Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса 9
1.1. Вредное воздействие автомобильных двигателей на окружающую среду при эксплуатации автотранспортных средств 9
1.2. Анализ результатов исследований по оценке эффективности мероприятий повышения экологической безопасности автомо бильных двигателей 20
Глава 2. Методологические основы естественнонаучного подхода экологизации экономики и автомобиль ного транспорта 31
2.1. Взаимосвязанность экономики и экологии 31
2.2. Экологизация социально - экономического развития 38
2.2.1. Формирование экологического научного знания и мировоззрения 38
2.2.2. Экологизация сознания, мышления и культуры человека 44
2.2.3. Экологизация экономики и производства 50
2.3. Экологизация автотранспортного комплекса 58
Глава 3. Теоретические основы оценки эффективности мероприятий повышения экологической безопасности автомобильных двигателей
3.1. Экономикс - математическая модель отбора лучшего варианта из предлагаемых на основе лексикографического способа 69
3.2. Экономико - математическая модель формирования наиболее эффективной программы природоохранных мероприятий 82
3.3. Эколого - экономический метод сравнительной оценки экологического качества автомобильных двигателей 89
3.4. Методика оценки общественной эффективности мероприятий повышения уровня экологической безопасности автомобильных двигателей 98
3.4.1. Экстернальные затраты 98
3.4.2. Методологические и теоретические основы оценки эффективности мероприятий повышения экологической безопасности автомобильных двигателей 104
3.4.3. Оценка общественной эффективности мероприятий повышения экологичности автомобильных двигателей 108
3.5. Экономический механизм стимулирования уменьшения загрязнения биосферы при использовании автомобильных двигателей 119
Глава 4. Реализация научных результатов исследования ... 129
4.1. Результаты экономической оценки экологического качества автомобильных двигателей 129
4.2. Программная реализация экономико - математической модели распределения ресурсов по природоохранным мероприятиям 138
4.3. Экономическая оценка норм выбросов вредных веществ автомобильных двигателей России и развитых стран 143
Основные результаты и выводы 148
- Вредное воздействие автомобильных двигателей на окружающую среду при эксплуатации автотранспортных средств
- Взаимосвязанность экономики и экологии
- Экономикс - математическая модель отбора лучшего варианта из предлагаемых на основе лексикографического способа
- Результаты экономической оценки экологического качества автомобильных двигателей
Введение к работе
Актуальность проблемы. Многие государства уделяют недостаточно внимания экологическим проблемам, что и стало одной из причин формирования техногенного типа экономического развития большинства стран мира. Возникло острое противоречие между возможностями техногенного развития цивилизации и ограниченными природными возможностями биосферы обеспечить его. Дальнейшее движение по этому пути ведет к разрушению естественных ресурсов, систем жизнеобеспечения Природы, человека и общества, к глобальной экологической катастрофе, могущей повлечь за собой обвальное сокращение численности населения.
Закономерно, что необходимость сбалансированности поступательного развития и экологической безопасности окружающей среды и человечества начинает проявляться и в экономической сфере. Создание эффективного механизма взаимодействия Природы и общества и перехода на устойчивый, ресурсосберегающий тип развития - одна из приоритетных задач. Отложить ее решение - значит поставить под сомнение сохранение биосферы, источник ресурсов жизнедеятельности Земли, людей и экономики в настоящее время и в будущем.
Поэтому безотлагательное решение вопросов определения разумных пределов экономизации и экологизации процессов взаимодействия Природы и общества, выявление сферы применения экономических методов управления качеством окружающей среды, оценки мероприятий повышения экологической безопасности транспортных средств и автомобильных двигателей является весьма актуальной проблемой.
Усугубление экологических проблем требует пересмотра сложившейся в теории и на практике техногенной концепции развития транспорта, в том числе автотранспортного комплекса. Необходима новая
5 идеология в развитии транспорта. Главным принципом развития должна стать экологизация всех мероприятий по развитию транспорта.
Цель и задачи исследования. Цель - повышение социально-экономической эффективности и экологической безопасности функционирования автомобильного транспорта, уровня экологического качества автомобильных двигателей и ускорение экологизации транспорта на основе разработанных теоретических положений и научных экономических методов.
Для реализации указанной цели в работе сформулированы и решены задачи исследования, что потребовало разработать следующие основные экономические инструменты: методика оценки общественной эффективности мероприятий повышения уровня экологической безопасности автомобильных двигателей; экономико-математическая модель отбора наивыгоднейшего мероприятия научно-технического прогресса, удовлетворяющего эколого-экономическим требованиям; экономико-математическая модель оптимального распределения финансовых ресурсов по природоохранным мероприятиям; эколого-экономический метод сравнительной оценки экологического качества автомобильных двигателей; эколого-экономические подходы к стимулированию уменьшения вредного влияния автомобильного транспорта на окружающую среду.
Основная научная идея работы — необходим ускоренный переход к новой прогрессивной идеологии решения экономических и экологических проблем России экономическими методами эффективного управления, направленного на сохранение природного равновесия и повышение эффективности производства на основе согласования экологических и экономических интересов, экологизации и экономизации взаимодействия
Природы и общества и ограничения природоемкости производства, что имеет не только экологическое, но и прямое экономическое значение.
Объектом исследования являются автомобильные двигатели на всех стадиях жизненного цикла и автотранспортные предприятия Липецкой области.
Предмет исследования - производственная и природоохранная сферы деятельности автотранспортного комплекса и отдельных предприятий.
Теоретической и методологической основой исследования являются теория систем, методы экономической теории и математической экономики, методы исследования операций, принципы экологизации экономики автотранспортного комплекса, методы целочисленного программирования и многокритериальной оптимизации.
Информационной базой исследования послужили статистические материалы, предоставленные Государственным комитетом экологии и автотранспортными предприятиями Липецкой области и результаты исследований МАЛИ по государственной научно-технической программе "Экологически чистый автомобиль".
Научная новизна исследования заключается в разработке следующих теоретических положений и методик, которые выносятся на защиту: теория и методика оценки общественной эффективности мероприятий повышения уровня экологической безопасности автомобильных двигателей, позволяющие при подготовке принятия решения осуществить выбор наиболее эффективного варианта из альтернативных, удолетворяющий требованиям потребителей и общества в области экологии, безопасности и здоровья населения; экономико-математическая модель отбора лучшего варианта из предлагаемых на основе лексикографического способа порождения вариантов и их сортировки с учетом свойств элементов лексикографической последовательности; методологические основы естественнонаучного подхода экологизации экономики и транспорта; экономико-математическая модель формирования наиболее эффективной программы природоохранных мероприятий с обеспечением максимального социально-экономического результата при лимитированных капитальных вложениях; эколого-экономический метод сравнительной оценки экологического качества автомобильных двигателей на основе предложенного нового критерия - удельная величина социально-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды вредными веществами отработавших газов на единицу выполненной двигателем работы и экономический метод стимулирования повышения качества окружающей среды при эксплуатации автомобильного транспорта.
Научные положения и методики, которые предлагаются к защите, дополняют теоретические основы определения экономической эффективности затрат в мероприятия научно-технического прогресса по экологизации автотранспортного комплекса нашей страны и позволяют давать объективную оценку экологической и экономической полезности (ценности) этих мероприятий.
Практическая значимость. Разработанные в диссертации теоретические положения, модели, методики и алгоритмы, реализованные в виде программ для ЭВМ, могут быть использованы на всех этапах разработки и реализации научно-технических мероприятий экологизации автомобильного транспорта. Предложенные экономические инструменты позволяют осуществлять поиск и формирование эффективных мероприятий повышения экологической безопасности автомобильных двигателей с позиции интересов общества как единого целого и с позиций отдельных участников проектных программ.
8 Реализация результатов работы. Использование теоретических, методологических и прикладных исследований автора по теме диссертации осуществлено: в управлении транспорта и связи администрации Липецкой области, АО "АК № 1414" г.Липецка; при разработке и решении проблем международной, федеральных и областных научно-технических программ по обеспечению безопасности дорожного движения и исследованию отрицательных воздействий автомобильного транспорта на окружающую среду г.Липецка; в учебном пособии "Плата за загрязнение окружающей среды"; в лекционных курсах и дипломном проектировании студентов специальностей 1502, 2401, 2404 Липецкого ГТУ, специальностей 0611, 3207 Липецкого ЭГИ.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждались и получили одобрение на 5 международных и Всероссийских научных конференциях, в том числе: 6-й международной конференции МОТАУТО-99, София, 1999 г; 3-й международной научно-технической конференции "Решение экологических проблем в автотранспортном комплексе", Москва, 1999 г; международной научной конференции "Проблемы безопасности транспортного пространства ", Липецк, 1998 г.
Публикации. Основные теоретические и научные результаты исследования опубликованы в 9 печатных работах.
Структура и объем работы. Принятая структура и последовательность изложения определены целью и задачами исследования. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов, содержит 162 стр. текста, 14 табл., 17 рис. Библиографический список включает 109 наименований.
Вредное воздействие автомобильных двигателей на окружающую среду при эксплуатации автотранспортных средств
Всего в составе отработавших газов (ОГ) автомобильных ДВС содержится около 280 компонентов, которые по химическим свойствам, характеру воздействия на биосферу разделяются на нетоксичные (N2, 02, C02s НОг, Н2) и токсичные СО, NOx, СхНу} S02 H2S, альдегиды, сажа и др, В качестве примера в таблице 1.1 приведено среднее содержание токсических веществ в ОГ автомобильных двигателей. Усредненный состав основных вредных компонентов в ОГ трансортных дизелей при работе на режиме полной загрузки приведено в табл. 1.2.
По воздействию на организм человека компоненты выхлопных газов подразделяются на: - токсичные - окись углерода, окислы азота, окислы серы, углеводороды, альдегиды, свинцовые соединения; - канцерогенные - бенз(а)пирен; - удушающего действия - углекислый газ; - раздражающего действия - акролеин, формальдегид, окислы серы, углеводороды; - надоедающие - альдегиды, углеводороды, сажа, смолы, минеральные аэрозоли, частицы и пары топлива и масел.
Влияние перечисленных компонентов ОГ на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности воздействия.
Окись углерода - газ без цвета и вкуса. Горюч. С воздухом может образовывать взрывчатую смесь. В воде практически не растворяется. При вдыхании проникает в кровь и образует комплексное соединение с гемоглобином - карбоксигемоглобин. Окись углерода реагирует с гемоглобином в 210 раз быстрее, чем кислород, что приводит к развитию гипоксии (кислородная недостаточность), признаками которой являются нарушения в центральной нервной системе, поражения тканей дыхательной системы, снижение остроты зрения и т.д. Увеличенные среднесуточные концентрации СО способствуют возрастанию смертности лиц с сердечнососудистыми заболеваниями.
Содержание СО в воздухе в зависимости от степени концентрации вызывает: - хроническое отравление при длительном вдыхании, в процентах по объему (С = 0,01%о6); - слабое отравление через 1 час (С = 0,05%об.); - потерю сознания через несколько вдохов (С = \%об.).
Окислы азота - смесь различных окислов: NO, NO2, ИгОэ, N2O4. Наибольшую опасность представляет NO2 и его компонент N2O4. Воздействие окислов азота на человека приводит к нарушению функций легких, к изменениям слизистой оболочки бронхов. При низких концентрациях окислов азота в воздухе эти изменения могут наступать спустя длительное время. Изменяется также состав крови. Воздействию окислов азота в большей степени подвержены дети и люди, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Содержание окислов азота в воздухе в зависимости от концентрации вызывает: - раздражение слизистых оболочек носа и глаз (С = 0,00\Ъ%об.)\ - начало кислородного голодания (С = 0,002%о5.); - отек легких (С = 0,008%о6) Сернистый ангидрид - бесцветный газ с резким запахом. Хорошо растворяется в воде, образуя сернистую кислоту. Длительное воздействие даже относительно низких концентраций сернистого ангидрида увеличивает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, способствует возникновению бронхитов, астмы и других распираторных заболеваний.
Содержание сернистого ангидрида в воздухе в зависимости от степени концентраций вызывает: - раздражение слизистой глаз, кашель (С = 0,00}%об.); - раздражение слизистой горла (С = 0,0017%об.); - отравление через 3 минуты (С = 0,004%об.); - отравление через Ї минуту (С = 0,01 % ?&).
Акролеин - бесцветная жидкость с запахом горелых жиров. Хорошо испаряется, летуч. Легко растворяется в воде. Температура кипения +52,4 С. Оказывает беспокоящее влияние на человека при концентрациях свыше 0,0005 %об. При повышении концентрации до 0,002% ?6 возникают необратимые изменения в организме, а при концентрациях свыше 0,014%об. возможен летальный исход через 10 минут.
Углеводороды - обширная группа соединений типа СхНу. В ОГ двигателей обнаруживается более 100 их разновидностей. Обладают неприятным запахом. Продукты фотохимических реакций углеводородов с окислами азота образуют смог.
Бенз(а)лирен - полициклический ароматический углеводород (ПАУ). При нормальных атмосферных условиях - кристаллический продукт, плохо растворимый в воде. Попадая в организм человека, ПАУ постепенно накапливаются до критических концентраций и стимулируют образование злокачественных опухолей.
Сажа - твердый фильтрат ОГ, состоящий в основном из частиц углерода. Непосредственной опасности для человека не представляет. Влияние сажи проявляется в появлении неприятного ощущения загрязненности воздуха. Сажа является адсорбентом канцерогенных веществ и способствует усилению влияния других токсических компонентов, например, сернистого ангидрида.
Соединения свинца - появляются в ОТ в случаях применения тетраэтилсвинца (ТЭС) - антидетонационной присадки к бензинам. Свинец способен накапливаться в организме, попадая в него через дыхательные пути, с пищей и через кожу. Поражает центральную нервную систему и кроветворные органы.
Содержание углекислого газа в воздухе не нормируется. Продолжительность существования СОг в атмосфере - 4 года. Концентрация двуокиси углерода в воздухе непрерывно увеличивается и в настоящее время равна 300 млн (0,03%об.). Абсолютное количество СОг в атмосфере оценивается величиной 2,13 x10і2 тонн. Возрастание концентрации окиси углерода опасно возникновением "парникового эффекта", который приводит к возрастанию температуры воздуха и поверхности земли.
Взаимосвязанность экономики и экологии
В связи с поисками выхода из глобального и национального экологического кризиса активизировались научные исследования по изучению и совершенствованию взаимодействия общества и Природы. Общество нами рассматривается как часть Природы, поскольку оно занимает определенное место в природных явлениях и функционально связано с ними обменными процессами. Это область Природы, в которую общество структурно включено и целостность которой зависит от деятельности людей, охватывается понятием «биосфера». Проведенный анализ опубликованных работ по данной тематике (см. библиографический список) позволил признать целесообразным написание второй главы диссертации и сделать один из основных выводов: для решения этой первостепенной значимости проблемы необходимо создать научные основы, теорию и на их базе осуществить практические действия обеспечения гармоничного взаимодействия системы «Природа-общество».
Ниже анализируются экологические ориентиры для выработки и реализации стратегии глобального устойчивого развития, базирующейся на сочетании экономических стереотипов со всем их комплексом (социальном, экологическом, культурологическом и др.), обеспечивающим «стабильную динамичность» цивилизационного процесса ныне живущих и будущих поколений людей. Отметим некоторые основные ориентиры этого процесса (п.2.1.; 2.2.).
Постановка проблемы «экология и экономика» имеет явный подтекст невольного противопоставления экономических устремлений людей и целей охраны природы. Нередко при этом указывается на смысловое единство экологии и экономики, поскольку оба раздела научного знания в названии имеют один корень «экое» (дом) и, следовательно, рассматривают две стороны глобальной среды обитания человека в пределах его большого дома - Земли.
Появляются и сопутствующие вопросы типа: а как соотносится антропогенные изменения в природе с нуждами человека как биосоциального существа? Или: каковы же объемы экологии и экономики, какая из отраслей науки «шире» и «уже», - экология «входит» в экономику, подчинена ей, или, наоборот, экономика включена, либо должна быть включена в экологию. Чему следует отдавать приоритет - экономическому развитию или охране природы? Все подобные вопросы требуют четких ответов.
Прежде всего, рассмотрим, каково соотношение между охраной Природы как сохранением среды жизни человека и экономикой, противостоят ли они друг другу или нет, а если да, то насколько и как. Возможно ли «бесконфликтное» развитие человечества в его взаимоотношениях с Природой, не ведущее к экологическим кризисам?
Факторы, зависящие от плотности, в человеческом обществе преломляются через социально-экологические кризисы. Экологически люди выступают в роли неразумных паразитов, разрушающих среду жизни. Каждый отдельный человек при этом стремится сохранить свою среду обитания, а вместе они действуют уничтожающе разрушительно. Человек угнетает сам себя через посредство угнетения Природы.
Следует четко указать на то, что в разумных пределах человек может и должен управлять природной средой, что замедляет энтропийные процессы и дает людям возможность убыстренного социально-экономического развития.
Специфической чертой современной экологической революции можно считать понимание, что от принципа безудержного преобразования природы и неограниченной ее эксплуатации следует перейти к экономии природных ресурсов и весьма осторожному изменению природной среды жизни. Важной особенностью служит также постепенное осознание того, что от одностороннего изменения природного цикла системы «биосфера-человек» необходимо переходить к двусторонней адаптации («коэволюции»), уделив основное внимание рациональному преобразованию человеческого общества для его «вписания» в биосферу.
Природа как таковая выживает. Вероятно, сохранится и жизнь. Но крайне уязвима среда, необходимая для жизни человека, а значит сам человек. Экономика без человека бессмысленна: машина не ходит в магазин и не покупает товары.
Воспроизводство на научной основе природы для человека и оптимальное воспроизводство самих людей стали необходимостью. Эти огромные ресурсные циклы как-то выпали из экономической жизни, попали в «непроизводственную» сферу, что совершенно абсурдно. Вне природных и трудовых ресурсов, их воспроизводства не может существовать экономики. И в этом аспекте экология оказывается глубоко социально-экономической наукой.
Что же важнее: экономическое развитие или сохранение природы? Такой вопрос не может быть признан корректным. Если мы будем стремиться лишь к экономическим целям, убыстрение энтропии уготовит нам скорый конец. Если бы попробовали нацело законсервировать всю природу, то экономическое развитие остановилось бы. Более того, мы должны были бы перестать есть, пить, дышать, т.е. вычеркнули бы себя из текста природы. Но ведь человек - тоже дитя природы... Следовательно, не «что важнее», а в каких пропорциях с энтропийной динамикой среды должно идти экономическое развитие с тем, чтобы давление человечества на природу не превышало разумного уровня.
Экономикс - математическая модель отбора лучшего варианта из предлагаемых на основе лексикографического способа
Решение широкого круга практических задач сводится к перечислению и анализу возможных вариантов реализации управленческих, технологических или конструкторских решений по сложной системе состоящей из п элементов Xj Q= 1,2, ...., n ) (управляющих параметров). Различные варианты определяются комбинаторными наборами значений параметров. Если каждый параметр имеет только две возможности реализации (Xj = 1, если j-й параметр реализуется; Xj =-0- в противном случае), то анализу подлежат 2" комбинаторных варианта (KB) системы. Так как в каждом варианте j-й параметр рассматривается один раз, а очередность параметров роли не играет, то анализируемые KB представляют собой множество сочетаний из п элементов и записываются в виде векторов х = (х1( Xg, ... хп) с булевыми компонентами. Геометрически KB являются вариантами n-мерного единичного куба (рис. 3.1) и могут быть представлены узлами соответствующего дерева (рис. 3.2).
В зависимости от способа порождения, последовательности анализируемых KB отличаются как порядком элементов в отдельно взятом векторе х, так и порядком самих КВ.
Процедура выбора наилучшего из вариантов в значительной мере зависит от того, каким образом KB будут использованы в процессе решения конкретной задачи. Хорошая согласованность свойств KB и свойств решений задачи позволяет исключить из перебора некоторые подмножества из последовательности KB заведомо удовлетворяющих или не удовлетворяющих условию решаемой задачи.
Порождение и анализ KB значительно упрощается, если в каждом из векторов х опустить нулевые компоненты (Х; = 0), а.ненулевые (Х; = 1) заменить их индексами. В результате получим все подмножества (r-выборки) из множества N = {1,2,..., п}, каждое из которых однозначно определяет один из векторов х.
В g!g] r-выборки представлены n-разрядными двоичными наборами, порождением которых является счет в системе счисления с основанием 2. Там же рассмотрен алгоритм порождения в лексикографическом (ЛГ) порядке г-выборок фиксированной мощности. Однако практическое использование этих алгоритмов затруднительно так как они представляют собой лишь общие схемы перебора в которых не выявлены свойства КВ.
Ниже приводится алгоритм систематического порождения всех подмножеств (r-выборок) из множества N в возрастающем ЛГ порядке, рассмотрены некоторые свойства элементов ЛГ упорядоченной последовательности, получен алгоритм отсечения подпоследовательностей элементов удовлетворяющих заданным свойствам.
Если для транспортной или экологической задачи построена математическая модель, то источником вариантов, как правило, являются решения неравенства с булевыми переменными. В отдельных таких задачах полный перебор возможных вариантов не под силу даже современным ЭВМ.
Ниже предлагается прогрессивный способ решения указанной задачи (получение допустимых вариантов), основанный на лексикографическом методе порождения вариантов и их сортировке с учетом свойств элементов лексикографической последовательности. компоненты которых равны 0 или 1. В каждом из векторов X опустим нулевые компоненты (XJ = 0), а ненулевые (XJ = 1) заменим их индексами. В результате получим все подмножества (г - выборки) из множества N, каждое из которых однозначно задает одно из возможных решений X. Поэтому, решения (3.1) будем искать в виде г - выборки Jr = (ji. J2 — jr) где г - число переменных равных 1; j; (і = 1, г) - индексы ненулевых переменных. Порождение выборок и их анализ будем осуществлять в возрастающем лексикографическом (ЛГ) порядке (как слова в словаре). Хорошая согласованность свойств ЛГ последовательности и свойств модели (3.1) и (3.3) позволяют значительно повысить эффективность поиска решений (3.1) путем отсечения бесперспективных выборок, а также исключения из анализа выборок заведомо удовлетворяющих (3.1).
Процедура СЛГТ устроена так, что элемент jj (і = I, г-1) не меняет своего значения до тех пор, пока следующий за ним элемент jj+1 не достигнет наибольшего значения равного п. «Досрочное» увеличение элемента jj нарушает систематичность в порождении последующей выборки и исключает из перебора некоторую подпоследовательность из {J(n)}. В выборке Jr=(ji, j2,„., jr) первый слева элемент, который меняет свое значение в результате ЛГ трансформации Jr, будем называть ключевым элементом; стоящие слева от ключевого - базисными; справа - свободными. Базисные элементы образуют базис выборки, а свободные, (вместе с ключевым) - ее ЛГ дополнение.
Алгоритм 2 модифицированной ЛГ трансформации выборки Jr с ключевым элементом jk в новую выборку мощности г - k, п (МЛГТ (Jr, jk, г)) имеет вид: а) базис выборки Jr оставить без изменения; б) ключевой элемент увеличить на единицу и ЛГ продолжить выборку до мощности г. Конец алгоритма зависит от наличия jk и от величины г. Введем обозначения: У - выборка, полученная в результате шага МЛГТ ( Jr, jk, г ); Ok"1 ") выборка с тем же базисом, что и J и максимально возможным значением ключевого элемента jk;
Результаты экономической оценки экологического качества автомобильных двигателей
По разработанной методике в п.3.3 выполнены расчеты по определению величин ущерба удельного выброса каждой компоненты ВВ и численных значений частных коэффициентов экологической безопасности выбросов ВВ с отработавшими газами карбюраторного двигателя автомобиля ЗИЛ-130 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320,некоторые результаты расчета приводятся в табл. 4.1 и рис. 4.1-4.6.В России выбросы отдельных компонентов с точки зрения их вредности приводят к одному (условному) веществу. В табл,4.1 даны результаты расчетов приведенных к монооксиду углерода (СО=1) выбросов ВВ и долей отдельных компонентов в суммарном выбросе - 2-й вариант, а в 1-ом варианте результаты расчетов приведены к оксиду серы (S02=l).
Анализ результатов расчетов позволил сделать заключение о степени вредности автомобильных двигателей для биосферы от выбросов ВВ с отработавшими газами, основные выводы следующие.
По 1-му варианту расчетов: карбюраторный двигатель более экологически опасный и при его использовании экономический ущерб от загрязнения окружающей среды выбросами ВВ отработавших газов на единицу выполненной двигателем работы в 4,6 (9,44:2,08) бодьше, чем при получении одного кВтч в дизеле КамАЗ-740; наибольшую опасность для окружающей среды представляет собой оксид углерода и соединения свинца для карбюраторного двигателя, а дизель наносит ущерб здоровью людей и биосфере в большей степени за счет выбросов окислов азота, оксида углерода и сажи. По 2-му варианту расчетов: величина экологоемкости производства единицы выполненной ДВС работы, выраженная эколого-экономическим ущербом, при использовании дизеля КамАЗ-740 в 2,2 раза меньше, чем при получении единицы мощности за час (кВтч) в карбюраторном двигателе; наибольшую вредность для биосферы представляют собой окислы азота и сажа для дизеля, а карбюраторный двигатель наносит ущерб для окружающей среды в большей степени за счет выбросов соединений свинца и окислов азота.
Например, на рис.4.1 приведены обобщенные величины удельных выбросов основных вредных веществ с ОГ двигателей, приведенных К S02-Из которого видно, что по сравнению с дизелем, у карбюраторного двигателя удельная и приведенная удельная масса выбросов СО и СН в 16,4 и 3,3 раза соответственно больше, а N0 и SO2 в 1,9 раза и 2,4 раза соответственно меньше. Сажи по удельной массе дизельного двигателя в 4 раза больше, с учетом агрессивности это различие понижается до 1,6 раза, это говорит о том, что сажа, выбрасываемая карбюраторным двигателем, несмотря на небольшой свой удельный вес, по сравнению с дизелем, содержит в своем составе более опапсные концерогенные вещества. Карбюраторный двигатель работающий на этилированном топливе, выбрасывает 85% тетраэтилсвинца содержащемся в бензине, что составляет очень небольшое абсолютное значение (0,063 г/кВтч), но с учетом его агрессивности приведенная масса возрастает в 410 раз.
В приведеном суммарном выбросе дизельного двигателя основное место занимает N0 (62,5%), весомое место также имеет СО (23%). В карбюраторном же двигателе СО является основным компонентом, причем его доля (82%) очень значительна по сравнению с другими веществами.
Проанализировав суммарный выброс, видно, что у карбюраторного двигателя удельная масса и приведенная удельная масса в 4,7 раза и в 4,6 раза соответственно, а следовательно, он гораздо экологически опаснее дизеля. Результаты количественной экономической и сравнительной оценки логического качества 16 автомобильных двигателей приведены в табл.4.2.
Результаты количественной экономической и сравнительной оценки экологического качества 16 автомобильных двигателей приведены в табл. 4.2
Следует отметить, что оценка уровня экологической безопасности автомобильных двигателей осуществлена только на базе нормируемых ГОСТ вредных компонентов отработавших газов (табл. 4.2). При таких условиях как показывает анализ результатов расчета наиболее экологически опасным является двигатель АЗЛК-2142, а наименее экологически опасный - ЯМЗ-238, этот двигатель относительно безопаснее в 2,32 раз, чем двигатель АЗЛК-2142, что подтверждается значением коэффициента относительной экологической безопасности КЭБ =0,43(1,12:2,60).
Предлагаемый метод оценки позволяет на основе значений показателя экологической безопасности ПЭБ в стоимостном выражении ранжировать автомобильные двигатели по уровню их экологического качества. Например, по результатам расчета (табл. 4.2) уровень экологического качества двигателя ЯМЗ-238 выше в 2 раза относительно двигателя ВАЗ-1111, что подтверждается и расчетом показателей экологоемкости получения одного кВт эффективной мощности в течении часа.
