) обобщить, расширить и углубить знания по теме;
3)интегрировать разрозненные экологические представления и понятия;
Обучающиеся должны знать: состав и токсичность отработанных газов на
различных режимах работы двигателя; влияние технического состояния
автомобиля на загрязнение окружающей среды.
Обучающиеся должны уметь: сравнивать экологическое воздействие
дизельных двигателей и двигателей внутреннего сгорания; давать
характеристику различным видам топлива; самостоятельно находить
информацию, выступать с докладом на аудиторию.
Содержание внеклассного мероприятия:
1. Организационный момент.
2. Сообщение темы, постановка задач.
3. Инструктаж по предстоящей работе.
4. Подведение итогов.
План проведения:
1. Негативное воздействие автомобильного транспорта на качество среды
обитания людей.
2.Совершенствование двигателей внутреннего сгорания с искровым
зажиганием.
3.Совершенствование дизельных двигателей.
4 Улучшение качества топлива.
5.Перевод автомобилей на природный газ.
6.Санитарно-технические мероприятия.
Обучающиеся слушают докладчиков, задают вопросы, дают и поясняют
свою оценку конструкторским разработкам.
Литература, рекомендуемая для подготовки к внеклассному
мероприятию
3. 1. Боголюбов, С. А. Экологическое право С. А. Боголюбов, Н. В. Кичигин,
Д. О. Сиваков. – М.: Проспект, 2007.
2.Денисов В.В., Курбатова А.С, .Денисова И.А., Бондаренко И.В., Грачев
В.А., Гутенев В.В., Нагнибеда Б.А.Экология города Учебное пособие – М.,
ИКЦ «МарТ», Ростов-на-Дону, 2008
3.Касимов Н.С, Курбатова А.С. Экология города – М.: Научный мир, 2004.
4. Константинов, В. М. Охрана природы В. М. Константинов. – М.:
Академия, 2003.
5. Миркин, Б. М. Экология России Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова. – М.:
Устойчивый мир, 2000.
НЕКОТОРЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ВНЕКЛАССНОМУ
МЕРОПРИЯТИЮ
1.Негативное воздействие автомобильного транспорта на качество среды
обитания людей
Автомобильными двигателями выделяется в воздух городов более 95 %
оксидов углерода, около 65 % углеводородов и 30 % оксидов азота.
Расплачиваться за это приходится ухудшением здоровья людей.
В защите среды обитания от загрязнения автомобильными выхлопами наша
страна существенно отстала от развитых стран Запада, причем по многим
показателям. Двигатели даже новых отечественных автомобилей
выбрасывают в расчете на 1 км пройденного пути в 3-5 раз больше вредных
веществ, чем их зарубежные аналоги. Проверки показывают, что каждый
пятый автомобиль эксплуатируется с повышенной токсичностью или
дымностью отработанных газов. В ряде городов РФ содержание оксида
углерода в воздухе над автомагистралями в 10-12 раз превышает допустимую
норму. По оценкам медиков и экологов автотранспорт заметно сокращает
среднюю продолжительность жизни населения.
В связи с этими фактами возникла острая необходимость в осуществлении
таких мероприятий, которые бы позволили снизить выбросы автотранспорта
или ослабить его негативное воздействие на качество среды обитания,
особенно жителей городов.
Среди мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха
автотранспортом важная роль принадлежит осуществлению технологических
решений:
- замена двигателя на более экономичный и менее токсичный;
4. - замена топлива (улучшение качества, альтернативные виды топлива);
- совершенствование рабочего процесса двигателя;
- расширение парка и использования муниципального электротранспорта.
2. Совершенствование ДВС с искровым зажиганием.
Наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают
изменения, вносимые в систему питания и зажигания ДВС, т.к. именно они
определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси. В настоящее
время автомобили некоторых зарубежных фирм выбрасывают в атмосферный
воздух в 10-16 раз меньше вредных веществ, чем в 80-х годах, т.к.
развернулись крупномасштабные и дорогостоящие исследования по
созданию экологически приемлемых автомобилей. В значительной мере
этому способствовали такие нововведения, как:
- двигатели, работающие на переобеднённых смесях;
- впрыск топлива вместо карбюраторного смесеобразования;
- электронное зажигание.
При запуске холодного двигателя в современных карбюраторах используются
автоматы пуска и прогрева. На режимах торможения двигателя применяют
экономайзер принудительного холостого хода – клапан, отключающий подачу
топлива.
Стремительно растет число автомобилей с двигателями прямого впрыска
топлива, которые обеспечивают уникальное сочетание характеристик: расход
топлива на уровне дизелей и скорость спортивных машин на бензиновом
топливе. Известная компания «Мицубиси моторс» уже несколько лет
выпускает машины с двигателями нового класса. Благодаря этому на 25 %
повышается экономия топлива в городских условиях, на 8 % снижается
потребление топлива при движении со скоростью выше 120 км/час по
сравнению с обычными бензиновыми двигателями и на 85 % увеличивается
мощность по сравнению с дизельными.
Фирма «Ауди» показала экспериментальную модель АZ-2, изготовленную из
легкого алюминиевого сплава с 3-х цилиндровым двигателем и рекордно
низким потреблением бензина (3 литра на 100 км пути). Показатели
достигнуты установкой двигателя с прямым впрыском топлива.
5. В США усовершенствовали карбюратор с раздельным смесеобразованием.
Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается
в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит
полное сгорание рабочей смеси, а, значит, свести до минимума содержание
вредных веществ в выхлопных газах. Создан также карбюратор, благодаря
которому можно использовать низкооктановые сорта бензина без
антидетонационных добавок.
Во многих странах разрабатываются новые, более совершенные двигатели,
которые можно устанавливать на серийные автомобили. Например,
перспективным считают роторно-поршневой двигатель Ванкеля, который
компактнее поршневых двигателей: объем в среднем меньше на 30 %, а масса
на 11 %. Отличными характеристиками обладает двигатель Стирлинга,
усовершенствованный фирмой «Филипс». Он может работать на спирте,
бензине, керосине, дизельном топливе, мазуте, сырой нефти, оливковом и
подсолнечном маслах и на некоторых горючих газах. Работает двигатель
очень плавно, без вибраций, а уровень его шума сравним с уровнем
электродвигателя. Отработанные газы практически не содержат продуктов
неполного сгорания и не имеют неприятного запаха.
Экологичность автомобиля можно повысить, если установить электронные
системы управления, которые оптимизируют не только работу двигателя, но и
тормозов и других агрегатов.
В России также имеются оригинальные разработки. Наши ученые создали
принципиально новую технологию автомобильного поршневого двигателя, не
имеющего аналогов в мире. В основу разработки положено научное открытие
явления молекулярного смесеобразования со 100% испарением бензина. В
двигатель поступает сухая безвоздушная газовая смесь (бензогаз), которая
сгорает полностью и быстро. Выхлоп такого двигателя экологически чист.
3.Совершенствование дизельных двигателей.
В последнее время во всем мире наблюдается тенденция возврата к
дизельным двигателям. И этому есть веские причины. Во-первых,
потребление топлива дизелем на 20-30% меньше. Во- вторых, токсичность
выхлопных газов примерно в 3 раза ниже, чем у бензиновых двигателей.
Однако применение дизелей не свободно от экологических проблем,
поскольку в процессе работы выбрасываются твердые и газообразные
вещества: несгоревшее топливо, сажа, диоксид серы и т.д. Поэтому для
очистки выхлопных газов на дизеле устанавливают сажевый фильтр.
6. Достигнутые успехи в создании жаропрочной и удароустойчивой керамики
позволяют применять такие материалы в газотурбинных двигателях. Большая
теплоемкость керамики позволяет отказаться от водяного охлаждения.
Эффективность использования топлива в таких двигателях повышается на
30-35%, соответственно возрастает и экологичность.
Представляет большой интерес использование смеси дизельного топлива и
природного газа на автобусах «Икарус». У них почти в 4 раза меньше объем
выхлопных газов, на 10% повышена мощность двигателя, время работы
между ремонтами увеличено в 1,5 раза, и одновременно вдвое снижен расход
дизельного топлива.
Сегодня особенно актуальной становится задача не только
совершенствования конструкции автомобилей с точки зрения ограничения
токсичности, но и повышение уровня технического обслуживания и контроль
за техническим состоянием автомобилей.
Результаты Всероссийской операции «Чистый воздух» показали, что из-за
неисправностей или неправильных регулировок систем питания и зажигания
ДВС экологическим нормам не соответствуют 25-30% автомобилей.
Ненадлежащее техническое состояние подвижного состава и автодорог не
способствует энергосбережению на автотранспорте и в конечном итоге его
экологической безопасности.
4.Улучшение качества топлива.
Большинство (до 75%) применяемых ныне в России сортов бензина содержит
в качестве антидетонационной присадки тетраэтилсвинец в количестве 0,41-
0,82 г/л. Однако ее наличие приводит к тому, что свыше 60% загрязнений
почвы свинцом приходится на автотранспорт. Поэтому большое значение
имеет запрещение применения этилированного бензина. В большинстве
стран Европы он уже не используется.
Следует отметить, что добавлением к топливу определенных присадок можно
снизить образование оксида углерода, углеводородов, сажи и др. В
Финляндии разработана присадка к бензину «Футура», которая не содержит
свинца. Бензин с присадкой «Футура» имеет октановое число 95, она
эффективно очищает двигатель, уменьшает загрязнение клапанов, защищает
топливную систему от коррозии, уменьшает выбросы вредных веществ.
Из отечественных разработок следует отметить антидетонационную
присадку на марганцевой основе ЦТМ, которая в 50 раз менее токсична, чем
тетраэтилсвинец.
В поисках эффективных присадок очень плодотворно международное
сотрудничество. Так, российские ученые совместно со специалистами из
нидерландской компании Ай-Си-Ди создали фетерол – высокооктановую
добавку к бензину, делающую его экологически почти безвредным.
Полностью соответствующим зарубежным и отечественным санитарным
нормам. Производство такого бензина освоено на ряде российских заводов.
7. АО «Омский каучук» наладило выпуск метилтретичнобутилового эфира
(МТБЭ). Применение этой добавки существенно улучшает качество и
экономичность бензина. МТБЭ имеет важное достоинство: он обладает
высоким октановым числом-110 единиц.
Разработано большое число присадок и к дизельному топливу, они снижают
содержание сажи в выхлопных газах. Наиболее эффективными оказались
барийсодержащие присадки. Их сравнительные испытания показали, что
добавление к топливу 1% присадки А2 (разработана в СССР) снижает
концентрацию сажи в выхлопных газах на всех режимах работы двигателя
примерно на 70-90%. При этом уменьшается также на 60-80% выброс
канцерогенных веществ.
Большое внимание уделяется выпуску новых сортов автомобильного топлива.
Начиная с 1996 года производятся поставки на автозаправочные станции
новой марки бензина «Евросупер-95» с Новоуфимского
нефтеперерабатывающего завода. Он отличается не только высоким
октановым числом, но и предельно малым содержанием сероводородных
соединений. В Сибирском отделении Российской академии наук разработана
установка для получения высокооктанового бензина из углеродного сырья
различного происхождения. Сырьем служит попутный газ и газовый
конденсат, который образуется при добыче нефти.
На Западно-Сибирском металлургическом комбинате нашли способ
превращения в высокооктановый бензин компонентов доменных и коксовых
газов, выбрасываемых в атмосферу.
В России найден способ изготовления порошкового бензина. По качеству он
соответствует Аи-92 и Аи-76, но имеет более низкое содержание оксида
углерода в выхлопе.
5. Перевод автомобилей на природный газ.
По экспериментальным оценкам использование газового топлива снижает
выбросы оксида углерода в 2-4 раза, оксидов азота в 1,1-1,5 и суммарных
углеводородов в 2 раза. Природный газ хорошо смешивается с воздухом,
полнее сгорает в двигателе, не содержит практически серы, свинца и других
нежелательных примесей. Газовое топливо не требует различных присадок.
Перевод машин на газовое топливо позволит почти в 100 раз снизить
выбросы в атмосферу канцерогенных веществ. Сократится и расход
нефтепродуктов: каждая тысяча газобаллонных автомобилей сэкономит на
грузовых перевозках 12 тыс. тонн, на таксомоторных 6 тыс. тонн, на
пассажирских (автобусах) 30 тыс. тонн в год. Если учесть, что газ дешевле
бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более
наглядными. Сейчас из почти 800млн. автомашин, эксплуатируемых в мире,
более 10 млн. работают на природном газе.
Для России, обладающей крупнейшими запасами природного газа и
являющейся мировым лидером по его добыче, повсеместный перевод
8. автомобилей на газ не только способствовал бы снижению вредных
выбросов, но и оказался бы экономически оправданным мероприятием.
Согласно расчетам специалистов, в течение полугода окупаются затраты при
переводе на газ грузовых автомобилей моделей «ГАЗ» и «ЗИЛ», в течение
года автобусов «Икарус-280» и в течение 14 месяцев автомобилей «КамАЗ-
5320»
В то же время имеются существенные недостатки газового топлива:
- необходимость установки на автомобиле баллонов для сжиженного газа
(с давлением 1,6 Мпа);
- опасность растекания смеси (она тяжелее воздуха) в салоне автомобиля,
гараже и т.д., что может привести к взрыву;
- необходимость создания разветвленной сети автомобильных
газонаполнительных компрессорных станций, время заправке на которых
одного автомобиля составляет 10-15 минут.
6.Санитарно-технические мероприятия.
К таким относятся прежде всего установка каталитических нейтрализаторов.
Они используются для обезвреживания выхлопных газов автомобиля путем
химического превращения отдельных вредных веществ, содержащихся в них,
при помощи катализаторов. Первые катализаторы были установлены на
моделях американских автомобилей, выпускаемых с 1975 года.
Испытания отечественных катализаторов показали, что они снижают уровень
СО в отработанных газах на 80 %, Cn Hn на 70%, NO – на 50%. В целом
токсичность выбросов уменьшается в 10 раз.
В России наиболее успешно идет внедрение каталитических нейтрализаторов
в Москве.
По мере эксплуатации созданных устройств обнаружился ряд их недостатков:
-высокая стоимость устройства, что заметно удорожает автомобиль;
- при работе на этилированном бензине поверхность катализатора быстро
обволакивается свинцом, на ней осаждается сажа и сера, что быстро выводит
из строя нейтрализатор. Поэтому этилированный бензин несовместим с
использованием каталитических нейтрализаторов и требуется бензин,
свободный от свинца.
