Скорость автомобиля и окружающая среда. Часть 2

Это вторая статья, посвященная скорости автомобиля и снова в тезисах. Первая статья рассказывала о безопасности дорожного движения, а третья расскажет о прочих эффектах скорости. В данной части речь пойдет о влиянии скорости на окружающую среду.

Содержание

Влияние скорости на выхлопы
Влияние скорости на расход топлива
Влияние скорости на озон
Влияние скорости на шум
Выводы

Влияние скорости на выхлопы

Выхлопы содержат различные вредные вещества, количество которых изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля.

Основными вредными веществами в выхлопах являются:

1. Окись углерода или угарный газ (CO). Ухудшает доставку кислорода в организм. Особо опасен для людей, страдающих от сердечных и респираторных заболеваний. Симптомами отравления являются нарушение зрения, головная боль, снижение работоспособности.
2. Углеводород (HC). Оказывает токсичное воздействие на организм, вызывая раковые и другие болезни.
3. Оксиды азота (NOx). Имеют решающее значение при влиянии на здоровье. При осадках в области распространения азота, вода взаимодействует с азотом и получается серная и азотная кислота, которые образуют так называемые «кислотные дожди».
4. Твердые частицы. Оседают в легких, и являются причиной заболевания астмой, хроническим бронхитом,  нарушение дыхательной функции. Твердые частицы, которые попадают в воздух с выхлопными газами дизельных двигателей, обладают высокой токсичностью и могут вызвать рак лёгких.

Выхлоп вредных веществ сильно различается от скорости и технологии системы двигателя. На графике представлена зависимость количества выброса вредных веществ в зависимости от скорости автомобиля.

Оксиды азота производятся в основном при высоких рабочих температурах работы моторов, что соответствует постоянной высокой скорости. Уменьшение скорости вождения серьезно снижает эмиссию этого вещества. Выброс углеводорода уменьшается с уменьшением скорости. Наименьший уровень эмиссии окиси углерода и твердых частиц соответствует средней скорости движения. Двуокись углерода производится пропорционально расходу топлива.

Каждый вид вредного вещества имеет свой оптимум скорости. В современных автомобилях выбросы уменьшают для скоростей 40-90 км/ч. Следует также отметить, что на постоянной низкой скорости (15 км/ч и менее) выброс CO и CO2 в пересчете в г/км наиболее большой.

Стиль вождения является наиважнейшим фактором, влияющим на выбросы вредных веществ. При резком ускорении возрастает расход топлива и, как следствие, увеличиваются выхлопы.

Холодный старт также увеличивают выхлопы, так как двигатель и каталитический фильтр не достигли рабочей температуры.

Влияние скорости на расход топлива

В общем случае расход топлива (и, как следствие, стоимость ресурса) увеличивается с увеличением скорости. В этом смысле понижение высокого уровня скоростного режима приведет к сокращению расхода топлива и поспособствует снижению интенсивности истощения не возобновляемых ресурсов.

Например, при постоянной скорости 90 км/ч будет расходоваться на 23% меньше топлива, чем на скорости 110 км/ч. Однако стоит отметить, что снижение уровня скорости ниже 20 км/ч чаще всего приводит к увеличению расхода топлива.

Влияние скорости на озон

Озон не вырабатывается непосредственно двигателями. Он возникает в результате химической реакции между углеводородами, оксидами азота и солнечным светом.

Озон серьезно влияет на здоровье людей, особенно пожилых и детей вызывая острые заболевания дыхательной системы. Особо высокая концентрация озона возникает в городах в летнее время года при высокой температуре.

Влияние скорости на шум

Скорость оказывает сильное влияние на возникновение шумов. При меньших скоростях уровень шума всегда ниже. Однако необходимо учитывать и другие факторы – частота и интенсивность ускорений может иметь большое влияние на возникновение шума. Эффект увеличения шума от ускорения как правило малозаметен на скоростях выше 50 км/ч.

Шум возникает из двух источников: двигатель автомобиля и взаимодействие между колесом и дорогой. Для новых легковых автомобилей шум колес начинает доминировать на скорости 20-40 км/ч, для новых грузовых автомобилей это значение равно 30-60 км/ч. Для старых автомобилей эта граница сдвигается примерно на 10 км/ч вверх.

При расчете воздействия шума необходимо учитывать что Децибел – логарифмическая величина, с помощью которой рассчитывается прирост. Увеличение шума на 1 Децибела означает фактическое его увеличение на 30 процентов, а прирост в 3 Децибела означает увеличение в 2 раза. То есть по графику увеличение скорости с 50 до 70 км/ч приведет к увеличению шума в 2,5 раза.

Выводы

В дополнение к уменьшению травматизма установка разумного ограничения скорости приведет к снижению уровня выброса вредных веществ, расхода топлива, уровня шума.