169645 (742498), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Таким образом, для достижения полного контроля над эмиссией бензинового двигателя в странах Европы считается необходимым сочетание между каталитическими системами контроля и качеством топлива.

1. 3.1.2 Дизельный двигатель

Дизельный двигатель - наиболее распространенная альтернатива бензинового двигателя. Эффективность использования топлива в нем улучшена с 30% (30е годы) до 45% (сегодня).

Сравнительная эффективность карбюраторных двигателей сегодня немногим более 30%.

Улучшение достигалось в четыре последовательных этапа:

1. прямое впрыскивание

2. турбокомпрессор

3. комбинация турбокомпрессора с теплообменником промежуточного охлаждения

4. турбодвигатель

Справка: турбокомпрессор

Турбокомпрессор - устройство, позволяющее повысить мощность двигателя с минимальным увеличением массы. Турбокомпрессор забирает тепловую энергию выхлопных газов и использует ее для сжатия воздушно-топливной смеси, существенно увеличивая мощность двигателя.

За последние 10 лет эмиссия окислов азота и твердых составляющих от работы дизельного двигателя была уменьшена примерно на 50%. Понижая температуру вспышки, уровень выбросов окислов азота может быть сокращен еще больше.

Так же, как и бензин, дизельное топливо нуждается в лучшей очистке. Стандартное дизельное топливо содержит слишком высокий уровень ароматических углеводородов и серы. Однако в последнее время продолжается работа по созданию “экологического дизельного топлива”, в котором содержание серы уже уменьшено с 0.1-0.3% до 0.001%, т.е. в 1000 раз.

При использовании топлива с низким содержанием серы становится возможным использовать окисляющий каталитический конвертер совместно с дизельными двигателями. При этом содержание углеводородов и угарного газа в эмиссии уменьшается до уровня, достигнутого карбюраторными двигателями.

1. 3.1.3 Альтернативные виды энергии

Развитие автомобильных двигателей на обычном топливе в течение последних десяти лет показывает, что опасность прямого воздействия токсичных выбросов на окружающую среду возможно сдерживать в приемлемых пределах. Однако уровень выбросов углекислого газа СО2 создает гораздо более сложную для решения проблему.

Снижение вредного воздействия транспортного движения возможно при использовании альтернативных видов энергии.

Применение альтернативных видов энергии целесообразно в следующих случаях:

• при острой необходимости улучшить качества воздуха в определенной зоне городской среды,

• для снижения накопления в атмосфере избыточного количества СО2. Это особенно актуально и для отдельных городов, расположенных в котловинах, не продуваемых ветрами,

• при необходимости замены дорогого топлива на более дешевые и экологичный виды энергии. Например, максимальное использование для пассажирских перевозок электротранспорта (трамваи, троллейбусы, метро).

1. Альтернативные виды топлива

Для крупных городов, кроме электроэнергии, интерес вызывают альтернативные виды топлива: этанол, метанол и природный газ, особенно в районах с плохим качеством воздуха.

Теоретически рассматривается использование в качестве горючего водород Н2, как самый экологичный вид топлива.

Почему? - При сжигании водорода образуется только вода. 2Н₂+О₂=2Н₂О

В случае практического использования новых видов топлива возникают серьезные проблемы:

1. затраты на производство нового топлива в целом значительно превышают затраты на виды топлива, получаемые из нефти

Пример:

Водород в настоящее время производится в основном методом электролиза (разложение воды под действием постоянного тока), что требует высоких энергозатрат. Для того чтобы водород можно было практически использовать, его необходимо сжать до жидкой фазы, что предполагает дополнительные затраты энергии.

1. более низкая энергетическая ценность нового топлива по сравнению с нефтью. Это означает потребность в больших объемах топлива, что вызывает увеличение массы транспортного средства и в конечном итоге - повышение расхода топлива. Так же из-за больших объемов, занимаемых баллонами, трудно использовать газообразные виды топлива для автомобилей.

Пример:

Теплотворная способность жидких видов топлива (энергетическая ценность)

Однако, проблемы использования новых видов топлива скорее экономические, чем технологические. Технически новые двигатели уже существуют и могут быть запущены в массовое производство при появлении нового топлива при доступном уровне цен. Однако введение нового топлива вызовет необходимость реорганизации системы хранения и транспортировки топлива.

Основная из причин возможного использования альтернативного топлива - понижение выбросов СО2 в атмосферу. Однако для конечной оценки влияния топлива на загрязнение атмосферы нужно просчитать всю цепочку, которую проходит топливо, от добычи сырья до потребления. Возможно, что в этом случае отрицательные результаты влияния нового топлива на экологию не окажутся меньше, чем у традиционного топлива.

1. 3.1.4 Электротранспорт

Справка: В Европе (Евросоюзе) 75% в городских пассажирских перевозках приходится на личный автотранспорт, 1.5% - на велосипедный и только 1% на электротранспорт (трамваи, метро).

В настоящее время легкий рельсовый электротранспорт получает новое развитие во многих городах мира.

Во времена, когда баланс между использованием легкового автомобиля и общественного транспорта становится вопросом оживленных дискуссий о состоянии окружающей среды (потребление энергии и вредные выбросы), системы электротранспорта предлагают экономичное, популярное среди населения, привлекательное с точки зрения окружающей среды решение городских транспортных проблем.

В европейских городах есть хорошие примеры систем рельсового электротранспорта, функционирующих как на городских улицах, так и за их пределами: Амстердам, Гренобль и Гетебург, а также некоторые североамериканские города, например Ванкувер.

В Великобритании, волна интереса к рельсовому транспорту возникла в середине 80-х годов и примерами современной системы электротранспорта стали Манчестерское метро (открыто в 1992) и Шеффилдский Супертрам (1994).

В 1994 г были сданы в эксплуатацию еще две схемы электротранспорта: 27 километровая сеть трамвайных линий в Кройдоне (в составе южной трамвайной сети Лондона) и Западное Мидландское метро (19 км легкий рельсовый маршрут из Бирмингема до Вулверхамптона).

Общественный электротранспорт становится очень привлекательным не только из-за своей экологичности, но и за счет обеспечения пассажиров точной сервисной информацией в реальном времени.

Трамвайные станции оборудуются электронными информационными дисплеями, телефонами и видеокамерами обеспечения безопасности.

В некоторых городах, таких как Гетебург, Амстердам, Париж и Цюрих, трамваи являются частью крупномасштабной транспортной системы управления и системы контроля городского транспортного движения, что позволяет регулировать транспортные потоки и, в целом, снижать вредное воздействие транспортного движения на окружающую среду, органично дополняясь пешеходным и велосипедным движением.

Возможно обеспечивать совместную работу систем легкого рельсового и более тяжелого рельсового транспорта метро, как показывают примеры Амстердама и Осло.

В Амстердаме 17 хорошо организованных легких трамвайных маршрутов эксплуатируются на 130 км двойного пути, одновременно с маршрутом тяжелого трамвая Sneltram, открытого в 1990 году как часть плана городских властей снизить на 50% автодорожное транспортное движение. Sneltram использует, в свою очередь, тоннели метро.

В соответствии с оценкой затрат городских систем электротранспорта, опубликованной Лабораторией Транспортных Исследований Великобритании в 1990 году, лучшими европейскими примерами являются трамвайные линии Нанта, открытые в 1985 году и Гренобля, открытые в 1987 году. Системы метро Лиона, Марселя и Лилля имеют также хороший уровень развития.

Огромные затраты на компенсационные выплаты владельцам земли в городских центрах является основной причиной, которая заставляет прокладывать участки систем легкого рельсового транспорта под землей.

Поднятые над поверхностью земли на эстакады рельсовые пути, как например, лондонский легкий рельсовый Docklands стоят примерно половину от стоимости строительства подземных путей и в два-три раза дороже, чем на поверхности.

Манчестерский Metrоlink имеет участок протяженностью 28 км совмещенный с Британской железнодорожной пригородной линией и 3 км его нового пути проходит по улицам городского центра.

Огромные усилия были предприняты для развития транспортных информационных систем в Европе под эгидой Европейской Комиссии. Программа DRIVE II (Dedicated Roadside Infrustructure for Vehicle Savety - Придорожная Инфраструктура для Безопасности Транспортных средств), нацелена на развитие современной транспортной телематики. Одним из аспектов этой программы является подпрограмма PROMPT (Priority and Information in Public Transport - Приоритетность и Информация на Общественном Транспорте), которая нацелена на технологии, отдающие приоритет общественному транспорту.

Одной из таких технологий является следующая:

Общественному транспорту отдается приоритет при разъездах на пересечениях путем применения устройств на основе ультракрасного излучения в транспортных средствах и индуцированных контуров в ведущем вагоне трамвая для переключения сигналов светофоров. Системы, подобные этой работают быстрее, надежнее и пунктуальнее, позволяя общественному транспорту конкурировать с легковым автомобилем и повысить статус электротранспорта как части экономичной, интегрированной транспортной сети, снижая стресс на окружающую среду.

1. Электромобили

Определение

Электромобиль - автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями, которые питаются от аккумуляторных батарей.

Электромобили могут стать наиболее чистым альтернативным видом дорожного транспорта, если основная задача - улучшение качества воздуха, снижение перегруженности дорог или уменьшение шума.

Главная проблема - поиск эффективного способа запасать энергию. Огромные усилия прилагаются для разработки эффективных батарей, которые бы имели приемлемый вес. Аккумуляторы лучших моделей рассчитаны на 160-240 км пути, после чего должны быть перезаряжены. Перезарядка требует значительного времени, порядка 5-12 часов. Ведутся эксперименты по применению в качестве аккумуляторных батарей конденсаторов большой емкости. Конденсаторы имеют, по крайней мере, два преимущества перед обычными аккумуляторами: практически мгновенная зарядка и малый вес.

На сегодняшний день произведено множество прототипов электромобилей, но ни один из них не был выпущен в массовое производство. Коммерческий интерес к ним будет ограничен до тех пор, пока развитие двигателей внутреннего сгорания приносит результаты в уменьшении их эмиссии и пока ископаемые виды топлива доступны по цене.

Но даже если электротранспорт имеет нулевую эмиссию при эксплуатации, энергия для их зарядки и эксплуатации производится на электростанциях, большинство из которых небезопасны для окружающей среды. На долю электростанций в загрязнении воздуха приходится почти полностью остальные 49%.

2. 3.1.5 Гибридные комбинации

В настоящее ведутся работы по созданию транспортных средств с гибридной комбинацией двигателей. То есть на одном транспортном средстве используются два разных типа двигателя.

Широкое распространение получила гибридная комбинация двигатель внутреннего сгорания - электродвигатель. Для поездок по центру города в час пик применяется электродвигатель, не имеющий эмиссии, а вне города - обычный бензиновый.

Большую перспективу имеет следующий метод. Бензиновый двигатель работает в постоянном режиме, заряжая батареи. При этом транспортное средство движется, используя электродвигатель.

Преимущества:

• Значительное уменьшение эмиссии за счет постоянного режима работы двигателя внутреннего сгорания,

• Упрощение механической схемы - не нужна механическая трансмиссия и коробка передач, что снижает общий шум транспортного средства.

Недостатки:

• Большая дополнительная масса (генератор + батареи + электродвигатель),

• Увеличение общего шума от работающих генератора и электродвигателя.

Пример

В системе общественного транспорта Стокгольма (Швеция) проходит испытания гибридный автобус с современным бензиновым двигателем и возможностью работы на этаноле, генератор, батареи весом 600 кг и электродвигатель.

1. 3.1.6 Результаты сравнения видов топлива

Рассматривая эмиссию, чаще всего имеют в виду эмиссию от работы транспортного средства.

Полная эмиссия от использования различных видов топлива гораздо выше, если проследить всю технологическую цепочку от добычи минерального сырья и производства топлива, до его потребления.

Характеристики

Список файлов реферата