Текст книги "Токсичность автомобиля"

Кроме того, существует частный случай интегрального вида уравнения движения. Он получается в идеальном случае, если момент двигателя постоянен: случай линеаризации. Иногда линеаризация может оказаться более выигрышной. При этом коэффициенты в уравнении движения (2.3) будут иметь несколько иной вид, а интегральное выражение для определения величины пути можно записать как, м (2.21),а время разгона (2.22). В этом же случае можно записать развернутое уравнение выбега, полученное из уравнения (2.26).Интегрируя его аналогично (2.7) определяем путь выбега (2.27),а время выбега определяется как (2.26),

где bврв – коэффициент учет вращающихся масс при выбеге,

Vв – условная скорость выбега, м/с,

Для вариационных исчисления, т.е. в описанной в дальнейшем задаче метода конечных элементов в теории движения, можно также формулу (2.21) привести к другому виду и использовать его как один из конечных элементов для определения пути разгона: (2.30)

где Vmax – максимальная, в том числе и кинематическая скорость движения автомобиля, м/с,

Для случая определения пути выбега можно получить следующий вид конечного элемента: (2.31)

Данные уравнения могут применяться непосредственно и при вариационной формулировке задачи при правильном подборе коэффициентов полиномов.

2.5.3.Определение расхода топлива при

разгоне автомобиля.

Часовой расход топлива, как известно можно определить через удельный расход топлива:,кгч (2.32)

где qe=qnKобКи – удельный расход топлива, г/кВтч,

Коб– коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от угловой скорости коленчатого вала двигателя,

Ки – коэффициент, учитывающий зависимость удельного расхода топлива от степени использования

мощности двигателя: для разгона при полной подаче топлива можно принимать =1.

 
Расход топлива при этом можно определить в упрощенном случае путем интегрироваания уравнения часового расхода топлива (2.33)
Определенный интеграл в этом случае будет давать конечное аналитическое выражение в виде:,л (2.34)
где pт – плотность топлива, г/см3.
Последнее выражение может быть также записано в виде:,л (2.35)
где Nmax – максимальная мощность двигателя, кВт.
 

Данный случай является упрощенной идеальной моделью. Для полиномных моделей коэффициентов Коб и Ки уравнения часового расхода топлива (2.32) пропорционально произведению скорости на коэффициенты полиномов Коб, Ме, Ки, являющиеся полиномами удельной частоты вращения, следовательно зависит от 5-й степени скорости автомобиля: (2.36), (2.37).Коэффициенты полиномов для разных типов двигателей могут быть рассчитаны аналитически, их значения представлены в таблице2.3. Однако, тогда уравнение расхода топлива (2.33) при интегрировании дает значение, пропорциональное 6-й степени скорости, что приводит к усложнению непосредственно интегрирования и уменьшения точности расчетов за счет разложения интеграла в ряд и т. п. Кроме того, необходимо отметить, что реальные характеристики двигателя, например, Ме не всегда могут быть описаны полиномами второй степени точно – для этого требуются полиномы 3-5-й степени.

Аналогичные преобразования необходимы и для полиномов Коб и Ки, поэтому уравнение для определения расхода топлива при разгоне Gр может стать очень сложным и громоздким, пропорциональным 10-й степени скорости и т. п. В этом случае можно получить слишком сложную и неудобную модель на базе рядов Тейлора с остаточными членами, мало влияющими на точность результата. В этом случае приходится либо довольствоваться исходной апраксимацией, либо переходить к численным математическим моделям в виде численного интегрирования и т. п.

Аналитический метод может быть упрощен без существенных погрешностей вычисления: на рис.2.3а-в показаны кривые 3,6,7—9,являющиеся произведениями полиномов для различных типов двигателей. В рабочих диапазонах двигателя они могут быть апраксимированы линейными исходными функциями, коэффициенты для которых приведены в таблице 2.3.В этом случае значительно упрощается уравнение часового расхода топлива: учитывая, Gt=0 при"нулевой"частоте вращения двигателя коэффициент aл=0. Оно будет иметь в этом случае вид, л (2.45).Тогда расход топлива определяется как интегральная функция, л (2.46)

Таким образом, в качестве одной из рабочих исходных моделей для расчетов может использоваться уравнение (2.45) пропорциональное квадрату угловой скорости коленчатого вала двигателя, построенное на упрощенных линейных харакгеристиках для произведения полиномов Коб*Ме, которые получаются простыми осреднениями и понижениями степени полиномов.

Такое упрощение в расчетах обеспечивает удобство для анализа и существенное сокращение вычислений, тем не менее результаты будут реально отражать описанные аналитические процессы.

2.5.4.Уравнение движения с удельной

мощностью.

 
В данном случае уравнение движения для разгона приобретает следующий дифференциальный вид, путем деления левой и правой частей на Ga, м/с2 (2.47) или развернуто (2.48)
где Nуд – удельная мощность, кВт/т а все остальные  параметры представлены в удельном виде.
 

Тогда путь разгона определяется как и ранее интегрированием: м (2.49) или на базе методики может быть представлен также: (2.50).Время разгона определяется так же интегрированием аналогично (2.51)

В этих уравнениях коэффициенты принимают следующий вид: (2.52) – (2.55),где n max – частота вращения при максимальной мощности автомобиля.

Расход топлива при разгоне на базе данной методики приобретает следующий вид:,л (2.56)

Уравнение выбега в данном случае при М=Ме=0 будет иметь следующий вид:,м/с2 (2.57).Тогда время выбега определяется как:,с (2.58),а путь выбега как:,м (2.59) где Vвыб – «условная «скорость выбега, м/с, Авыб – коэффициент, м/с2

Для установившегося движения расход топлива известен.

Для электропривода, например, исходное дифференциальное уравнение движения можно трансформировать несколько иначе приведя его к удельной мощности (2.60). Для наиболее характерного упрощенного случая будет определяться путь разгона как определенный интеграл по частям, м (2.61),а время разгона определяется также приближенно как определенный интеграл, полученый по частям; с (2.62)

Все параметры и коэффициенты в этих выражениях определяются как и ранее, но при условии, принятом как данное упрощение и приближение, что весьма характерно: рис.2.2.Это также случай «линеаризации» для параметра удельной мощности, что очень выгодно при расчетах и может использоваться как иммитационная модель.

Уравнение выбега для электропривода аналогично обычному виду уравнений (2.57) и (2.58),однако, если в него ввести силу торможения двигателя при рекуперации энергии, которая может быть пропорциональна различной степени скорости движения, оно может трансформироваться и в более сложный вид. Тем не менее все эти конкретные виды уравнений, полученные в виде частного случая для электропривода, требуют апробации на конкретных примерах, которые не всегда являются идеальными случаями и на практике очень мало известны.

2.6.Аналитическое определение степени

использования мощности двигателя.

Степень использования мощности двигателя определяется как отношение тяговой мощности на колесах автомобиля к максимальной мощности системы. Поэтому, используя разработанный подход можно записать выражение для определения степени использования мощности в виде (2.63)

Кроме того, можно таким же образом определить момент сопротивления, приведенный к валу двигателя, например, для случая движения по ровной дороге: (2.64)

После дополнительных преобразований, получаем следующее конечное аналитическое выражение с полиномами: (2.65). Данное выражение удобно использовать в расчетах, особенно, на базе полиномных моделей. Оно дает весьма точные результаты с учетом иммитациоиных полиномиальных зависимостей, при высоком быстродействии и удобстве. Этот немаловажный фактор для некоторых прикладных задач,

2.7.Установившееся движение автомобиля.

При установившемся движении автомобиля, которое можно рассматривать как частный случай произвольного движения наземного транспортного средства, рассматривается уравнение тягового баланса (2.1), в котором отсутствует инерционная сила сопротивления движению, т.е. ускорение или замедление равно «0» и т.п.Поэтому пройденный путь зависит прямо-пропорционально от скорости, а время -обратно пропорционально. Остальные параметры определяются тяговым балансом.

Топливная экономичность для установившегося режима движения с постоянной скоростью определяется как выражения, представленное в таблице2.4.В выражениях для определения расхода топлива в функции крутящего момента входит также и передаточное число трансмиссии, что более четко раскрывает эту функциональную связь в отличие от известных работ различных авторов. Наряду с аналитическими методами могут использоваться и численные. Выражения для определения расхода топлива в этом случае также приведены в таблице 2.4.При этом, расчеты можно проводить уже на базе реальных нагрузочных или многопараметровых характеристик двигателя. При большой точечной дискретности может бить достигнута очень высокая точность математического эксперимента при расчетах или при использовании данного подхода для автомобильного бортового компьютера, что определяет дальнейшую перспективу для использования этих двух подходов.

2.8.Цикличиое движение.

Цикличное движение является одним из видов общего случая, когда разгон чередуется с выбегом, при котором двигатель может отключаться. Такой вид движения сущесвует и дает иногда экономию топлива так же снижение вредных выбросов, поэтому его анализ принципиально важен. Он целиком построен на более ранних работах, позволяют дать хорошую апраксимацию для этого случая движения. Кроме того, при некоторых случаях цикличное движение может быть приближено и стать хорошей адекватной моделью для двигателя автомобиля с различными системами впрыска топлива, так как впрыск непосредственно осуществляется периодически в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя. В данном случае для движения с постоянной скоростыо речь идет о подаче микродоз для работы топливных форсунок, а когда топливо не подается в цилиндры в соответствующие периоды времени маховик двигателя вращает коленчатый вал по инерции, а автомобиль движется накатом в течении долей секунд. Поэтому обеспечивается лучшая экономичность и некоторое снижение токсичных выбросов, а модель цикличного движения поэтому может стать в первом приближении достаточно хорошей апраксимацией для данного рабочего процесса.

Выражения для определения топливной экономичности в цикличном режиме приведены в таблице 2.4,их вывод приведен, в более ранних, уже указанных работах, поэтому обладают не только новизной, но и позволяют в некоторых случаях получать точные результаты. Здесь появляются новые параметры и формулировки. Оценочными критериями топливной экономичности в этом случае некоторые вновь выведенные показатели. В частности, в таблице 2.4 дня определения топливной экономичности введен оптимальный параметр в виде коэффициента, полученного в работах автора ранее.

Причем в любых случаях расчетов: хоть для установившегося движения, хоть для цикличного режима «разгон-выбег», – учитывается такой фактор, как передаточное число трансмиссии, что дает более точные результаты. Теоретически это можно обосновать весьма просто: величина передаточного числа трансмиссии влияет на абсолютную величину расхода топлива не только для режимов движения с постоянной скоростью, но и при разгонах, так как при этом изменяется не только степень использования мощности двигателя и соответствующие этому значения полиномов апроксимирующих функций, но также и изменение передаточного значения аналитической функции удельного расхода топлива двигателя внутреннего сгорания при приведении его к колесам автомобиля. Можно, например, считать, что определение передаточного числа трансмиссии по методу мощностного баланса является основным оптимумом в этом плане, а варьирование этого фактора приводит к прямопропорциональному изменение выходного параметра относительно этой величины. Поэтому приведенные формулы в таблице 2.4 для любого расчетного режима в отличие от известных методик дают функциональную зависимость расхода топлива непосредственно от передаточного числа трансмиссии.

 
2.9. Характернистика сил в уравнении
движения для общего случая, как
факторных.
 

Необходимо более детально остановиться на характеристике сил сопротивления движению, а именно: силах сопротивления качению и воздуха, так как по сравнению с известными подходами их можно охарактеризовать в более общем виде, что представлено на рис.2.5. Сила сопротивления качению по своей физической природе похожа на силу сопротивления скольжению, или в общем виде – на силу сопротивления движению. В их основе лежит физический закон трения, когда сила сопротивления трению прямопропорциональна массе тела, а коэффициент трения является постоянной величиной в зависимости от скорости движения тела или транспортного средства. Поэтому, например, при тяговом расчете и т. д. можно определять любые параметры физического тела при его движении на поверхности: с учетом сил скольжения, сопротивления качении и т.п.,т.е. для любых транспортных средств с реактивной тягой, колесным приводом, шнековым или гусеничным движителем.

Однако, в данном случае возникает один неучитываемый точно фактор для скоростных транспортных средств с колесным движителем: крутящий момент на ведущих колесах заставляет их крутиться с буксованием, величину которого определить очень сложно. В этом случае, как правило, при расчетах появляется систематическая ошибка. Этот фактор учитывается сейчас в основном лишь как ограничение по сцеплению, однако, учитывая физическую природу трения, может определяться пропорционально от скорости качения или буксования.

При этом его величина точно не определяется, однако, она может быть также прямо пропорциональна скорости движения, даже с учетом сдвига протектора покрышки и т. п. Потери при скольжении ведущей силы видимо будут пропорциональны и величине нагрузки на колесо, и коэффициенту скольжения материала покрышки о полотно дороги при данных физических или метрологических условиях и т.д.Таким образом эта величина должна вычитаться от силы тяги на колесах, т.е. она является дополнительной неучитываемой величиной потерь типа сил сопротивления качению. Так как ее точное значение неизвестно существует неучитываемая систематическая погрешность вычислений даже несмотря на некоторые экспериментальные данные. Тем не менее в ее природе должен лежать более строгий физический закон, который не представляет собой цели этой работы. Относительная трудность здесь заключается еще и в том, что ее величина зависит также от величины крутящего момента на колесах. Поэтому остается обратить лишь основное внимание более подробному анализу ограничения силы сцепления колеса с дорогой, особенно при нагрузке или дополнительной динамической величине изменения нагрузки на колесах. Однако, пока можно говорить лишь о доле потери крутящего момента на ведущих колесах за счет действия этих перечисленных факторов, а не просто об ограничении скорости движения автомобиля по условиям сцепления, что и является основной проблемой в данном вопросе. На рис.2.6,2.7 показаны данные ограничивающие факторы в некоторых конкретных ситуациях движения, которые часто встречаются и могут быть учтены.

Необходимо отметить еще один фактор, связанный с силой сопротивления воздуха. Сейчас основное внимание при анализе тяговой динамики автомобиля уделяется лишь величине лобового сопротивления. Остальные величины, т.е. аэродинамические компоненты, рассматриваются в первую очередь для вопросов устойчивости и управляемости движения. Однако, например, существует известный эффект экраноплана, который в применении на автомобилях может в принципе позволить увеличить грузоподьемность и несколько улучшить топливную экономичность на определенных скоростных режимах за счет возникающего экранного эффекта: вероятно, при средних скоростях движения в этом случае возможно уменьшение мощности, затрачиваемое на преодоление сил сопротивления качению.

Данный эффект связан с тем, что с помощью специального устройства, обладающего определенными аэродинамическими качествами достигается разгрузка осей автомобиля, однако, при этом также увеличивается сила лобового сопротивления но на меньшую величину при определенных оптимальных параметрах установки данного устройства. Поэтому может быть увеличена грузоподъемность автомобиля и можно рассматривать различные виды сил аэродинамического сопротивления, в том числе и при численном анализе.

Другим факторным условием является отношение вида (2.74).Оно показывает балансное соотношение сил сопротивления качению и воздуха, поэтому оказывается принципиально важным. При том можно использовать простые модели функциональных связей между этими параметрами из авторских работ. Кроме того, в данном случае можно выразить условие для улучшения параметра топливной экономичности в обобщенном факторном виде. Выражение для определения величины уменьшения расхода топлива при улучшении аэродинамики или снижения полной массы, т.е. улучшении факторных параметров выглядит следующим об разом (рис.2.8):, (2.75),где К – значение коэффициента К при улучшении любого факторного параметра.

Для разных скоростей установившегося движения можно получить больший или меньший эффект от этого улучшения, что показывает возможности использования данных факторов удельного типа

.

Таким образом, можно говорить о факторных силах, препятствующих движению. Это дает возможность рассматривать движение в общем виде, т.е. для любого наземного транспортного средства. Кроме того, уравнение движения для любых данных видов транспортных средств будет выглядеть одинаково на базе данных представлений: задача Коши с консервативными силами Поэтому все силы могут быть обобщены и приведены к движущей и силам сопротивлений. Их числовые значения можно определять по разному. В данном случае разработанный математический аппарат пригоден для многочисленных случаев расчета: проблема заключается в формализации значении сил, а следовательно, в определении числовых значений различных коэффициентов, входящих в дифференциальное уравнение движения и его интегральной форме.

Таким образом, в данном подходе можно непосредственно использовать разработанный математический аппарат для определения различных характеристик движения для любого типа наземного транспортного средства с любым известным типом движителя. Исключение могут составлять достаточно редкие случаи.

2.10.Характеристика аналитического

и численного методов расчетов.

При расчетах в задачах подобного класса можно применять как аналитические, так и численные методы. Аналитические методы базируются на интерполянтах и достаточно легко преобразуются к интегралъному виду. Данный случай относится к уже представленному классу интегральных преобразования, поэтому расчеты проводятся достаточно легко и точно. Однако, это лишь одна из расчетных моделей.

Вторая модель относится к классу численных, которые возникают в том случае, если интегральные модели уже не в состоянии обеспечить высокую точность, интерполянты плохо апроксимируют исходные функционалы, а кроме того, в наличии имеется большой банк исходных данных в виде нагруэочных или многопараметровых характеристик, особенно с больной дискретностью. Используя эти данные прибегают к численным методам различного рода. Банк исходной информации большого объема можно обработать с помощью персональных ЭВМ с большой оперативностъю, что возможно даже на некоторых современных бортовых автомобильных компьютерах.

Для расчетов в данном случае играет выбор исходной модели. Большую сложность представляют, например, задачи оптимизационного класса, которые для данного уравнения движения могут так же решаться на базе численных методов расчета. Некоторые из них весьма сложны, а некоторые позволяют получить более простое решение.

С позиции расчетных методов для определения тягово-скоростных свойств, топливной экономичности, токсичности автомобиля, в некоторых случаях и для других наземных транспортных средств и т. д. можно рассматривать параллельно оба данных подхода, так как они построены на одном виде уравнения движения, а так же могут быть обьеденены в принципиально новый метод численного типа для анализа – метод конечных элементов для расчета параметров движения. Это совершенно новый авторский подход, который в данном варианте нигде ранее не применялся и обладает очень большой новизной и перспективой, а его сущность изложена здесь в соответствующей главе 4.

Это наиболее точный из известных инженерных расчетных методов, имеющий под собой хорошую фундаментальную научную основу. Разработанный новый метод численного расчета позволит серьезно исследовать многие аспекты этого вопроса и, что самое важное, -также существенно повысить точность результатов, во многих случаях сходимостъ расчетов, решать проблему невязок и т. д. Некоторые из этих аспектов являются принципиально новыми, поэтому выглядят как готовые методики, с помощью которых можно решать комплекс задач.

 
З. ТЕОРИЯ ТОКСИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЯ
.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА
ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ВРЕДНЫХ
ВЕЩЕСТВ, ВКЛЮЧАЯ КАНЦЕРОГЕННЫЕ ПАУ
И НИТРОПАУ. НОВЫЙ ОБОБЩЕННЫЙ ПОДХОД.
 

З.1.Токсичность двигателя как основа.

Токсичность двигателя внутреннего сгорания достаточно хорошо исследованная область. Как таковая она, представляет собой законченную теорию, хотя существует еще очень много направлений перспективных исследований, в частности для изучения выбросов канцерогенных полициклических углеводородов ПАУ и НИТРОПАУ.

Тем не менее токсичность автомобиля, как транспортного средства в целом – наоборот, -новое направление науки, которое требует своего развития, оформления, выводов и т.д.,так как в этой области известно не очень много работ. Поэтому разработка теории токсичности автомобиля или же транспортного средства вообще и особенно на базе самых современных математических методов расчета представляет собой весьма актуальную и важную задачу. Основная проблема в этом направлении может быть сведена определением массы выбрасываемых веществ с отработавшими газами на базе закона сохранения энергии и массы вещества, так как в этом случае методики расчетов подтверждаются ими и являются наиболее достоверными, а также базируются на законах термодинамики в виде теории токсичности двигателей. Поэтому это наиболее удобный подход, осо6енно, для определения токсичности автомобиля и подобных других вариантов. Таким образом, любые из методик определения токсичности двигателя, положенные в основу в соответствующих нормативных документах в таблице 1.1 представляют из себя хорошо изученную область науки, являются так же и основой для соответствующих расчетных методик для определения токсичности движущегося автомобиля. В этом случае наблюдается не только преемственность самих методов определения массы выбрасываемых вредных веществ, но и непосредственно развитие их. Таким образом, хорошо известные методики для определения токсичности двигателя становятся на базе разработанных здесь программных средств и некоторых доработок универсальными методиками для определения токсичности автомобиля.

В целом это приводит к использованию сложных численных расчетных моделей, обеспечивающих достаточно высокую точность, которые ранее не применялись. Исходными параметрами при расчетах, например, при определении токсичности автомобиля служат многопараметровые или нагрузочные токсичные характеристики двигателя; рис.3.1.Они позволяют проводить численное моделирование для любого токсичного компонента при их наличии, причем, чем больше количество экспериментальных точек на них, тем выгоднее.

Точность результатов расчетов при этом увеличивается. На практике же приходится использовать исходные данные любой размерности, поэтому нужно учитывать эту погрешность вычислений, как систематическую вынужденную ошибку. Тем не менее, линейно-кусочная апроксимация всегда используется при любом численном моделировании любых самых сложных задач – наиболее известный метод получения достоверного и точного расчетного результата, поэтому в данном случае он во многом имеет достаточно хорошее приближение, а (из теории вопроса):

наличие нагрузочных или многопараметровых характеристик позволяет повышать точность результатов: т.е. это наиболее выгодный в данном случае, но и наиболее сложный метод. Для повышения точности можно так же применять и более совершенные методики на базе метода конечных элементов, сущность которого изложена в главе 4,т.е. на базе нового авторского подхода. Данный метод для численного моделирования применяется пока еще очень редко, а авторский вариант вообще является новым и весьма перспективным.

 
3.2.Аналитические и численные модели
определения токсичности автомобиля
при его движении в произвольных
параметрических условиях.
 
 
Все расчетные методы сводятся в основном к аналитическим и численным, так как остальные являются их специальными модификациями.
Под аналитическими методами понимается наличие простого математического аппарата с минимальным числом исходных параметров, а под численными методами понимается, как уже указывалось, использование исходных данных в виде матриц большой размерности, что при соответствующем математическом аппарате и програмном обеспечении обычно повышает точность.
К аналитическим моделям относятся алгебраические и, как правило, интегральные формы, а к численным моделям – методики, использующие итерационные расчеты. Первые требуют минимум времени и затрат на получение результатов, вторые наоборот, определенного времени, мощных вычислительных машин и т.п.Поэтому как первые модели, так и вторые типы моделей относятся не только к основным показателям эксплуатационных свойств автомобилей или транспортных средств, но и непосредственно и токсичности, а лучший результат в последнем случае достигается для численных моделей различных типов.
Любой из подходов может быть применен для локальных расчетов, т.е. для получения искомой величины пара-метра как контрольной точки, либо для суммарных итоговых результатов. В последнем случае можно использовать формулу Грина, которая подразумевает суммацию результатов с учетом предыдущих значений, что для иммитационных цикловых программ весьма выгодно. Особенно это необходимо при анализе движения автомобиля в произвольных параметрических условиях с переменным дорожным сопротивлением и т. п.
Численные модели поддаются хорошим апроксимациям, например, с использованием методов Симпсона или Рунге-Кутта. Однако, это не самые лучше методы в плане повышения точности результатов расчетов. Тем не менее основу для них также составляют итерационные шаговые расчеты и суммация результатов. Иногда в процессе каждой расчетной итерации может производиться оптимизационный поиск. Эти вопросы особенно важны для задач токсичности. В целом, для того, чтобы повысить точность результатов требуется уменьшить величину шага, т.е увеличить количество и время промежуточных расчетов, что требует применения ЭВМ. Иногда же необходимо применять более совершенные методы для повышения точности. Следует отметить, что численное моделирование иногда не обеспечивает необходимой сходимости и требует находить различные дополнительный пути решения этого вопроса.
При сложных числовых моделях массовый расход токсичного компонента определяется следующим образом; (3.1), где Gткi – массовый выброс i -токсичного компонента,
alfa – коэффициент избытка воздуха,
Lo– стехиометрический состав смеси,
Gт– часовой расход топлива,
Cтк-содержание токсичного компонента в
отработавших газах,
deltat– время работы в данной единичной фазе, с.
Кроме того, можно выделить еще одну иммитационную модель на базе весовых долей содержания токсичных компонентов в топливе, как упрощенную, в общем виде:, кг/100 км. (3.2)
где qткi – выброс токсичного компонента,
aткi – содержание данного компонент в
топливе, кг т.к./кг топлива.
Аналогичная в целой модель может быть построена на базе концентрационных данных в обьеме отработавших газов, но она относится к классу самых простейших (таблица З.1.).
Кроме того, например, возможен учет весовых факторов при упрощенной методике определения вредных выбросов с отработавшими газами автомобилей или транспортных средства: можно связать выбросы с расходом топлива. В этом случае суммарный расход топлива определяется как: (3.3)
где Qi – расход топлива в каждой «единичной фазе»
движения транспортного средства, т.е. при раз-
гоне, установившемся движении, торможении, за-
медлении, стоянке на холостом ходу, выбеге
и т.д.,
ai – коэффициент весомости определяемый статис-
тическими методами.
Массовый выброс вредных веществ с учетом всех этих аналогов определяется в общем случае как (3.4)
где bi – содержание токсичного компонента, в весовой части расхода топлива, г,
Lambdai-интегральный коэффициент,
учитывающий в комплексе всю
совокупность условий работы, который
может определяться произведением
входящих в него частей, определяющих
комплекс разных факторов.
 
 
3.3.Определение выбросов вредных веществ
отдельными автомобилями и парком
автотранспортных средств.
 

В данном случае также можно представить методику для определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами для парка автомобилей эксплуатирующегося на данной территории в виде упрощенной имитационной модели, так как некоторые аспекты будут учитываться в последствии.

Суммарный выброс парком автомобилей определяется простым сложеннем: (3.5)

где Mткij – выброс для i– токcичного компонента

j-категории транспортного средства.

В течении года выброса произвольного токсичного компонента каждым отдельным автомобилем при этом определяются следующим образом:,кг, (3.6)

где nткi – нормы выброса вредных веществ для данного компонента, г/км, либо их истинные значения,

Lгод – средний годовой пробег данная марки, км. Количество эксплуатируемых автомобилей может быть определено даже по самым простым зависимостям или статистическим данным: (3.7)

где Vij – годовой выпуск i– марки в j – году,

k – временной цикл производства этой марки,

Yспис – ежегодный процент списания-выбытия.

Тогда суммарный годовой выброс вредных веществ с отработавшими газами всеми эксплуатируемыми автомобилями j-марки с определенной погрешностью будет равен: (3.8)

Для грузовых автомобилей может также приниматься и несколько иная методика, что связана с вопросами нормирования вредных выбросов двигателей. Количество выбрасываемых вредных веществ в этом случае определяется (3.9),где nткij-нормы, или данные для вредных выбросов, гкВтч,