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.

Цоколь
Цокольную часть выполняют для защиты ее зоны от дождей и талой воды, а также от возможных механических повреждений при эксплуатации долговечных материалов. ...

Земляное полотно
Проектная линия продольного профиля на всем протяжении запроектирована по нормативам II технической категории. Уширение земляного полотна при реконструкции автодороги предусмотрено с o6oих сторон существующей дороги (по ходу километража) за счет уположения откоса до 1:3. Основные технические показатели при ...

Определение состава дорожно-строительного отряда для устройства дорожной одежды
Таблица 2.17 Тип и марка машин и механизмов и их номера, а так же рабочая сила Расчетное количество Принятие количество Коэффициент использования 1 2 3 4 2. Звено по устройству выравнивающего слоя из щебня: Автогрейдер ДЗ-99-1-4 Гладковальцовый каток ДУ-50 Автосамосвалы Ка ...