Мероприятия организационно-технического характера по снижению шума и загазованности

Для реализации политики экологической безопасности проводится комплекс природоохранных мер, подразделяемых на четыре группы: организационно - правовые, архитектурно - планировочные, конструкторско - технические, эксплуатационные. Перечисленные группы мероприятий реализуются независимо друг от друга и позволяют достичь определенных результатов. Но комплексное их применение обеспечит максимальный эффект.

Организационно-правовые мероприятия

Включают создание нормативно-правовой базы экологической безопасности и меры государственного, административного и общественного контроля за выполнением функций по охране природы. Они направлены на исполнение природоохранного законодательства на транспорте, разработку экологических стандартов, норм и нормативов.

Архитектурно-планировочные мероприятия

Для снижения загазованности воздуха в городах большое значение имеют планировочные мероприятия по застройке, реконструкции территорий и организации транспортного сообщения.

Снижение уровня экологической опасности от воздействия транспорта возможно путем

· создания объездных кольцевых железнодорожных и автомобильных дорог;

· строительства путепроводов, транспортных развязок на разных уровнях, тоннелей и пешеходных переходов;

· расширения магистралей и развития улично-дорожной сети;

· внедрения автоматизированных систем управления дорожным движением, позволяющих использовать принцип «зеленой волны» и сократить простои автотранспорта перед светофорами;

· организации одностороннего движения на участках городской застройки с узкой проезжей частью;

· выделения в центральной части городов территорий с запретом или ограничением на движение большегрузного автотранспорта.

Проблемы экологической безопасности находят свое отражение

в эколого - градостроительных планах крупных городов.

Архитектурно-планировочные мероприятия по защите водных объектов подразумевают рациональную планировку портов, строительство каналов и шлюзов, проведение дноуглубительных работ, спрямлении фарватеров и судовых трасс.

 

Конструкторско-технические мероприятия

Направлены на улучшение экологических показателей транспортных средств и сокращение выбросов вредных веществ от стационарных источников.

Конструкторско-технические мероприятия, осуществляемые на подвижном составе, группируются по направлениям:

1) повышения экономичности двигателей;

2) снижения массы конструкции;

3) уменьшения сопротивления движению;

4) снижения токсичности отработавших газов;

5) использования экологически более чистых видов топлива;

6) применения комбинированных источников энергии.

Повышение экономичности двигателей достигается совершенство-ванием их конструкции и позволяет сократить потребление топлива и, соответственно, снизить выбросы загрязняющих веществ. Одновременно обеспечивается сбережение топливно-энергетических ресурсов, что является еще одной важной экологической задачей. Основой сокращения расхода топлива и выброса вредных веществ является улучшение процесса сгорания в двигателях транспортных средств. Снижение расхода топлива имеет большое значение в первую очередь для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями большого рабочего объема. Применение на этих двигателях вихревого движения рабочей смеси, улучшающего качество смесеобразования и распределения по цилиндрам, способствует снижению расхода топлива на 5-6 %. Улучшение рабочего процесса двигателя достигается применением различных устройств в карбюраторе, например, экономайзеры принудительного холостого хода снижают расход топлива на 2 %. Почти все современные карбюраторы оснащены автоматами пуска и прогрева, точное соблюдение температурного режима при пуске и прогреве двигателя способствует снижению расхода топлива.

На некоторых моделях автомобилей, в основном отечественного производства, используются двигатели с форкамерно-факельным зажиганием. При этом способе зажигания обедненная рабочая смесь в камере сгорания двигателя воспламеняется от факела продуктов неполного сгорания, выбрасываемых через сопловые отверстия из дополнительной камеры (форкамеры) малого объема. Это позволяет снизить расход топлива на 8-10 %, содержание оксидов азота и углеводородов в отработавших газах. В современных условиях наилучшим техническим решением остается применение электронных систем впрыска топлива с точным дозированием топлива по отдельным цилиндрам на всех режимах работы двигателя. Применение таких систем также позволяет снизить расход топлива на 8-10 %.

Дизельный двигатель экономичнее карбюраторного на 20-30 %, токсичность отработавших газов дизеля значительно ниже, поэтому их широко применяют на большегрузных автомобилях, автобусах. Система питания дизельного двигателя обеспечивает более точное дозирование топлива по сравнению с карбюраторными двигателями при различных режимах работы, что наряду с высоким коэффициентом избытка воздуха и высокой степенью сжатия способствует боле полному сгоранию топлива в цилиндрах двигателя и снижению токсичности выбросов (табл. 5). Высокая топливная экономичность может быть достигнута при использовании и дизельно-газовых двигателей, способных работать попеременно как на дизельном, так и на газовом топливе. Газодизельный двигатель не уступает по мощности дизелю и позволяет экономить в эксплуатации до 80 % дизельного топлива.

Снижение массы конструкции транспортных средств может осуществляться за счет изменения конструкции агрегатов, совершенствования технологических процессов изготовления автомобилей и замены материалов на более легкие. Важность этого направления подтверждается таким примером: на каждую дополнительную тонну снаряженной массы автомобиля расходуется на 100 км пути 2,5 л бензина или 1,6 л дизельного топлива. Снижение собственной массы автомобиля дает экономию энергоресурсов на 8-10 %.

Уменьшение сопротивления движению является важным условием сокращения расхода топлива. Для автомобилей это направление определяется правильным выбором передаточных чисел главной передачи и коробки передач. С увеличением числа передач, применяемых на грузовых автомобилях, возрастают трудности в выборе оптимальной передачи при изменении условий движения, поэтому наблюдается перерасход топлива. Требуется разработка специальных автоматических приборов, сигнализирующих о необходимости включения нужной передачи, что повысит экономичность автомобилей.

При движении с высокой скоростью значительная часть энергии затрачивается на преодоление сопротивления движению в воздушной или водной среде. Эти затраты в воздушной среде прямо пропорциональны квадрату скорости и определяются фактором обтекаемости. Аэродинамические свойства автомобилей повышаются за счет придания обтекаемой формы, правильного расположения груза, установки специальных обтекателей (дефлекторов) на крыше кабины грузового автомобиля, что приводит, в конечном счете, к снижению расхода топлива.

Снижение токсичности отработавших газов достигается рядом технических решений, которые включают установку нейтрализаторов выхлопных газов, фильтров, присадок к топливу.

Системы нейтрализации отработавших газов применяются как дополнительное оборудование, которое без значительных изменений в конструкции двигателя легко встраивается в выпускной тракт двигателя. Различают следующие виды нейтрализации токсичных отработавших газов: термический, каталитический, жидкостный и комбинированный. В самостоятельную группу выделяют способы удаления из газов твердых частиц (сажи).

Термическая нейтрализация вызывает протекание реакций окисления оксида углерода и углеводородов и превращения их в продукты полного сгорания ‑ углекислый газ и пар при высоких температурах.

Каталитическая нейтрализация помимо окислительных реакций предполагает использование и восстановительных ‑ для восстановления оксидов азота в исходные вещества: кислород и азот. В окислительных и восстановительных реакциях могут применяться относительно дешевые оксидные катализаторы на основе меди, марганца, никеля, хрома, но они обладают малой долговечностью и эффективностью. Поэтому распространение получили платино - палладиевые катализаторы.

Жидкостные нейтрализаторы основаны на растворении или химическом связывании токсичных компонентов при пропускании отработавших газов через активную жидкость. В качестве активной жидкости могут использоваться вода и водные растворы разных веществ, в частности 10 %-й водный раствор сульфита натрия, ингибированный гидрохиноном с целью замедления окисления сульфита натрия кислородом воздуха, и 10%-й водный раствор двууглекислой соды.

В течение многих лет создаются и испытываются экспериментальные образцы и опытные партии электромобилей, однако не созданы конструкции для серийного производства. Основным препятствием на пути широкого внедрения электромобилей является несовершенство источника энергии ‑ аккумуляторных батарей. Представляет практический интерес комбинированная энергоустановка для автомобилей ‑ сочетание буферного накопителя электроэнергии и мотор-генератора.

Снижение транспортного шума и вибраций

 

На комплексное решение проблемы шума направлено составление карты шумового загрязнения города, куда наносятся стационарные и передвижные источники шума. Такая карта может стать основой градостроительных мер по защите жилой застройки от шума. К градостроительным факторам относятся этажность и композиция жилой застройки, рельеф местности, озеленение, ширина улицы в линиях застройки. Транспортно-планировочными факторами являются ширина проезжей части, ширина тротуара, газонов, разделительных полос, инженерные сооружения по защите окружающей среды.

Шумные промышленные производства и транспортные объекты следует выносить за пределы города на значительное удаление. В их числе аэропорты, крупные сортировочные и грузовые станции, авиаремонтные заводы. Вокруг них создаются санитарно-защитные зоны и зоны ограничения

застройки.

Акустическое воздействие автотранспортных потоков, железнодорожных составов, самолетов гражданской авиации очень велико, поэтому постоянно ведутся поиски технических решений и конструкторские работы по снижению шума.

На автомобильном транспорте улучшение акустических показателей достигается за счет сокращения шума от основных источников его образования: двигателя, систем впуска воздуха и выпуска отработавших газов, агрегатов трансмиссии, шин и др. Уменьшение шума двигателя достигается применением в его конструкции нетрадиционных решений, широким использованием в узлах и деталях пластмассы, резины, керамики, алюминия и других композиционных материалов. Системы впуска воздуха оборудуют одно-

и многоступенчатыми воздушными фильтрами, которые вместе с эффективной очисткой воздуха осуществляют функцию глушения шума впуска. Системы выпуска отработавших газов ДВС снабжают глушителями выпуска. В последнее время на зарубежных автомобилях устанавливают глушители - нейтрализаторы отработавших газов, обеспечивающие эффективное глушение шума и каталитическую нейтрализацию выбросов.

Шины автомобиля являются источником шума на скоростях движения свыше 50 км/ч. Уровень шума в значительной степени определяется рисунком протектора шины. Гладкий рисунок протектора предназначается для скоростных шин и создает меньший шум. Рельефный рисунок предназначен для движения в условиях низкокачественного дорожного покрытия с малыми скоростями. При движении с повышенными скоростями такие шины создают очень сильный шум.

Кузов автомобиля при движении контактирует своей внешней поверхностью с потоками воздуха, в результате чего образуется аэродинамический шум. Для снижения этого шума разработаны новые компоновочные схемы автомобилей, обтекатели на грузовых автомобилях.

Повышению комфортности и других потребительских качеств автомобилей служит шумоизоляция салона и кабины водителя с применением современных синтетических материалов. Этой же цели служат наносимые на днище и боковые панели кузова, двери, панели моторного отсека вибропоглощающие и противокоррозионные пасты.

Шумовое воздействие автомобильного транспорта во многом определяется профилем дороги и типом покрытия. Наименьший шум регистрируется при движении по асфальтобетону. Другие виды покрытий вызывают прирост шума, особенно на больших скоростях движения. Ведутся работы по совершенствованию технологии строительства, ремонта и содержания автодорог.

На железнодорожном транспорте к конструкторским мероприятиям относятся оборудование маневровых тепловозов глушителями шума, применение резиновых подрельсовых прокладок, переделка звеньевого пути на бесстыковой, совершенствование тормозных устройств, уменьшение массы подвижного состава и др.

На морском и речном транспорте меры по снижению шумового воздействия направлены на защиту пассажиров и команды судна. С этой целью внутренняя планировка составляется с учетом требования максимально возможного удаления кают и салонов от источников шума ‑ гребных винтов, машинного отделения и др. Осуществляется звуко- и виброизоляция

помещений.

На воздушном транспорте для снижения шума от двигателей летательных аппаратов применяют конструкторские меры, которые реализуются как на стадии проектирования газодинамического тракта, так и при изготовлении узлов и деталей двигателя в целом. Эти меры, обеспечивая определенный эффект снижения шума, приводят к повышению расхода топлива и увеличению выброса вредных веществ.

Своевременное техническое обслуживание транспортных средств способствует поддержанию деталей конструкций не только в исправном состоянии, но и на заданном уровне шума. Наиболее простой способ снижения шумового воздействия ‑ рассредоточение источников шума по территории аэропорта и их максимально возможное удаление от мест пребывания людей, технологически не связанных с выполнением необходимых работ.

Таким образом, ТДК вносит определяющий вклад в загрязнение атмосферного воздуха России. Особенно существенна его доля по выбросам оксида углерода и углеводородов (3/4 общероссийского объема). Вклад ТДК в загрязнение водных объектов незначителен.