Топливная экономичность и экологическая эффективность

22
№6 (95) 2015
Экология
УДК 504.05:625; 504.064:654
ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРЕВОДА АВТОМОБИЛЕЙ НА ГАЗОВОЕ
ТОПЛИВО
А. П. Щербатюк / Забайкальский государственный университет
Автомобильный транспорт является одним из самых
серьёзных загрязнителей атмосферы. Его выбросы
составляют 60 % от общего числа выбросов. В процессе функционирования автомобильный транспорт выделяет с отработавшими газами токсичные
вещества (CO, NOx, SO2, CnHm, формальдегид, бензапирен), а также способствует образованию пыли
и других вредных веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие на природную среду и непосредственно на человека [1, 2, 3, 4, 5].
Согласно статистике ГИБДД, в Чите (Забайкальский
край) с каждым годом численность автопарка продолжает расти (рис. 1).
Динамика роста автомобильного парка Читы
с прогнозом до 2020 года представлена на рис. 1, откуда следует, что в 2015 году количество автомобилей в Чите достигло 100 тысяч, а в 2020-м будет равно
примерно 115 тысячам.
Целями нашего исследования были поиск технических решений и сравнение степени снижения за-
Рисунок 1.
Динамика роста
количества автотранспортных
средств в Чите по видам с прогнозом до 2020 года
Журнал автомобильных инженеров
Рисунок 2.
Экологическое
зонирование Читы по загрязнённости атмосферного воздуха
в зависимости от интенсивности
движения транспорта (2010)
50 авт/час — значения интенсивности движения автотранспорта
грязнения атмосферного воздуха при использовании различных видов топлива.
Наибольшая часть вредных веществ, выделяемых
двигателем автомобиля, приходится на долю отработавших газов, в составе которых содержится более
200 различных химических соединений, в том числе
опасных для здоровья человека и вредных для окружающей среды. Больше всего при сгорании автомобильного топлива выделяется оксида углерода (CO),
который сохраняется в атмосферном воздухе около
3,5 месяца, и много различных углеводородов.
Индекс загрязнения атмосферы по пяти веществам (ИЗА-5) по городу Чите в отдельные годы достигал 70 ед., а по некоторым вредным веществам,
например бензапирену, на отдельных постах наблюдения — 160 ед., что значительно превышает
принятый по стране максимальный критерий ИЗА-5,
равный 14.
Важным направлением в системе экологического мониторинга является зонирование территории
в зависимости от качества среды или отдельных
её компонентов. Это позволяет выявлять зоны экологического неблагополучия и, соответственно, повышенного риска для здоровья человека.
По результатам исследования проб воздуха, отбираемых на стационарных постах наблюдения,
наиболее неблагополучная экологическая ситуация
по качеству атмосферного воздуха в Чите наблюдается в западной и юго-западной частях города,
то есть регистрируется в зоне концентрации промышленных предприятий.
Наиболее загрязнённые участки приходятся
на центральную, юго-восточную и северо-западную
части территории города, а качество атмосферного
воздуха оценивается как критическое, также здесь
отмечается наиболее высокая интенсивность движения автотранспорта. На основе полученных матери-
Рисунок 3. Зависимость показателя первичной онкологической
заболеваемости от ИЗА-5 в Чите
алов составлена экологическая карта-схема состояния атмосферного воздуха в Чите (рис. 3).
Бензапирен и формальдегид входят в число основных загрязнителей атмосферного воздуха в Чите.
Анализ заболеваемости свидетельствует о том,
что показатель первичной онкозаболеваемости
в Чите имеет высокую степень зависимости от величины ИЗА-5 (рис. 3).
Было установлено, что бензапирен входит в список приоритетных загрязнителей атмосферного
воздуха Читы, а концентрация его в зоне дыхания
человека в большей степени зависит от выбросов автомобильного транспорта.
По данным Центра гигиены и эпидемиологии
по Читинской области (ФГУЗ) за 2014 год, отмечена
тесная корреляционная зависимость уровня врождённых пороков развития у детей, заболеваемости
населения болезнями органов дыхания и систем
кровообращения, пищеварения, эндокринной систе-
23
24
№6 (95) 2015
Экология
Рисунок 4. Схема газобаллонного оборудования: 1) баллон; 2) штуцер;
3) трубопровод; 4) тройник с электроклапаном; 5) термодатчик; 6) редуктор;
7) карбюратор
мы, а также новообразований верхних дыхательных
путей и мочеполовых органов от загрязнения атмосферного воздуха диоксидами серы и азота, оксидом
азота, фенолами, формальдегидом, сажей.
Обзор научной литературы и технических решений по проблеме снижения токсичных выбросов автомобилей в атмосферный воздух позволил установить, что среди многочисленных способов снижения
токсичных выбросов наиболее перспективным является замена бензинового топлива на газовое.
Замена аппаратуры для перехода на газовое топливо в настоящее время производится как частными автовладельцами, так и предприятиями, имеющими большое количество автомобилей. Замена,
как правило, вызвана экономическими причинами —
подорожанием бензина и меньшей стоимостью газа.
Основной проблемой при переоборудовании автомобилей для использования газового топлива
(смеси пропана и бутана) является запуск двигателя
в холодное время года при низких температурах.
Особенно эта проблема актуальна в условиях резкоконтинентального климата, который наблюдается
в Забайкалье. Эта причина тормозит перевод автомобилей на газовое топливо в регионах с холодными
зимними условиями.
Автором предложено техническое решение указанной проблемы, созданное на уровне запатентованного изобретения. При его реализации появляется возможность перевода на газовое топливо
значительного количества автомобилей, что существенно улучшит качественные показатели атмосферного воздуха городских территорий в холодное
время года.
Стандартное
газобаллонное
оборудование
для перевода автомобилей на газовое топливо включает баллон, штуцер, трубопровод, редуктор. Недостатком этого оборудования является сложность
запуска двигателя в холодное время года.
Сущность изобретения заключается в том,
что в верхней части баллона с газом делается врезка
и устанавливается дополнительный штуцер для отбора паров сжиженного газа, которые по отдельному трубопроводу доставляются к редуктору и далее
к карбюратору. Пары газа дают возможность за-
пускать двигатель при любых низких температурах
(рис. 4).
Дополнительное оборудование для пуска в холодное время работает следующим образом. Пары
газа через штуцер попадают в трубопровод, оттуда
к тройнику с краном, далее в редуктор и в карбюратор. После разогрева двигателя до рабочей температуры срабатывает термодатчик, который отдаёт команду на открытие электроклапана. Перекрывается
трубопровод с парами газа, открывается трубопровод со сжиженным газом.
Данное изобретение апробировано и внедрено
в практику переоборудования автомобилей в Чите.
Основной вывод настоящей работы заключается в том, что переход с бензина на газовое топливо
является экологически эффективным мероприятием
в решении экологической проблемы по снижению
загрязнения автомобильным транспортом атмосферного воздуха в Чите.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
Щербатюк А. П., Оглы З. П. Устройство
подачи газообразного топлива к двигателю внутреннего сгорания: патент на изобретение № 2325546 от 22 мая 2006 года.
2.
Щербатюк А. П. Автотранспорт в современных мегаполисах. Его влияние на экологию, здоровье людей на примере города
Читы: матер. междунар. конф. «Земная
цивилизация. Проблемы современной
цивилизации». — Иркутск: ИрГУ, 2006. —
С. 207–211.
3.
Щербатюк А. П. Способы снижения
токсических выбросов автомобильного транспорта: матер. междунар. конф.
«Кулагинские чтения». — Чита: ЧитГУ,
2008. — Ч. III. — С. 61–65.
4.
Щербатюк А. П., Оглы З. П. Экологическая эффективность перевода автомобилей на газовое топливо // Вестник ЧитГУ. — 2008. — № 5. — С. 128–133.
5.
Щербатюк А. П. Влияние выбросов от автотранспорта на качество атмосферного воздуха городов России // Вестник ЗабГУ. — 2014. — № 5. — С. 58–64.