CC BY
11
приборостроения // Естественные и технические науки. - 2009. - № 2. -С. 306-311.
2. Графкина М.В., Брюхань Ф.Ф., Сдобнякова Е.Е. Промышленная экология. - М.: Форум, 2010. - 208 с.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЕ RENAULT PREMIUM
© Свиридова Е.Ю.*, Климовская Н.Ю.Ф
Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ),
г. Москва
В статье приведены результаты расчетов путевого расхода топлива, оценки выбросов вредных веществ от сжигания топлива, предотвращенного экологического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха при применении системы рекуперативного торможения на автомобиле Renault Premium.
Ключевые слова: загрязнение атмосферного воздуха, автомобильный транспорт, рекуперативное торможение, путевой расход топлива, экономия топлива, выбросы вредных веществ, предотвращенный экологический ущерб.
Общеизвестно, что автомобильный транспорт является одним из основных источников негативного воздействия на природную среду и человека. Вследствие обширной автомобилизации возрастает шумовое и электромагнитное [1-4] загрязнение окружающей среды, а также загрязнение атмосферного воздуха вредными выбросами выхлопных газов. Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.
Существует множество способов сокращения выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом: применение альтернативных видов топлива и альтернативных видов энергии, использование катализатора дожигания выхлопных газов, применение электрической тяги и использование системы рекуперативного торможения.
* Доцент кафедры «Экологическая безопасность технических систем», кандидат технических наук.
* Студент кафедры «Экологическая безопасность технических систем».
Рекуперативное торможение - вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть. При рекуперативном торможении происходит частичный сбор энергии, затраченной на замедление движения автомобиля. Фактически это означает, что валы тяговых электродвигателей вращаются в обратную сторону. Вращение вала создает противодействующее усилие, благодаря которому снижается скорость автомобиля, а энергия, которую в этот момент вырабатывает двигатель-генератор, возвращается в электрическую сеть и накапливается в аккумуляторе. При применении системы рекуперативного торможения экономится до 40 % топлива, что подтверждает экологическую эффективность данной технологии.
Рекуперативное торможение появилось в эпоху перехода железнодорожного транспорта на электрическую тягу: в электровозах, поездах метро, трамваях новых моделей и в троллейбусах.
С увеличением доли электромобилей и гибридных автомобилей в системы транспорта, количество автотранспортных средств с системой рекуперативного торможения также будет расти. В связи с чем целесообразным является проведение научных исследований в данной области.
Для определения эффективности применения системы рекуперативного торможения был выбран автомобиль Renault Premium (рис. 1). Данное транспортное средство является наиболее востребованным на российском рынке большегрузным гибридным автомобилем. Этот автомобиль предназначен для перевозки грузов на большие расстояния, в связи с чем для него особо важным является вопрос экономии топлива, что может быть достигнуто при помощи применения системы рекуперативного торможения.
Рис. 1. Внешний вид автомобиля Renault Premium
Для определения экологичности применения системы рекуперативного торможения на Renault Premium была адаптирована существующая методика расчета для автомобиля Toyota Prius.
Произведен расчет путевого расхода топлива после применения системы рекуперативного торможения. Исходными данными для расчета путевого расхода топлива в городском цикле являются:
- заданный городской цикл,
- внешняя скоростная характеристика двигателя,
- нагрузочная характеристика двигателя,
- техническая характеристика автомобиля.
Расчет расхода топлива в городском цикле проводился с использованием программы, разработанной в Университете машиностроения.
В результате проведенного расчета показано, что при использовании системы рекуперативного торможения на автомобиле Renault Premium экономия топлива составляет 32 % (рис. 2).
30
25
28
ц 20
В 15
10
Рис. 2. Расход топлива: 1 - до применения системы рекуперативного торможения;
2 - после применения системы рекуперативного торможения
Проведен расчет оценки выбросов вредных веществ от сжигания топлива автомобилем Renault Premium. Методика расчета выбросов от сжигания топлива от автомобильного транспорта подразделяется на две части: оценка эмиссий двуокиси углерода и оценка эмиссий других газов. Оценка выбросов CO2 лучше всего рассчитывается на основе количества и типа сгораемого топлива и содержания углерода в нем. Количество окисленного углерода практически не варьирует в зависимости от применяемой технологии сжигания топлива. Оценка выбросов других газов с парниковым эффектом более сложна, так как зависит от типа автомобиля, топлива, характеристик эксплуатации транспортного средства, типа технологии контроля за выхлопными газами [5].
В результате показано, что при применении системы рекуперативного торможения снижаются выбросы СО на 15 %, NOx на 10 %, SO2 на 13 % (рис. 3).
5
0
2
□ 1 Ш2
Рис. 3. Выбросы вредных веществ 1 - до применения системы рекуперативного торможения;
2 - после применения системы рекуперативного торможения
Целесообразным также является расчет предотвращенного экологического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха. Предотвращенный экологический ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу представляет собой оценку приведенной массы выбросов загрязняющих веществ, а так же оценку в денежной форме, возможных отрицательных последствий от выбросов загрязняющих веществ, которых в рассматриваемый период времени удалось избежать в результате деятельности природоохранных органов, проведения комплекса воздухоохранных мероприятий, реализации природоохранных программ, разработки новых систем и технологий очистки выбросов [6].
Проведенные расчеты показали, что предотвращенный экологический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха составит автомобилем Renault Premium 13,3 г/км (рис. 4).
| 135
«> 120
> 125
i 120
х
а>
I 115
С! ОН
ё но 3
£ 150
129,7
116,4
] 1 □ 2
Рис. 4. Предотвращенный экологический ущерб: 1 - до применения системы рекуперативного торможения; 2 - после применения системы рекуперативного торможения
На основании проведенного исследования можно сделать вывод о том, что применение системы рекуперативного торможения на автомобиле Renault Premium является экологически выгодным и позволить снизить негативное воздействие данного транспортного средства на окружающую среду.
Список литературы:
1. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю., Теряева Е.П. Результаты исследования электромагнитных полей автомобиля в стендовых условиях // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований. -2014. - № 11. - С. 89-93.
2. Графкина М.В., Свиридова Е.Ю. Экологический мониторинг инфра-звуковых и электромагнитных полей транспортного потока // Приоритетные научные направления: от теории к практике. - 2014. - № 10. - С. 87-91.
3. Графкина М.В., Нюнин Б.Н., Свиридова Е.Ю., Теряева Е.П. Развитие системы экологического мониторинга электромагнитных и инфразвуковых низкочастотных полей на застроенных территориях // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 4 (4). - С. 70-76.
4. Звонов В.А. Экологическая безопасность автомобиля в полном жизненном цикле. - М.: НАМИ, 2011. - 256 c.
5. Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. - М.: Транспорт, 2009. - 190 c.
6. Карнаухов А.В. Парниковая катастрофа. - М., 2012. - 207 с.
АЛГОРИТМ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ИНФРАКРАСНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ
© Теплов А.В.*
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ, г. Казань
Рассмотрен алгоритм обнаружения малоразмерных объектов в инфракрасном диапазоне оптического спектра. Представлен способ его модернизации, дающий возможность использовать в системах реального времени. Проведено сравнение вычислительных затрат на выполнение алгоритмов.
Ключевые слова: алгоритм обнаружения, малоразмерные объекты, инфракрасный диапазон оптического спектра.
Разработкой алгоритмов обнаружения и классификации малоразмерных объектов в инфракрасном диапазоне оптического спектра специалисты за-
* Аспирант кафедры Автоматизированных систем обработки информации и управления.
