автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Влияние низкотемпературных условий эксплуатации на экологичность автомобилей

ВЛИЯНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ЭКОЛОГИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2004

Работа выполнена на кафедре эксплуатации автомобильного транспорта Тюменского государственного нефтегазового универси гета

Научный руководитель: доктор технических наук

Карнаухов Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и

техники РФ,

доктор технических наук, профессор Терехов Александр Сергеевич

кандидат технических наук, доцент Германова Татьяна Витальевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Сибирская государственная

автомобильно-дорожная академия»

Защита состоится «23» декабря 2004 г в 12 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 273 04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу 625000, г Тюмень, ул. Володарского, 38, зал им. Косухина А.Н..

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 1 юмГНГУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «¿¡¿> »мв&Ш.004 г

Телефон для справок (3452) 20-93-02

Ученый секретарь

диссертационного совета / Ьвшн П.В.

¡LiMfes-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Удельный вес автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы городов достигает 80 %, а содержание токсичных веществ в воздухе населенной зоны местами не только превышает предельно допустимые концентрации, но и продолжает неуклонно pací и В связи с этим борьба с загрязнением атмосферы отработавшими газами автомобилей является одной из наиболее острых проблем современности

Содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей, как одна из основных характеристик их экологичное™, завист oí различных факторов условий эксплуатации, среди которых важную роль играет температура окружающего воздуха.

Большая часть территории нашей страны относится к зоне холодного климата, для которой характерны низкие температуры воздуха в зимний период Однако закономерности изменения экологичности автомобилей различных марок и моделей в этих условиях исследованы недостаточно Это препятствует разработке научно обоснованного подхода к определению платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и, прежде всего, ее дифференцированному корректированию с учетом суровости низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленности автомобилей к этим условиям.

Необходимость дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу обусловливается потребностью создания механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей и свидетельствует об актуальности исследований в этом направлении.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Целью исследования является улучшение экологичности автомобилей путем использования методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, разработанной на основе установления закономерностей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на токсичность отработавших газов.

Объект исследования - процесс изменения выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей при понижении темпера iy-ры окружающего воздуха, а предмет исследования - этот процесс для автомобилей ряда конкретных марок и моделей (ВАЗ, УАЗ, ГАЗ, Иж, ЗиЛ) с бензиновыми двига(елями

Методологической основой исследования служит системный анализ, основы технической эксплуатации автомобилей, основы химмотологии, теория вероятностей и матрматмчяг-^яя гтятистикя, научные основы приспособленност и автомобилей

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА {

irsrjm

......... г*

Научнал попиши работы

- выявлены закономерности влияния низкотемнера!урных условий экспл>агации на изменение объемного содержания загрязняющих вещее ib (ГО и C„l lm) и суммарной токсичности отработавших :азов автомобичей, которые описываются квадратичными математическими моделями приспособленности. Доказана их адекватность, и определены численные ¡на чения входящих в них параметров применительно к аыомобилям ряда конкретных марок и моделей;

-установлен показатель приспособленное!и авюмобилей к нижо-1емперат\рным условиям эксплуатации но суммарной токсичности oipa-бо!авших газов, и определены его численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей;

-определены рациональные интервалы суровости низкотемпера1ур-пых условий -эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям;

- разработана «Методика дифференцированного корректирования плаiы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям. Оценен экологический и экономический эффек! oí ее внедрения.

Практическая ценность работы. Использование «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу» направлено на улучшение экологичности автомобилей п>тс-м использования методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, разработанной на основе установления закономерностей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на токсичность отработавших газов

Ни защиту выносятся:

-закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания СО и С„НП, и суммарной токсич ноет и отработавших газов автомобилей, которые описываются квадра очными математическими моделями приспособленности, показагети их аде-кваиюсти и численные значения входящих в них параметров причени-101ыю к автомобилям ряда конкретных марок и моделей,

-показатель приспособленности автомобилей к низкоюмперап р-иым условиям эксплуатации по суммарной юксичност ограбо! анжих и юн и его чиспенные значения для автомобилей ряча конкрешых марок и мо клей

-рациональные интервалы суровости низкотемпературных \еповий жоп 1\аыции и рациональные диапазоны приспособленности автмобитей к ним >с ювиям,

-«Методика дифференцированного корректирования питы ¡а выбросы загряннйСощих веществ в атмосферу», учитывающая счровосп. ни?-

котемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям.

Реализации результатов работы 11а основе полученных результатов исследования разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям, внедренная в Департаменте по охране окружающей среды Тюменской области и используемая в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров авто транспортных специальностей.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры эксплуатации автомобильного транспорта ТюмГНГУ (2002, 2003, 2004 гг.), на Международной научно-практической, конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на V Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург ОГУ, 2002), на Межвузовской студенческой научно-технической конференции «Инновации и эффективность производства» (Тюмень' ТюмГНГУ, 2002), на Международной специализированной выставке «Город 2002», «Автосалон», «Автозаправочный комплекс» (Тюмень ТюмГ'НГУ, 2002), на Областной научно-методической конференции «Роль информационных технологий в обучении- проблемы, перспекшвы, решения» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), на VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза: ПГУ, 2003), на Региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), в рамках научно-технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортно! о комплекса» (Екатеринбург, 2004), на III Международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза: ПГУ, 2004).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 13 публикациях

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка литературы и приложений Объем диссертации составляет 116 страниц текста (в том числе 35 таблиц и 10 рисунков), список литературы из 112 наименований и 10 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель, излагается научная нови ¡на и практическая ценность работы, а также

основные положения, выносимые на шлиту

Первая глиаа посвящена анализу состояния вопроса Выяснено, чю проблема зафязнения окружающей среды отработавшими газами агпомо-билеи была исследована учеными МАДИ, МАМИ, НАМИ, НИИАГ, СибАДИ, ГюмГ'ПГУ, ХАДИ, ЮУрГУ и других организаций Установлено, чю жологнчность авюмобилей зависш от температуры окружающею воздуха, и она различна для автомобилей разных марок и модепей Очнако соответствующие закономерности исследованы недостаточно

Оценка низкотемпературных условий эксплуатации моле! бьпь осуществлена при помощи индекса суровости 1г, Вместе с тем, для упрощения практической реализации этого подхода необходимо определить рациональные, то есть научно обоснованные, интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации, так как температура воздуха в течение периода, за который производи (ся начисление платы за выбросы загрязняющих веществ, значительно изменяется.

Оценка влияния низкотемпературных условий эксплуатации на жо-ло! ичность автомобилей может быть осуществлена с помощью разработанного ранее параметра приспособленности а, который до сих пор не применялся для определения приспособленности автомобилей по суммарной токсичности отработавших газов. Для удобства его практического ис пользования необходимо установить рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к интервалам суровости низкотемпературных условий эксплуатации.

В документах, регламентирующих расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, недостаточно учитывается различная приспособленность автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации Следовательно, необходима научно обоснованная методика, позволяющая осуществить дифференцированное корректирование платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу с учетом суровости низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленности автомобитей к этим условиям.

Таким образом, па основании проведенного анализа состояния во проса было установлено, что для достижения поставленной в диссертационной работе нети необходимо решить следующие задачи.

\ Выяви 1Ь закономерности влияния низкотемпературных уетоьии экеппатации на объемное содержание СО и Сп11т и на суммарную юк сичноеп. о (работавших газов. Установить вид математических моле юй описывающих выявленные закономерности, доказать их адеквашосп. и определить численные значения входящих в них параметров применитесь но к автомобилям ряда конкретных марок и моделей.

2 Установить показатель приспособленности автомобилей к низко-темпера1урпым условиям эксплуатации по суммарной токсичносш отра-бопивших газов, определить его численные значения для автомобилем ря м

конкретных марок и моделей.

3 Установить рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям.

4 Разработать «Методику дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающую суровость низкотемпера1урных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям Оценить эколо!ический и экономический эффект от ее внедрения.

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям.

Разработана общая методика исследований, представляющая собой план выполнения аналитических и экспериментальных работ.

При планировании эксперимента отобраны марки и модели автомобилей, охватываемые исследованием Для этого проведен анализ статистической информации, из которого следует, что подавляющее большинство автомобилей страны, находящихся в эксплуатации, оснащено бензиновыми двигателями.

В состав отработавших газов автомобилей с бензиновыми двигателями входит свыше 200 химических элементов и соединений, однако действующий в условиях эксплуатации ГОСТ нормирует объемное содержание только СО и СпНт при определенных частотах вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Для определения вида математических моделей зависимостей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на объемное содержание СО и С„Нт в отработавших газах (Хсо, ХСн> %) автомобилей было проведено аналитическое исследование процессов, происходящих в двигателе автомобиля В ходе этого исследования было выяснено, что указанные зависимости имеют 11-образный характер. На основании этого была выдвинута гипотеза о том, что зависимости Хсо и Х( и от температуры воздуха I могут быть описаны квадратичными моделями приспособленности:

Хсо = Хсо опт + а (I - !(-Оопт)', (1)

Хсн ~ Хсн опт + // (( - /( 11и„т)\ (2)

1 де X, о,„т„ Х(-,/„„„, - оптимальное (минимальное) значение объемного содержания СО и С„Нт соответ венно, %; о, я - параметры чувствительности, % / "С". / - температура окружающего во щуча, "С; ко,тт, /с//„„,„-температура воздуха при, которой достигается оптимальное значение объемного содержания СО и СпНт, °С.

Проверка выдвинутой гипотезы осуществляется в главе 3.

Суммарное массовое содержание СО и Сп( 1ш в отработавших газах (М, г/ч) предлагается производить по формуле, предложенной 11 Я 1 оворущенко М = 5,5-(А п + В-п2) (//,„ Х((,+н„ Х,„), (3)

где А, В - безразмерные коэффициенты, постоянные для двигателя одной модели,

// молекулярная масса 1 моля вещества, г, п - часто:а вращения коленчатого вала двигателя, мин 1 В соответствии с результа!ами исследования, проведенного ранее ЕР Магарил, токсичность суммы С,,НП1 принимается в три раза большей юксичносги СО, учитывая это суммарная токсичность отработавших гаюв автомобиля (М^, при вед г/ч) рассчишвается по формуле

М, =5,5 (А п + В и') (м(о *го+3 Ма, Х(„). (4)

Для определения вида зависимости суммарной токсичности отработавших газов от температуры окружающего воздуха было проведено аналитическое исследование формулы (4), при использовании формул (1) и (2). На его основе была выдвинута гипотеза о том, что указанная зависимость может быть преде твлена квадратичной математической моделью приспособленност и

*!><, и)\ (5)

где Мьопт ~ оптимальное (минимапьпое) значение суммарной токсичности отработавших газов, привед г/ч;

параметр чувствительности к изменению температуры окружающего воздуха, привед. г/(ч * °С2); (мопт ~ температура воздуха, при которой достигается оптимальное значение суммарной токсичности отработавших газов, °С. Проверка выдвинутой гипотезы осуществляется в главе 3. При установлении рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуагации для обеспечения возможности сопоставимости, унификации и агрегирования оценок суровости различных факторов условий эксплуатации авюмобилей используется 12-ти балльная шкала Л Г Резника, единицей измерения которой является /?. Для упрощения ее практического использования необходимо определить рациональные интервалы суровости ни зкотсмпера1урных условий эксплуатации Исходя из действующих нормативно-технических документов, предельная минимальная температура, при которой может осуществляться эксплуатация автомобилей в стандартной комплектации, принята -40 °С или 8 по шкале суровости На основании анализа имеющихся классификаций выдвигается гипотеза о существовании четырех интервалов суровости Величина интервалов определясь по правилу Стеджерса:

I' - Л, , /,,

1/, = "«■> ""» (6 I г I С хЩЬ,^)

гле Л,пыч, /7;пш, - верхняя и нижняя граница суровости низкотемпературных условий жспл>а1ации соответственно, балл;

ЛИ, величина интервала с\ровости, балл.

Таким образом, диапазон низкотемпера!урных условий эксплуатации автомобилей разбивается на четыре равных интервала- умеренный [0 /?; 2,0 Л];

- умеренно суровый (2,0 /?; 4,0 Л],

- суровый (4,0 Я; 6,0 /?];

- очень суровый (6,0 Л; 8,0 /?]

В результате определения рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации можно сделать вывод о приемлемости выдвинутой гипотезы.

Для оценки влияния низкотемпературных условий эксплуатации на эко югичпость автомобипей предлагается использовать показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов. Таким показателем может быть параметр приспособленности а. Учитывая связь параметра приспо-собтенпости с параметром чувствительности математической модели зависимости суммарной токсичности отработавших газов от температуры окружающего воздуха и то, что суммарная токсичность отработавших газов определяется для двух режимов работы двигателя - минимальной и повышенной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, значение параметра а предлагается определять по формуле-

(УГ+.ЧГ)

а = е 1 (7)

где Л, ,5,'," параметры чувствительности, входящие в математическую модель (5), для режимов минимальной и повышенной частоты вращения коленчатого вала соответственно Численное значение параметра приспособленности теоретически изменяется от 0 до 1. При а ~ 0 автомобиль полностью не приспособлен к фактическим условиям эксплуатации, суммарная токсичность отработавших газов стремится к бесконечности (М<, —» со) При а - ! имее! место потная приспособленность, то есть суммарная токсичнооь отработавших I азов не зависит от суровости условий эксплуатации

Как будет показано далее (глава 3), автомобили различных марок и мотелей могут быть по-разному приспособлены к суровым условиям экс-ил\аиции и характеризоваться различными значениями иардмефа и

В целях обеспечения удобства практическою испо ¡ыонания необ-\о шмо определить рациональные диапазоны приспособленное ги к интер-ва им суровости низкотемпературных условий эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов. В качес[ве точки отсчеы при опре-детении 1раниц диапазонов предлагается использовать среднее !начение параметра приспособленности - а, в качестве единицы измерения величину среднеквадратического отклонения и Предлагаемый способ может быть использован при условии соответствия распре к-ления шачений па-

раметра а нормальному закону

На основе анализа существующих классификаций выдвинется гипотеза о существовании трех диапазонов приспособленности - низкого, среднего и высокого В качестве довери (ельного интервала значений параметра приспособленности о принимается а±2а. которому соответствует доверительная вероятность 0,95 (табл 1)

Таблица 1

Характеристики диапазонов приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов

Диапазон Границы чиапазона приспо- ('ре/шес значение диапазона

приспособленности собленности приспособленности

низкий [а~2а,П - 0.5и ) о — ¡,25<т

средний 1« - 0+ 0 5<т ] а

высокий (й + 0,5гт, а + 2сг ] а + 1.25ст

Как видно из табл. 1, средний диапазон приспособленности, по сравнению с низким и высоким, более узок. Таким образом обеспечена равная доверительная вероятность для всех диапазонов.

Проверка выдвинутой гипотезы осуществляется в главе 3.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям. Задачами экспериментальных исследований является проверка гипотез, выдвинутых в теоретических исследованиях, и определение численных значений параметров математических моделей.

Задачи решались путем проведения измерений объемного содержания СО и CnHm в отработавших газах автомобилей в реальных условиях эксплуатации. Измерения проводились в течение года Автомобили, подвергнутые исследованию, на момент проведения измерений были исправны и эксплуатировались в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Объемное содержание СО и CnHm измерялось при помощи газоанализатора ГИАМ-29, установленного в салоне автомобиля-лаборатории Температура окружающего воздуха фиксировалась по показаниям цифрового термометра Checktemp-1.

На основании результатов пробных измерений было установлено, что суммарная погрешность измерения сводится к случайной погрешности и составляет не более 10 % от величины результата Количество повторных экспериментов при неизменном значении температуры окружающего воздуха для доверительной вероятности 80 % составило от 4 до 8

Для оценки адекватности математических моделей объемного содержания СО и CnHm в отработавших газах и определения численных значений их параметров проведен корретяционно-регрессионный анализ, в итоге которого была подтверждена гипотеза о виде математических моделей, выдвинутая ранее. Результаты расчеюв, проведенных с помощью программы «Regress 2.5», представ 1ены в га от 2

К)

Таблица 2

Численные ¡начения параметров и статистических характеристик

математической модели (2) для автомобилей категории М, при минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя

Значения показателен дчя лшомобитей

У А Г

I !<ф<1чстры, единицы шмерения

О тип % _

\ р, % / "С Л <;„

"С

1 Коэффициент корреляции | Средняя ошибка

' а|1Проксимации. %___

[ Кри1ерий Фишера____

1 Уровень адекватности

ВАЗ-21063

1,02

4* 10

-35

0,90 8,8 9^6

0,9

ВАЗ-21093

1,31

7" 10"

-15

0.8

11,4

2,9

0,9

ВАЗ-21213

1,76

7x10*

-17

0.90

0,9

ВАЗ-21102

0,54

(ЗМЗ-402)(ЗМЗ-4062) 0.99

1*10"

-26

_0,89 9,0

Т8"

0,9

Г А 3 I 10

ЮНО '

-20 0,88

11.2 0.9

1 АЗ-З! 10

0.51

_2

-30' " " 0 85

114

г—

73_ 0,9 ~

Я15_1_ ^0.94

2*цГ 11

6.9 5.6 ~

0.9 J

Анализ значений, приведенных в табл. 2, показывает, что квадратичная модель приспособленности достаточно точно описывает экспериментальные данные Дополнительно следует отметить, что разпичие между максимальным и минимальным значением параметра а достигает 10 раз

На рис 1 и 2 приведены графики влияния температуры окружающего во ¡духа на объемное содержание СО и С„Нт в отработавших газах

-- Рис. 1. Влияние температуры

окружающего воздуха на содержание СО в отработавших газах автомобиля ВАЗ-21061 при разных частотах вращения коленчатого вала (и,,,,,, -минимальная частота вращения, «,„„- повышенная час юта вращения)

Рис. 2 Влияние температуры окружающего воздуха на содержание С„Н„, в отработавших газах автомобиля ВЛ 3-21063 при разных часнмач вращения коленчаки о вала (пх„„ -минимальная часто 1а вращения, п„,„, - повышенная частое вращения)

30 25 20 1,5 i с

10 -20 -10 0 10 20 10 40 Гемпера1\ра окружающего воздуха °С

0 01* 0 0 50 002* 0020 ПОИ 0010

10 -10 -20 -10 0 10 20 30 40 I емперагура окружающего воздуха, °С Графическое изображение позволяет выявить, что объемное содержание СО достигает своего минимального значения при гечнерагуре ок-

ружающего воздуха от -20 до -30 "С, объемное содержание С„НП1 - от +10 до -10 "С При повышении температуры окружающего воздуха вследствие уменьшения количества кислорода, участвующего в реакции горения, содержание СО и СПН„, значительно увеличивается. При понижении температуры окружающего воздуха, вследствие сгорания обедненных смесей, содержание С„Нт увеличивается более интенсивно, чем содержание СО.

На основе показателей объемного содержания СО и СПН„, была рассчитана суммарная токсичность отработавших газов, установлены вид и параметры математической модели, и определена ее адекватность Подтверждена гипотеза о виде математической модели, выдвинутая ранее Результаты расчетов, проведенных с помощью программы «Regress 2 5», представлены в табл. 3

Таблица 3

Численные значения параметров и ста i истических характеристик

математической модели (5) для автомобилей категории М/ при минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя

Параметры, единицы измерения Значения показателей для автомобилей

ВАЗ-21063 ВАЗ-21093 ВАЗ-21213 ВАЗ-21102 ГАЗ-3110 (ЗМЗ-402) ГАЗ-3110 (ЗМЗ-4062) УАЗ-3151

Мго»«, привел г/ч 44 41 24 20 73 40 80

5«, (привел г/ч) / "С2 0.01 0.02 -13 ~ 0,02, ~ -24 0,01 0,07 0,01 0,03

' М олт> -39 -25 -17 -26 -20

Коэффициент корреляции 0.89 0.87 0,89 0,8 0,89 0,88 0,89 J

Средняя ошибка аппроксимации,% 9,4 9.9 11.5 12,3 11,5 13,1 11,3

Критерий Фишера 4.9 J 2,8 4,1 5,7 5,7 7.2 8.8

Уровень адекватности 1 0,9 09 0.9 0,9 0.9 0,9 0,9

Анализ значений, приведенных в табл. 3, показывает, что квадратичная модель приспособленности достаточно точно описывает экспериментальные данные. Дополнительно следует отметить, что различие между максимальным и минимальным значением параметра составляет 7 раз.

На рис. 3 и 4 приведены графики влияния низкотемпературных условий эксплуатации на суммарную токсичность отработавших газов. 120

Рис. 3. Влияние температуры окружающего воздуха на суммарную токсичность отработавших газов автомобиля ВАЭ-21063 при минимальной частоте вращения коленчатого вала

-40 -<0 -20 10 0 10 20 ад 40 Температура окр\ жлоще! о потха "С

х 700

0 ^

= 1 650

= ^

| I 600

г- х

ОС г*

1 2

С = 500

Рис 4 Влияние температуры окружающего воздуха на суммарную токсичность отработавших газов автомобиля ВЛЗ-21063 при повышенной час юге вращения коленчатого вала

w -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Темпера гура окружающег о воздуха, "С I рафическое изображение позволяег выявить, что суммарная токсичность отработавших газов достигает своего минимальною значения при температуре окружающего воздуха от -10 до -30 "С в зависимости от режима работы двигателя. Механизм воздействия изменения температуры окружающего воздуха на суммарную токсичность отработавших газов аналогичен рассмотренному ранее для объемного содержания СО и С„Нт.

В результате статистического анализа эмпирических значений показателя приспособленности исследуемых автомобилей, произведенного с помощью программы «Regress 2 5», подтвержден нормальный закон распределения. Получены следующие характеристики а= 0,92, а~ = 0,03. Ре-зутьтат разбиения значений параметра а на три диапазона следующий-диапазон низкой приспособленности [0,84; 0,89), диапазон средней приспособленности [0,89; 0,94] и диапазон высокой приспособленности (0,94, 0,99] На основании статистической проверки установлена значимость различия диапазонов приспособленности

Распределение автомобилей по группам в зависимости от принад-тежности к диапазонам приспособленности представлено в табл 4.

Таблица 4

Распределение автомобилей по фуппам в зависимости _от приспособленности к низкотемпературным условиям эьсплуатации

Диапазоны ¡приспособленности ни жий

с ре шии

Марки и модели автмобилей

ЗИЛ-4331 I Л 3-3307

УАЗ-3151. ГАЭ-3221 (ЗМЗ-4025) 1 АЗ-3110 (ЗМ 3 402) УЛЗ-ЗЗОЗ BA3-21063, BA3-21093. ВАЗ 21213 ИЖ-2715 1 Л 3-3221 (ЗМ 3 4063) ВЛЗ-21102 I АЗ-ЗИО (ЗМ 3-4062)

Приведенная в табл. 4 классификация сформирована в соответствии с резулыатами соотнесения значений параметра приспособленности присущих автомобилям и границ диапазонов приспособленности При использовании этой классификации на основании данных нормативно-технической документации выделены конструктивные аналогии, которые определяют приспособленность автомобилей

Четвертая глава посвящена практическому использованию результатов исследования.

В целях реализации резулыатов исследования была разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость условий зкс-плуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям Разработанная методика содержит последовательность действий процедуры дифференцированного корректирования, описанную с помощью алгоритма (рис. 5), и значений корректирующего коэффициента (табл. 5).

Нормативно-техническая докхчентация

Г

Конструктивные особенности

Марка и модель* автомобиля I

Стан тартные условия эксп -патации

Номинаиная токсичность отработавших]

^Район и период^

эксплуатации у автомобили )

Суровость условий эксплуатации

Приспособленность автомоби >сй к I суровым условиям эксплуатации

I

Закономерности влияния суровы»! условий на токсичность отработавших газов

I

Приращение токсичности отработавших шов

Стандарты токсичности отработавших газов действующие в условиях эксплуатации

Токсичность отработаших газов

Соответствие --- Несоответствие

П ша га вдпмтимые выбросы Плата за выбросы, превышающие допустимые

Коэффициент дифференцированного корректирования платы

Скорректированная ве шчина и таты ¡а выбросы, ^

_ЫГрЯШЯЮШИХ ВСЩСС1В_

с:

II тага ы выбросы ¡агрямяюших веществ в атмосферу

Рис Алгоритм дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

В соответствии с вышеприведенным алгоритмом, задаваемыми параметрами являются марка и модель автомобиля, а также район и периол эксплуатации Марка и модеть авюмобиля определяет конструктивные особенности, которые при стандартных условиях эксплуатации обеспечивают то или иное номинальное значение суммарной токсичности. Район и период эксплуатации устанавливает суровость условий эксплуатации От-

несение пункта эксплуа1ации по суровости условии к тому или иному интервалу производится по результатам расчета средневзвешенного индекса суровости по температуре окружающего вощуха /г,,,, предложенного ранее О Л Новосетовым Отнесение автомобиля к тому или иному диапазону приспособтенности производится па основании конструктивных аналогий Суровость условий эксплуатации наряду с приспособленностью влияет на приращение суммарной токсичпосш

Конечным шагом алгоршма дифференцированного корректирования явтяется величина платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, которая для технически исправного автомобиля формируется из платы за выбросы в пределах установленных норм Эта величина подвергается дифференцированному корректированию путем умножения на коэффициент дифференцированного корректирования платы (Кц)

Коэффициент Кп позволяет учесть приспособленность автомобиля к интервалам суровости низкотемпературных условий эксплуатации. Принимая во внимание необходимость исключения воздействия факторов свя-инных с конструктивными особенностями автомобилей той или иной модели, сю значения, предлагается рассчитывать следующим образом:

/г, (В)

где Ш\ - среднеинтегральное значение приращения суммарной токсичности отработавших 1азов на интервале суровости, привед г/ч;

М\'ш - удельное значение суммарной токсичности отработавших газов в стандартных условиях, привед г / (чхдм3). Численные значения величины ДМ* определяется по формуле'

7, ('-'.,„УЛ

--(9)

1 1

где 5/, параметр чувствительности математической модели (6) определенный на основе средних дтя диапазонов приспособленности значений параметра о; /„ нижняя граница интервала суровости, "С, - верхняя граница интервата суровости, "С Численное значение параметра л , определяемся по формуле

\„ = -1п(,1) (10)

Численные значения величины М/, определяются по формуле

А/,, и\ . (П)

где м М'", суммарная токсичность отработавших гаюв при минимальной и повышенной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу в счандаршых ч'сповиях, привед г/ч,

У,,,, - рабочий объем двигателя, дм1. В качестве стандартных условий принимается температура окружающего воздуха +13 °С, так как эта температура представляет собой середину интервала задаваемого нормативной документацией для проведения измерений объемного содержания СО и С,,Нт в отработавших I азах

В соответствии с разработанным подходом рассчитаны значения коэффициента Кц в различных интервалах суровости низкотемпературных условий эксплуатации для установленных диапазонов приспособленности автомобилей. Результаты расчетов приведены в табл 5.

Таблица 5

Значения коэффициента Кп для различных диапазонов приспособленности и интервалов суровости

Диапазоны приспособленности

умеренный

Интервалы суровости

умеренно-суровый

суровый

очень i суровый j

ни жии

0.Í

среднии

0,6

0,3

0,4

0,7

0,4

0,2

0,4

0,6

0,3

0,1

0,3

1

Анализ данных приведенных в табл. 5 показывает, что различие между максимальным и минимальным значениями коэффициента А'„, составляет 8 раз Это подтверждает необходимость дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу с учетом суровости условий эксплуатации и приспособленности автомобиля к этим условиям.

На основании приведенного алгоритма и таблицы значений коэффициента дифференцированного корректирования платы созданы руководящий документ и программа, реализованная на ЭВМ

Практическое применение результатов исследования заключается во внедрении «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу». При этом ожидается экологический эффект в виде уменьшения выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами достигаемый за счет разработанного механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей Дополнительно устанавливается взаимосвязь между изменением суровости низкотемпературных условий эксплуатации и платой за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на основании установленных закономерностей изменения суммарной токсичности отработавших газов, что является иаочником экономического эффекта.

Произведен расчет экологического и экономическою эффекта от внедрения «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу». Экологический эффект, понимаемый в результате выбора автомобиля с наилучшей эколог ичностыо, составляет ю 127 х 10' привед г за зимний период Экономический эф-фек! от применения корректирующего коэффициента при расчете платы

составляет до 1340 рублей при эксплуатации 100 автомобилей в течение зимнего периода (в цена\ 2004 г ) Все расчеты проводились применительно к суровому интервалу суровости (представительный пункт - г Якутск; средневзвешенный индекс суровости Л, - 5,5 Л)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Решена научно-практическая задача улучшения экологичное!и автомобилей путем использования методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, разрабо-(анной на основе установления закономерностей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на токсичность отработавших газов

2. Выявлено, чю влияние низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания СО и С„Нт и суммарной токсичности отработавших I азов описываются квадратичными моделями приспособленности Доказано, что автомобити разных марок и моделей могут быть по-разному приспособлены к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов: значения параметра чувствительности Яц рассчитанные для автомобилей разных марок и моделей различаются более чем в 20 раз. Это свидетельствует о необходимости дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

3. На основе правила Стеджерса подтверждена гипотеза о существовании четырех рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации (0 -40 °С) умеренного [0 й; 2,0 Я], умеренно-сурового (2,0 Л, 4,0 /?], сурового (4,0 /?, 6,0 /?] и очень сурового (6,0 Л; 8,0 /?].

4. Установлен показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям жеплуатации по суммарной токсичности отработавших газов (параметр приспособленности а). Для исследованных автомобилей его численные значения составляют от 0,84 до 0,99.

5. На основании экспериментальных данных подтверждена гипотеза о существовании трех рациональных диапазонов приспособленности автомобилей: низкою [0,84, 0,89), среднего [0,89, 0,94] и высокого (0,94; 0,99].

6 Разработна «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу» учитывающая суровость низко]емпера1урных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям

7 Определен жопо! ический и экономический эффект от внедрения разработанной «Меюдики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу» Ее применение позволяет, за счет выбора авшмобиля с наилучшей экологичностью, уменьшить суммарную токсичность отработавших газов на величину до 127 х 10 привел г за зимний период эксплуатации в условиях сурового интервала суровости Экономический эффект составит до 1340 руб за зимний период жеплуатации 100 автомобитен в условиях сурового интервала суровости

(представительный пункт - г. Якутск; средневзвешенный индекс суровости Л, = 5,5 R).

Основные положения диссертации изложены в следующих работах.

1 Богайчук Я.Э., Новоселов O.A., Хайруллин Р.К., Холявко В.Г Государственное нормирование содержания вредных веществ в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями // Сервис, техническая эксплуатация транспортных и технологических машин Межвуз сб. науч тр - Тюмень: ТюмГНГУ, 2001,- С. 55-58.

2. Богайчук Я Э., Новоселов O.A., Хайруллин Р К , Холявко В Г Европейское нормирование выбросов вредных веществ автотранспортных средств (статья) // Сервис, техническая эксплуатация транспортных и технологических машин: Межвуз. сб. науч. тр - Тюмень- ТюмГНГУ, 2001.- С 58-62

3 Богайчук Я.Э., Холявко В.Г. К вопросу о необходимости корректирования существующей методики взимания платы за выбросы вредных веществ с отработавшими газами автомобилей // Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях- Матер, междунар. науч -практ. конф. 4.2. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С. 38-41.

4. Богайчук Я.Э., Новоселов O.A. Влияние температуры входящего в двигатель воздуха на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобиля // Прогрессивные технологии в транспортных системах Сб. докл. V Российской науч.-техн. конф. Ч 2 -ИПК ОГУ, 2002.- С 94-96.

5. Богайчук Я.Э., Зайцев М.Н. Методика проведения экспериментов по оценке влияния температуры окружающего воздуха на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей // Инновации и эффективность производства. Тезисы докладов межвуз. студ. науч.-техн. конф Тюмень, ТюмГНГУ, 2002. - С. 120-121.

6. Богайчук Я.Э., Холявко В.Г. Обоснование и методика определения коэффициента приспособленности различных марок и моделей автомобилей по токсичности отработавших газов // Транспортный комплекс - 2002-Матер науч-практ семинара Международной выставки-ярмарки «Город-2002», «АЗС комплекс-2002», «Автосалон-2002». Тюмень ТюмГНГУ. 2002 - С 59-64.

7 Богайчук Я Э , Бондаревский С В . Зайцев М Н , Зенкин Д В Определение влияния температуры окружающего воздуха на содержание за-фязняющих веществ в отработавших тазах автомобилей ЗИП-4954 II I ранспортный комплекс - 2002- Матер науч -пракг семинара Международной выставки-ярмарки «Город-2002», «АЗС комплекс-2002» «Автоса-лон-2002» Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С 56-59

8. Богайчук Я.Э., Холявко В.Г. Применение профаммы «Regress» при обработке и анализе экспериментальных данных // Роль информационных технологий в обучении: проблемы, перспективы, решения- Матер областной науч.-метод конф. - Тюмень-ТюмГНГУ, 2001 - С 18-20

9 Богайчук Я.Э., Новоселов O.A. Выбор подвижного состава с учетом приспособленности к суровым условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов как путь повышения конкурентоспособности предпри-яшя // Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков- сборник статей VIII Междунар науч.-техн. конференции Часть I. -Пенза-ПГУ, 2003 - С.44-45

10 Богайчук Я Э , Маурер О.Н., Сабуров И.В. Определение влияния температуры окружающего воздуха на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей ГАЗ-3221 «Газель» // Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях: Матер, региональной науч -пракг. конф. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - С. 49-50.

I! Богайчук ЯЗ. Карнаухов В.Н. Выбор подвижного состава с учетом приспособленности к суровым условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов как путь улучшения экологической обстановки северных регионов // Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера. Матер 43-ей Междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомобильных инженеров - Омск: Издательство «ЛЕО», 2003. - С. 147-148.

12. Богайчук ЯЗ. Плата за выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей в суровых условиях эксплуатации // Проблемы и достижения автотранспортного комплекса. Тезисы докладов науч -техн конф. - Екатеринбург, 2004. - С. 32-33.

13. Богайчук Я.Э Определение суммарной токсичности отработавших газов автомобильного двигателя внутреннего сгорания // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: Матер. III международной науч -техн конф. Часть I. - Пенза: ПТУ, 2004. - С. 140-142.

По [ШК.11111 h Ik'M.llll if // Oif Бум пнсч

Jclk.l t V' CSS Уч "U 1 1

Форм,и Mi N4 1 16 Уел печ I I

Отечным» m.i KISCHiK T7i0 Тираж 100 in

Издательство «Нефтегазовый университет» I оо 1.!|-к |»смн(по обраювательного учреждения высшего профессионального обр.поиамия <| Тюменский государственный нефтегазовый университет 625000. Тюмень, ул Володарского, 38 < >1 к-1 оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет 625000, Тюмень, ул Володарского, 38

№25975

РНБ Русский фонд

2006-4 3696

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1. Загрязнение атмосферы токсичными компонентами отработавших газов автомобилей.

1.1.1. Классификация загрязняющих веществ, выбрасываемых с отработавшими газами.

1.1.2; Факторы, влияющие на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей.

1.1.2.1. Влияние температуры окружающего воздуха на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей.

1.1.2.2. Влияние режимов работы двигателя на содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей.

1.1.3. Показатели, характеризующие токсичность отработавших газов.

1.1.4. Нормирование токсичности отработавших газов автомобилей.

1.1.5. Анализ методов измерения содержания загрязняющих веществ в отработавших газах.

1.1.5.1. Метод непосредственного измерения.

1.1.5.2. Метод анализа общего объема смеси газов за ездовой цикл.

1.1.5.3. Метод частичного отбора проб за цикл ездки с разбавлением их инертным газом.

1.1.5.4. Метод анализа разбавленных воздухом проб.

1.1.5.5. Метод анализа индивидуальных проб газа.

1.1.5.6. Экспресс-метод газового анализа по ГОСТ 52003

1.2. Анализ методов оценки суровости низкотемпературных условий эксплуатации.

1.3. Существующие подходы к оценке приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов.

1.4. Анализ существующего механизма взимания платы за выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей.

1.5. Выводы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Общая методика исследований.

2.2. Обоснование выбора предмета исследования.

2.2.1. Марки и модели автомобилей.

2.2.2. Загрязняющие вещества.

2.3. Построение математических моделей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на объемное содержание СО и CnHm в отработавших газах.

2.4. Разработка метода расчета массового содержания загрязняющих веществ и суммарной токсичности отработавших газов.

2.5. Построение математической модели влияния низкотемпературных условий эксплуатации на суммарную токсичность отработавших газов.

2.6. Разработка оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов.

2.6.1. Установление рациональных интервалов суровости низкотемпературных условий эксплуатации.

2.6.2. Разработка показателя приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов.

2.6.3. Разработка метода установления рациональных диапазонов приспособленности к низкотемпературным условиям по суммарной токсичности отработавших газов.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Методика экспериментальных исследований.

3.2. Методология проведения экспериментальных исследований.

3.2.1. Выбор метода.

3.2.2. Погрешность метода.

3.3. Проведение экспериментальных исследований.

3.3.1. Приборы и оборудование, использованные при проведении измерений.

3.3.1.1. Газоанализатор.

3.3.1.2. Барометр.

3.3.1.3. Термометр.

3.3.1.4. Тахометр.

3.3.2. Методика проведения измерений.

3.4. Обработка результатов экспериментальных исследований.

3.4.1. Выявление грубых погрешностей измерений.

3.4.2. Проверка согласия опытного распределения экспериментальных данных с теоретическим.

3.4.3. Оценка погрешностей измерений.

3.4.4. Результаты корреляционно-регрессионного анализа экспериментальных данных.

3.4.4.1. Результаты корреляционно-регрессионного анализа экспериментальных данных по объемному содержанию загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей.

3.4.4.2, Результаты корреляционно-регрессионного анализа данных по суммарной токсичности отработавших газов автомобилей.

3.5. Реализация разработанной оценки приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов.

3.5.1. Определение численных значений показателя приспособленности.

3.5.2. Установление рациональных диапазонов приспособленности.

3.5.3. Оценка качества классификации автомобилей по значению параметра приспособленности к низкотемпературным условиям эксплуатации.

ГЛАВА 4. ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Разработка «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу».

4.1.1. Оценка суровости зимнего периода заданного пункта эксплуатации.

4.1.2. Оценка приспособленности автомобилей находящихся в эксплуатации к низкотемпературным условиям по токсичности отработавших газов.

4.1.3. Дифференцированное корректирование платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

4.2. Выбор автомобиля, основанный на экологических и экономических показателях эксплуатации.

4.3. Экологический и экономический эффект от внедрения результатов исследований.

Актуальность темы. Удельный вес автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы городов достигает 80 %, а содержание токсичных веществ в воздухе населенной зоны местами не только превышает предельно допустимые концентрации, но и продолжает неуклонно расти. В связи с этим борьба с загрязнением атмосферы отработавшими газами автомобилей является одной из наиболее острых проблем современности.

Содержание загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей, как одна из основных характеристик их экологичности [71, с. 5], зависит от различных факторов условий эксплуатации, среди которых важную роль играет температура окружающего воздуха.

Большая часть территории нашей страны относится к зоне холодного климата, для которой характерны низкие температуры воздуха в зимний период. Однако закономерности изменения экологичности автомобилей различных марок и моделей в этих условиях исследованы недостаточно. Это препятствует разработке научно обоснованного подхода к определению платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и, прежде всего, ее дифференцированному корректированию с учетом суровости низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленности автомобилей к этим условиям.

Необходимость дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу обусловливается потребностью создания механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей и свидетельствует об актуальности исследований в этом направлении.

Данная работа выполнена в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР ТюмГНГУ.

Целью исследования является улучшение экологичности автомобилей путем использования методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, разработанной на основе установления закономерностей влияния низкотемпературных условий эксплуатации на токсичность отработавших газов.

Объект исследования - процесс изменения выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей при понижении температуры окружающего воздуха, а предмет исследования — этот процесс для автомобилей ряда конкретных марок и моделей (ВАЗ, УАЗ, ГАЗ, Иж, ЗиЛ) с бензиновыми двигателями.

Методологической основой исследования служит системный анализ, основы технической эксплуатации автомобилей, основы химмотологии, теория вероятностей и математическая статистика, научные основы приспособленности автомобилей.

Научная новизна работы.

- выявлены закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания загрязняющих веществ (СО и CnHm) и суммарной токсичности отработавших газов автомобилей, которые описываются квадратичными математическими моделями приспособленности. Доказана их адекватность, и определены численные значения входящих в них параметров применительно к автомобилям ряда конкретных марок и моделей;

-установлен показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов, и определены его численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей;

- определены рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям;

- разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям. Оценен экологический и экономический эффект от ее внедрения.

Практическая ценность работы. Использование «Методики дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу» направлено на уменьшение выброса загрязняющих веществ с отработавшими газами в низкотемпературных условиях эксплуатации за счет разработанного механизма экономического стимулирования повышения экологичности автомобилей путем дифференцированного корректирования размеров платы за загрязнение окружающей среды.

На защиту выносятся:

- закономерности влияния низкотемпературных условий эксплуатации на изменение объемного содержания СО и CnHm и суммарной токсичности отработавших газов автомобилей, которые описываются квадратичными математическими моделями приспособленности, показатели их адекватности и численные значения входящих в них параметров применительно к автомобилям ряда конкретных марок и моделей;

- показатель приспособленности автомобилей к низкотемпературным условиям эксплуатации по суммарной токсичности отработавших газов и его численные значения для автомобилей ряда конкретных марок и моделей;

- рациональные интервалы суровости низкотемпературных условий эксплуатации и рациональные диапазоны приспособленности автомобилей к этим условиям;

- «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям.

Реализация результатов работы. На основе полученных результатов исследования разработана «Методика дифференцированного корректирования платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу», учитывающая суровость низкотемпературных условий эксплуатации и приспособленность автомобилей к этим условиям, внедренная в Департаменте по охране окружающей среды Тюменской области и используемая в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров автотранспортных специальностей.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры эксплуатации автомобильного транспорта ТюмГНГУ (2002,2003,2004 гг.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на V Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург: ОГУ, 2002), на Межвузовской студенческой научно-технической конференции «Инновации и эффективность производства» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на Международной специализированной выставке «Город 2002», «Автосалон», «Автозаправочный комплекс» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2002), на Областной научно-методической конференции «Роль информационных технологий в обучении: проблемы, перспективы, решения» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), на VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза: ПГУ, 2003), на Региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых условиях» (Тюмень: ТюмГНГУ, 2003), в рамках научно-технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург, 2004), на III Международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза: ПГУ, 2004).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 13 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 104 страницы текста (в том числе 38 таблиц и 16 рисунков), список литературы из 110 наименований и 10 приложений.

2.2. Выводы

Вывод должен содержать рассчитанное значение величины платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и краткий анализ результатов влияющих на него величин.