Расчет уровня концентрации токсичных выбросов в зоне автомобильных дорог

Страница 2

На подъеме скорость автомобиля уменьшается, распыление топлива в карбюраторе ухудшается, и двигатель начинает работать на обогащенной смеси. В результате возрастает расход горючего и количество токсичных выбросов в окружающую среду.

Механическая работа, совершаемая автомобилем, равна произведению его касательной силы тяги на пройденное расстояние:

А=Fk . l, (4.5)

где А – механическая работа автомобиля, Н м;

Fk – касательная сила тяги, Н;

l – длина подъема (спуска, площадки), м

Для большей точности расчет силы тяги выполняется с учетом состояния и типа дорожного покрытия, скорости двигателя и воздушного сопротивления на подъеме, спуске, площадке:

Fk=G(f0+i+ωВ), (4.6)

где G – вес автомобиля, Н;

f0 – коэффициент сопротивления качению (характеризует тип и состояние дорожного покрытия: для асфальтобетона f0=0,015 – 0,020);

i – уклон на дороге, десятичная дробь (+I на подъеме, -I на спуске);

ωв – коэффициент сопротивления воздушной среды:

Wв= , (4.7)

где К – коэффициент обтекаемости автомобиля, зависимый от формы тела;

S – лобовая площадь автомобиля, м2;

V – скорость движения, м/с;

G – вес автомобиля, Н;

q=9,8 м/с2 – ускорение силы тяжести.

Сопротивление от воздушной среды учитывается и добавляется в формулу (4.6), когда скорость движения автомобиля больше 25 км/ч.

После определения касательной силы тяги Fк следует проверить ее ограничение по силе тяги сцепления ведущих колес с дорогой Fсц:

Fсц=GСЦφ, (4.8)

где Gсц – сцепной вес автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля, Н;

j - коэффициент сцепления ведущих колес автомобиля с дорожным покрытием.

При расчете Fсц коэффициент j принимается одинаковым для всех ведущих колес. Значение коэффициента сцепления зависят от многих факторов, в том числе от вида покрытия и особенно от его состояния. Например, для сухого асфальта j=0,70,8, а для мокрого 0,30,4.

Для нормальной работы автомобиля необходимо, чтобы соблюдалось неравенство FkFсц.

Если получилось, что Fk>Fсц, то в расчетах принимается величина силы тяги по сцеплению Fсц, так как большая величина Fk не может реализовываться на дороге. Ведущие колеса автомобиля из-за недостаточного сцепления будут буксовать.

Зная величину касательной силы тяги Fk и длину подъема l, можно вычислить механическую работу автомобиля на подъеме. Далее механическую работу переводим в тепловую, так как 1Нм=1Дж, а 1кал в среднем равна 4,200Дж.

Тогда количество калорий, расходуемых автомобилем на подъеме, будет равно:

кал или ккал. (4.9)

С учетом изложенного формулу для расчета расхода горючего при движении автомобиля, можно записать в следующем виде:

, (4.10)

где - КПД двигателя (0,270,43);

- КПД трансмиссии (0,85);

Н – удельная теплотворная способность топлива, ккал/кг;

- плотность топлива, кг/л (бензин: =0,740 кг/л; дизельное топливо: =0,875 кг/л);

а – безразмерный коэффициент (0,19);

n – коэффициент, учитывающий работу двигателя на обогащенной смеси (на подъеме n=1,3, на площадке n=1,2, на спуске 1,52,5).

На спуске автомобиль часто двигается накатом, применяя торможение, тук как величина спуска обычно больше сопротивления движению. В этом случае двигатель работает на холостых оборотах, дроссельная заслонка его карбюратора закрыта, воздуха поступает меньше, чем на подъеме и площадке, и горючая смесь значительно обогащается. При этом токсичные выбросы возрастают, поэтому коэффициент n=1,52,5.

Физико-географическая характеристика района расположения дороги. Климатическая характеристика
Район проектируемого участка автомобильной дороги расположен в южной части Свердловской области и относится ко II дорожно-климатической зоне. Климат рассматриваемой территории вследствие значительного удаления ее от Атлантического и Тихого океанов резко континентальный, выражающийся в больших колебаниях те ...

Теплоизоляция внешних стен
Обзор возможных решений для утепления внешних стен начнем с наиболее простой схемы с расположением теплоизоляционного слоя на внутренней поверхности несущих конструкций. Такой способ утепления порой представляется единственно возможным, например, в зданиях со сложными в архитектурном плане фасадами, предста ...

Архитектура деконструктивизма
Деконструктивизм как направление в архитектуре 20 века появляется в конце 80-х годов. По определению теоретика деконструктивизма Жака Дерида, это не стиль, а метод, подход архитекторов к основам основ традиционного подхода к архитектуре как виду искусства. Это не разрушение построенных зданий, а сознательно ...