Нормативы по защите окружающей среды
Цель работы: получение характеристик выбросов вредных веществ (СО, NОx, CnHm) двигателя автомобиля в зависимости от скорости движения, его нагруженности и суммарного дорожного сопротивления.
Задание
Определить изменение выбросов вредных веществ при различных скоростях движения автомобиля ЗИЛ-130В.
Исходные данные к задаче
Параметр Вариант 48
Коэффициент использования грузоподъемности, q 0,6
Коэффициент сопротивления движению автомобиля, ψ 0,03
Скорости автомобиля Vai (15, 35, 55, 75, 90) км/ч.
Собственная масса автомобиля m(a) = 4525 кг.
Номинальная грузоподъемность g (н) =14000 кг.
Решение
Расчетная масса порожнего автомобиля, Н:
Ga (п) = m(a)·g.
Ga (п) = 4525·9,81=41712,12 Н.
Расчетная масса груженого автомобиля, Н:
Ga (г) = [g(н)·q + m(a)] g.
Ga (г) = [14000·0,6+4525]·9,81=126794,25 Н
Общая формула для расчета выброса вредных веществ:
Q(CO, NOx, CnHm) = 0,0548 ρт Мх (A2+B2N1+C2N12) [A·ik+B· i2к Va+C(Ga ψ+0.077 kFVa2)] (a1+b1N1) / ηi ,
где Мх – молекулярная масса токсичных веществ; (МСО – 28, МNOx– 40, МСnHm – 86).
A2, B2, C2 – постоянные коэффициенты для разных токсичных веществ (табл. 1);
А, В, С – коэффициенты, постоянные для данного автомобиля (А=0,85, В=0,026, С=0,0035);
a1, b1 − коэффициенты, постоянные для данного карбюратора (a1 =0,8, b1=0,0037).
KF – фактор обтекаемости 2,41 н·с2/м2 ;
ik~54/Vai – передаточное число коробки передач автомобиля;
ρт= 0,74 г/см3 – плотность топлива;
ηi= 0,256+3,43·10-7 (GaψVa+0.184Va3) – индикаторный КПД.
Таблица 1- Значения постоянных коэффициентов
ХСО ХСН ХNOx
А2 4,02 0,077 0,181
В2 -0,122 -1,82·10-3 7,02·10-3
С2 0,935·10-3 0,137·10-4 -0,68·10-4
Концентрация вредного вещества
Х CO, NOx, CnHm = A2 +B2·N1 + C2· N12;
N1=0,286∙10-3(GaψVа+0,077кFV2 a).
Для порожнего автомобиля при Va1 = 15 км/ч:
N1=0,286∙10-3(41712,12·0,03·15+0,077·2,41·152) = 5,38
Х CO = 4,02-0,122·5,38+ 0,935·10-3·5,382 =3,39
Х CnHm = 0,077-1,82·10-3·5,38+ 0,137·10-4·5,382 =0,07
Х NOx = 0,181+7,02·10-3·5,38-0,68·10-4·5,382 =0,22
ηi= 0,256+3,43·10-7 (41712,12·0,03·15+0,184·153) = 0,26
Q(CO) = 0,0548·0,74·28 (4,02-0,122·5,38+0,935·10-3·5,382) [0,85·(54/15)+0,026· (54/15)215+0,0035(41712,120,03+0,077·2,41·152)] (0,8+0,0037·5,38)/0,26=151,91
Q(CnHm) = 0,0548·0,74·86 (0,077-1,82·10-3·5,38+0,137·10-4·5,382) [0,85·(54/15)+0,026·(54/15)215+0,0035(41712,120,03+0,077·2,41·152)] (0,8+0,0037·5,38)/0,26=9,3
Q(NOx) = 0,0548·0,74·40 (0,181+7,02·10-3·5,38-0,68·10-4·5,382) [0,85·(54/15)+0,026·(54/15)215+0,0035(41712,120,03+0,077·2,41·152)] (0,8+0,0037·5,38)/0,26=13,88
Аналогично рассчитываем выбросы от порожнего автомобиля при скорости 35, 55, 75, 90 км/ч