Исследование интенсивности движения автомобильного транспорта в городе Радужный
| Вид материала | Исследование |
- Инструкция по учету движения транспортных средств, 768.34kb.
- Программа дисциплины по кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» организация, 193.74kb.
- Стамбул 2004 международная конференция автомобильного транспорта на тему глобализации, 854.64kb.
- Руководство по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих, 1730.06kb.
- Приказ от 9 декабря 1970 года n 19 Об утверждении Правил технической эксплуатации подвижного, 435.52kb.
- Программа дисциплины по кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» правила дорожного, 263.25kb.
- Положение определяет порядок организации и проведения конкурса профессионального мастерства, 293.86kb.
- Программа дисциплины по кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» транспортное, 322.41kb.
- Планирование производственной программы автомобильного транспорта. Планирование материально-технического, 447.37kb.
- Программа дисциплины по кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» организация, 292.64kb.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
СОШ №1 г. Радужный
Изучение работы автомобильного двигателя и проблемы загрязнения атмосферы в городе Радужный
Выполнили работу:
Баринов Дмитрий Сергеевич, 8А класс
Кислицын Максим Юрьевич, 8а класс
Руководители работы:
Мимеева Елена Викторовна, учитель физики
Комова Инна Петровна, учитель математики
г. Радужный
2011
Содержание
Введение
Теоретическая часть:
- Устройство автомобильного двигателя и принцип его работы
- Проблема загрязнения атмосферы продуктами выброса автомобильного двигателя
Практическая часть:
- Исследование интенсивности движения автомобильного транспорта в городе Радужный
- Расчет количества вредных выбросов
Заключение
Список литературы
Введение
Важность исследования
Автотранспорт – один из основных источников загрязнения воздуха в городе. Работая над этим проектом, я узнал как работает автомобильный двигатель и почему он является одним из важных источников загрязнения атмосферы. Выхлопные газы двигателя выбрасывают в атмосферу основную массу свинца и кадмия, при износе шин в воздух попадает цинк. Эти тяжелые металлы являются сильными токсинами. Пожилые люди и дети чувствительны даже к низким дозам таких веществ. Поэтому проблема загрязнения воздуха продуктами выбросов двигателя должна быть в центре внимания экологических служб. Контроль за неисправностью автомобилей, в выхлопных газах которых содержатся вредные вещества, превышающие нормативы, должен быть очень жестким.
Цель исследования: Изучить устройство автомобильного двигателя и исследовать вредное воздействие выбросов двигателей автотранспортных средств на окружающую среду.
Задачи проекта
- Изучение устройства и принципов работы автомобильного двигателя.
- Изучение интенсивности движения легкового и грузового автотранспорта в городе Радужный.
- Сбор данных по влиянию солей тяжелых металлов на здоровье человека.
- Определение количества токсичных металлов выбрасываемых в атмосферу.
Методы исследования:
- Изучение литературы по теме проекта;
- Сбор статистических данных об интенсивности движения автотранспорта;
- Расчет выбросов вредных веществ.
Теоретическая часть
Двигатель
Автомобильный двигатель — это ссылка скрыта который преобразует ссылка скрыта какого-либо рода в ссылка скрыта, необходимую для приведения ссылка скрыта в движение. Существует несколько типов двигателей в зависимости от числа цилиндров и их взаимного расположения. Автомобили могут иметь от 3 до 12 цилиндров, которые располагаются в блоке цилиндров в той или иной конфигурации. 6 цилиндровые двигатели обычно используют линейную конфигурацию, когда все цилиндры расположены в ряд. V-образная конфигурация отличается использованием двух блоков цилиндров, расположенных под некоторым углом. Чаще всего V-образные двигатели имеют 6, 8, 10 и 12 цилиндров. Двигатели автомобилей делятся на двухтактные и четырёхтактные. Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Четырёхтактный двигатель — ссылка скрытассылка скрыта, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота ссылка скрытассылка скрыта, то есть за четыре хода ссылка скрыта (такта). Двигатели внутреннего сгорания работают на смеси бензина и воздуха. Идеальная смесь - 14.7 частей воздуха к одной части бензина (по весу). Подобная смесь, будучи зажженной в двигателе, может произвести огромную работу. Воздух поступает в двигатель через воздухоочиститель и заслонку. Педаль газа управляет количеством воздуха, который проходит через заслонку. Далее через систему впуска воздух поступает в цилиндры. Далее в воздушный поток добавляется топливо. В современных автомобилях это происходит в инжекторах, в старых - в карбюраторах.
В основном сегодня применяются четырехтактные двигатели внутреннего сгорания с зажиганием от искры. Исключением являются дизельные и роторные двигатели. Они не будут рассматриваться в этой работе.
ссылка скрыта
Устройство автомобильного двигателя
П
оперечный разрез карбюраторного двигателя МЗМА-412: 1 - картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - поршневой палец; 5 - поршень; 6 - блок цилиндра; 7 - клапан; 8 - головка цилиндров; 9 - распределительный вал; 10 - коромысло; 11 - карбюратор; 12 - стартёр.П
оперечный разрез карбюраторного двигателя МЗМА-412: 1 - картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - поршневой палец; 5 - поршень; 6 - блок цилиндра; 7 - клапан; 8 - головка цилиндров; 9 - распределительный вал; 10 - коромысло; 11 - карбюратор; 12 - стартёр.Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ (верхняя «мертвая» точки) к НМТ (нижняя «мёртвая» точка).
Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и их давление. Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы расширятся, совершая полезную работу. Работа, производимая расширяющимися газами, посредством кривошипно-шатунного механизма передается коленчатому валу, а от него на трансмиссию и колеса автомобиля.
Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан 15 и топлива через форсунку 16 или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан 17. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.
- Такт впуска - Впускается топливо-воздушная смесь
- Такт сжатия - Смесь сжимается и поджигается
- Такт расширения - Смесь сгорает и толкает поршень вниз
- Такт выпуска - Продукты горения выпускаются
ссылка скрыта
Принцип действия. Сгорание топлива происходит в камере сгорания, которая расположена внутри цилиндра двигателя, куда жидкое топливо вводится в смеси с воздухом или раздельно. Тепловая энергия, полученная при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу. Продукты сгорания удаляются из цилиндра, а на их место всасывается новая порция топлива. Совокупность процессов, происходящих в цилиндре от впуска заряда (рабочей смеси или воздуха) до выпуска отработанных газов, составляет действительный или рабочий цикл двигателя.
Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания:
а - продольный вид, б - поперечный вид; 1 - головка цилиндра, 2 - кольцо,
3 - палец, 4 - поршень, 5 - цилиндр, 6 - картер, 7 - маховик, 8 - коленчатый вал,
9 - поддон, 10 - щека, 11 - шатунная шейка, 12 - коренной подшипник, 13 - коренная шейка,
14 - шатун, 15, 17- клапаны, 16 – форсунка
/u-dvig-ustr.php
Загрязнение атмосферы
В атмосферном воздухе тяжелые металлы присутствуют в форме органических и неорганических соединений, входящих в состав пыли и аэрозолей. При этом аэрозоли свинца, кадмия, меди и цинка состоят преимущественно из частиц диаметром 0,5–1 мкм, а аэрозоли никеля и кобальта – из крупнодисперсных частиц (более 1 мкм), которые образуются в основном при сжигании дизельного топлива. Естественное (фоновое) содержание тяжелых металлов в воздухе вдали от городов составляет около 0,004–0,2 мкг/м3. Фоновое содержание свинца принято равным 0,2 мкг/м3, ртути – 0,05 мкг/м3.Из 12 распространенных и вредных для здоровья человека тяжелых металлов автотранспорт обычно выделяет в воздух пять: свинец, кадмий, ванадий, бериллий, хром. Именно о них и пойдет речь в нашем сообщении. Основные сведения о влиянии тяжелых металлов на здоровье человека и способах поступления их в организм приведены в табл. 1.
| Тяжёлые металлы | Пути поступления в организм | Поражение органов и тканей человека |
| Свинец (Pb) | Дыхательная и пищеварительная система | Нервная ткань, память |
| Кадмий (Cd) | Дыхательная и пищеварительная система | Дыхательная, пищеварительная, нервная системы |
| Ванадий (V) | Дыхательная система | Аллергия, астма, заболевание крови |
| Бериллий (Be) | Дыхательная и пищеварительная система | Аллергия, поражение кожи |
| Хром (Cr) | Дыхательная и пищеварительная система | Поражение кожи, дыхательных путей, органов зрения и нервной системы |
Табл. 1. Влияние тяжёлых металлов на человека.
Практическая часть
Наблюдения за интенсивностью движения автотранспорта в различное время суток: 8.00 – 8.30, 13.00 – 13.30, 18.00 – 18.30. Я выполнял подсчёт в течение трех разных дней недели (понедельник, среда и суббота), результаты усреднял. Количество проезжающих машин фиксировалось по видам в течение 15 мин каждого временного интервала (табл. 2), а потом результат удваивался. Места наблюдения указаны на рисунке 1. Выбор мест наблюдения неслучаен, это шоссе – въезд в город и межквартальная полоса.
№2 (Въезд)
№1 (межквартальная полоса)
Рис. 1. Места наблюдения.
| | 8.00 – 8.30 | 13.00 – 13.30 | 18.00 – 18.30 |
| Межквартал. | 322 | 164 | 246 |
| Въезд | 366 | 236 | 283 |
Табл. 1. Интенсивность движения.
Мои наблюдения показали, что большую часть машин составляют легковые автомобили. Наибольшая интенсивность движения наблюдалась на въезде город.
Наибольшую интенсивность грузового транспорта (28 машин) и автобусов (26 машин) я наблюдал в межквартальной полосе.
Расчёт количества сжигаемого топлива
| Тип автомобиля | Время суток | Количество машин за полчаса | Количество сжигаемого бензина за 1 кг | ||
| Межквартл. | Въезд | Межквартл. | Въезд | ||
| Легковой | 8ч 13ч 18ч | 322 164 246 | 366 236 283 | 32,2 16,4 24,6 | 36,6 23,6 28,3 |
| Грузовой | 8ч 13ч 18ч | 10 10 6 | 4 4 10 | 1,5 1,5 0,9 | 0,6 0,6 1,5 |
| Автобус | 8ч 13ч 18ч | 10 16 12 | 4 16 10 | 0,96 1,92 1,44 | 0,48 1,92 1,2 |
| Общее количество топлива | 81,42 | 94,8 | |||
Из таблицы видно, что в нашем городе в день сжигается очень большое количество топлива, что не свойственно такому малому городу
В табл. 2 приведены результаты расчета общего количества топлива, которое расходуют легковые, грузовые машины и автобусы между перекрестками № 1 и № 2 Результаты подсчетов количества вредных выбросов в этих условиях приведены в таблице 3.
| Топливо | Количество сжигаемого топлива | Количество вредных веществ. | ||||||
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота | ||||||
| Межквартл. | Въезд | Межквартл. | Въезд | Межквартл. | Въезд | Межквартл. | Въезд | |
| Бензин | 81,42 | 94,8 | 48,85 | 56,88 | 8,14 | 9,48 | 3,25 | 3,79 |
Табл. 3. Подсчёт количества вредных веществ.
В нашем городе очень остра проблема загрязнения атмосферы, но автомобилисты не хотят с ней бороться, что видно из интервью, взятого у работника службы технического контроля.
«Во время техосмотра на пункте инструментального контроля кроме прочих показателей измеряется СО и СН автомобиля с бензиновым двигателем и дымность у автомобилей с дизельным двигателем.
Примерно 15-20 % автомобилей в 2010 году не прошли техосмотр по этим показателям. После ремонта топливных систем показатели приходят в норму. В некоторых случаях автомобилям приходится делать капитальный ремонт двигателя.
В 2011 году введён мораторий на прохождение техосмотра. Следовательно, указанные выше 15-20% автомобилей не устраняют неисправность топливных систем, вследствие чего будут загрязнять атмосферу. Контроль выхлопа, который осуществлялся при проведении государственного технического осмотра в 2011 году не проводится, соответственно урон окружающей среде со стороны неисправных автомобилей имеет место.»
Старший механик ОТК
Контролёр технического состояния
Автотранспортных средств
МУП АТП ЗАТО г. Радужный Комов А. И.
Заключение
Моя работа затронула важную проблему. С одной стороны автотранспорт облегчает жизнь человека, с другой стороны – он источник многих веществ, загрязняющих окружающую среду. В Западной Европе, где уже практически полностью отказались от производства этилированного бензина, используются эффективные нейтрализаторы, позволяющие резко снизить токсичность отработанных газов. Такого рода добавки в нашей стране практически не применяются не только из-за высокой стоимости, но и потому, что использовать их можно только с неэтилированным бензином, а его у нас производится 13 –25% от общего количества.
Лучший нейтрализатор вредных веществ – природа.
С 1 м2 газона за 1 ч испаряется до 200 г/час воды, что значительно увлажняет воздух. В жаркие дни на дорожке у газона температура воздуха на 2,5 °С ниже, чем на асфальтовой мостовой.
Средняя масса пыли, собираемая листовой поверхностью одного взрослого дерева за летний период, зависит от его вида.
Деревья обладают избирательной способностью по отношению к вредным примесям в воздухе и различной устойчивостью к ним. Хорошими поглотителями свинца по обочинам дорог являются береза, липа, акация желтая. Дуб хорошо улавливает пыль; клен, осина и ольха – сернистый газ; вяз обыкновенный – сернистый газ и пыль. Кроме того, белая акация, береза, ель, тополь являются источниками фитонцидов.
Я планирую расширять эту работу, проводить новые исследования, рассматривать другие типы двигателей, чтобы сделать наш мир чище.
Список литературы
- Учебник «Физика 8 класс», авт. Перышкин А.В. 13-е изд., стер. - М.: Дрофа, 2010. - 192 с.
- ссылка скрыта
- ссылка скрыта
- /u-dvig-ustr.php