Человек и автомобиль.Экологические проблемы,роль автовладельцев и автопроизводителей в их решении

В условиях акустического  дискомфорта по уровню автотранспортного  шума проживает не менее 12,5 млн. городских  жителей РФ.

2. Вибрации

Другим источником транспортного  дискомфорта (для водителя и пассажиров) являются колебания и вибрации, возникающие  в процессе движения автомобиля. Они  рассматриваются в рамках группового свойства - плавности хода. 

       При движении автомобиля возникают колебания, обусловленные неуравновешенными силовыми воздействиями в узлах и агрегатах автомобиля, а также внешним переменным воздействием от неровностей дорожного покрытия. Эти колебания передаются на кузов автомобиля и через дорожное покрытие и грунт - на элементы придорожного пространства. Воздействие вибраций можно рассматривать по аналогии с шумом в двух аспектах: воздействие на водителя и пассажиров автомобиля и воздействие на окружающие объекты.

По способу  передачи на человека различают общую  и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека и вызывает сотрясение всего организма; локальная вибрация передается через руки человека. Водитель автомобиля одновременно подвергается воздействию общей и локальной вибрации, а пассажир и пешеход, находящийся рядом с проезжей частью, - общей.

Оценка плавности  хода связана с наличием частотной  и амплитудной чувствительности различных органов человека, особенно при экстремальных виброускорениях  во время движения автомобиля.

Согласно нормативным  документам экспериментально оцениваются  значения вертикальных, продольных и  поперечных виброускорений, которые  сопоставляются с техническими нормами  для каждого вида АТС.

Нормы общей вибрации установлены  в октавных диапазонах со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц, а локальной вибрации - 16; 32;63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

В автомобиле вибрации низкой частоты возникают при взаимодействии колес с дорогой, и параметры  колебаний являются случайными. Уровень  вибрации в основном определяется скоростью  движения, ровностью дорожного покрытия, конструктивными особенностями подвески автомобиля и его техническим состоянием. Колебания автомобиля по всем параметрам близки к параметрам колебаний отдельных органов человека, поэтому вибрация оказывает отрицательное влияние на те органы человека, частоты колебаний которых совпадают с частотой вибрации автомобиля.

При проектировании подвески автомобиля стараются обеспечить такую плавность хода, при которой уровни вибрации не превышают порога снижения комфортности или порога производительности труда, а частота колебаний кузова находится в диапазоне 1,5... 2,5 Гц.

Наименьший уровень вибрации, источником которой является взаимодействие колес с дорогой, наблюдается при размещении водителя и пассажиров внутри автомобиля на площади, ограниченной колесной базой. Такое размещение принято практически для всех легковых автомобилей. Для водителей грузовых автомобилей с компоновкой кабины над двигателем и автобусов вагонного типа необходимо применение сиденья с подрессориванием.

Вибрации, возникающие при  движении автомобиля, не только воздействуют на водителя и пассажиров, но и передаются через дорожное покрытие в окружающее пространство. Исследования показывают, что они могут превышать допустимый для человека уровень на удалении от проезжей части до 10м.

Для предотвращения воздействия  вибрации на организм человека применяются  различные виброгасительные и демпфирующие устройства (амортизаторы, демпферы, рессоры, пружины и т.д.).

3. Электромагнитные  излучения

Природа электромагнитного  излучения связана с вихревыми  электрическими и магнитными полями. Их общее поле условились называть электромагнитным. Электромагнитное поле проявляется в работе всех электротехнических приборов и установок.

Основной  источник электромагнитных излучений  — система зажигания автомобиля и, в первую очередь, свечи, распределитель, высоковольтные провода. Приборы системы зажигания и электрооборудование автомобилей являются первичными излучателями электромагнитных волн, а элементы кузова, детали моторного отсека, капот, крылья, решетка радиатора - вторичными. В целом автомобиль является контуром, собственные характеристики индуктивности и емкости которого зависят от многих факторов и пока мало изучены.

Автомобиль  является сравнительно маломощным источником электромагнитного излучения, однако проблема электромагнитного излучения существует, она связана с большим числом электрических источников на улицах города и проникновением этого излучения в жилую застройку. Эта проблема стала более актуальной в условиях быстрого развития транспорта, в том числе электромобилей. Электромагнитные поля с высокой плотностью энергии оказывают вредное воздействие непосредственно на организм человека. Вредное воздействие электромагнитных излучений на человека связано с переносом их энергии. Степень воздействия определяется количеством энергии электромагнитных излучений в зависимости от частоты или длины волны. По электрическим свойствам большинство живых тканей на частотах более 60 кГц и особенно на СВЧ можно рассматривать как аномальные диэлектрики.

4. Автокатострофы

Движение  материи обеспечивает транспорт. Развитие транспорта порождает проблемы. Ежегодно в мире в автокатастрофах погибают 0,2 млн. человек, 0,5 млн. становятся калеками, 10 млн. получают травмы (рис.1.4.8.). По использованию  площадей в мире по крайней мере треть площади города приходится на дороги и автостоянки. Строительство  дорог в большей степени стимулирует  увеличение транспортных потоков и, как следствие, снижение средней  скорости перемещения.

Ожидается, что  с ростом численности автомобильного парка при относительной стабилизации протяженности дорожной сети и развития технических средств регулирования  движения произойдет рост дорожно-транспортного  травматизма, увеличение уровней загрязнения  вредными веществами атмосферного воздуха, почвы, водоемов и грунтовых вод. По данным ГАИ в России совершается ежегодно до 140 тыс. дорожно-транспортных происшествий, в которых погибает 37 тыс. человек и более 200 тыс. человек получают увечья и травмы. По удельному уровню погибших в ДТП на 1000 АТС Россия опережает страны ЕС в 10-12 раз.

2. Проблемы экологии автомобильного транспорта России

Проблемы экологической  безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической  безопасности страны. Значимость и  острота этой проблемы растет с каждым годом. В инфраструктуре транспортной отрасли России насчитывается около 4 тыс. крупных и средних автотранспортных предприятий, занятых пассажирскими  и грузовыми перевозками. С развитием  рыночных отношений появились в  большом количестве коммерческие транспортные подразделения небольшой мощности. В 2000 году в РФ функционировало свыше 400 тыс. субъектов транспортного  рынка различных форм собственности.

Рост автопарка, изменение  форм собственности и видов деятельности существенно не повлияли на характер воздействия автотранспорта на окружающую природную среду. Вызывает тревогу  тот факт, что, несмотря на проводимую работы, выбросы загрязняющих веществ  в атмосферу от автотранспортных средств увеличивается в год  в среднем на 3,1%. В результате величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного  комплекса России составляет более 75 млрд. рублей. США и продолжает расти. Автомобильный парк России в 2000 году составлял 27,06 млн. шт., в том  числе 20,12 млн. легковых автомобилей, 4. 57 млн. грузовиков, 650 тыс. автобусов  и 1,72 млн. прицепов и полуприцепов. Средний  возраст автотранспортных средств  остается значительным и составляет 10 лет, в том числе 10% парка эксплуатируется  свыше 13 лет, полностью изношены и  подлежат списанию.     

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем  более 4 т кислорода, выбрасывая при  этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пирена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.

С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт  лидирует во всех видах негативного  воздействия: загрязнение воздуха  – 95%, шум – 49,5%, воздействие на климат – 68%.

Экологические проблемы, связанные  с использованием традиционного  моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стране мира. Во многих странах мира приняты жесткие требования по экологизации автотранспорта. В результате с 1993 года по 1999 год количество вредных веществ  в отработанных газах автомобилей  за рубежом снизилось примерно в 2 раза, а всего за последние 40 лет  содержание токсичных компонентов  уменьшилось на 70% . В настоящее  время многие зарубежные моторостроительные фирмы взяли курс на решение задачи достижения нулевой (Zero) токсичности  отработанных газов. Их многолетний  опыт показывает, что добиться этого  можно только в случае использования  альтернативных (не нефтяных) видов  моторного топлива. Именно поэтому, практически все перспективные  экологически чистые автомобили, проектируются  под альтернативные виды топлива.

Значительные материальные затраты на создание экологически чистых машин, связаны не с благородством  и альтруизмом западных моторостроительных компаний, а определяются давлением  государственных законов. Косвенно эти законы коснулись и Россию - к нам хлынул поток зарубежных автомобилей, которые в развитых странах были признаны экологически не безопасными, тем самым пополнив отечественный автопарк автомобилей, наносящих колоссальный ущерб экологии наших городов. Необходимо признать, что производимые в России автомобили отстают на 8-10 лет по всем показателям (в том числе и по экологии) от автомобилей, выпускаемых в настоящее  время в промышленно развитых странах. Так, только со следующего года «Автоваз» собирается выпустить  новый легковой автомобиль, работающий на альтернативном топливе, нормы выбросов токсичных компонентов в выхлопных  газах которого, будут соответствовать  «Евро-2». Но эти нормы в Европе уже отметены три года назад и  введены новые более жесткие  нормы «Евро-3».

Роль государства в  вопросах экологизации автотранспорта особенно красноречива видна на примере  США. За последнее десятилетие в  США принято ряд законодательных  актов, в которых самое пристальное  внимание уделяется проблеме улучшения  экологической обстановки в городах  и населенных пунктах. В их числе: Закон «Об альтернативном моторном топливе», Закон «О чистом воздухе», Закон «Об энергетической политике». На основе этих законов Министерство энергетики США значительно расширило  научно-исследовательские работы в  секторе потребления энергоресурсов в автотранспорте и разрабатывает  новые программы по ускоренному  широкомасштабному использованию  альтернативных видов топлив.

Как и во всем мире, в США  в вопросе «экологизации» автотранспорта основной упор делается на замещение  нефтяного топлива природным  газом. Это отчетливо видно по динамике изменения применения альтернативных моторных топлив в прогнозах на следующие 10 лет.

Широкое применение природного газа как наиболее чистого альтернативного  моторного топлива возведено  в ранг государственной политики. Ни для кого не секрет, что именно с этой целью все свое президентство  Билл Клинтон ездил на автомобиле, работавшем на природном газе.

Приоритетность природного газа, как наиболее перспективного экологически чистого моторного  топлива, очевидна для многих стран  мира. В Канаде, Новой Зеландии, Аргентине, Италии, Голландии, Франции и других странах успешно действуют национальные программы перевода автотранспорта, в первую очередь городского, на газомоторное топливо. Для этого  разработана соответствующая нормативно-законодательная  база: ценовая, налоговая, тарифная, кредитная. В результате налицо явный прогресс. В Нидерландах более 50% всего автотранспорта используют в качестве топлива газ, в Италии – более 20%. 95% автобусного  парка Вены и 87% парка Дании работают на газе. В странах Западной Европы для стимулирования газификации  автотранспорта предусматривается  существенное уменьшение налогов на автомобили, использующие газовое топливо. В среднем, эта разница составляет 1,5-2 раза, кроме того, автовладельцы  после конверсии автомобиля освобождаются  от налоговых выплат на 3 года. С 1996 года в Великобритании и Франции существенно  уменьшены налоги на автомобили, использующие газовое топливо. В Германии эта  разница составляет 1,5 раза, в Нидерландах  – 1,7 раза /3/.В начале 90-х годов  прошлого столетия Правительство РФ также стало принимать определенные меры по решению проблем экологизации автотранспорта. Постановлениями Правительства  РФ от 15 января 1993 года № 31 «О неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом» и от 2 ноября 1995 года № 1087 «О неотложных мерах по энергосбережению», в частности, предусмотрено  осуществить замену дефицитных нефтяных видов топлива альтернативными, а также сократить объем потребления  бензина за счет увеличения выпуска  автотранспортных средств, работающих на газообразном топливе. В связи  с этим перевод автомобильного транспорта на природный газ становится важнейшей  государственной задачей для  России. Однако в последнее годы вопросы экологизации автотранспорта и широкого использования природного газа в качестве моторного топлива  явно стали буксовать на федеральном  уровне. С 1999 года по коридорам власти гуляет проект Закона «Об использовании  природного газа в качестве моторного  топлива», не ясна судьба и другого, не менее важного для России, закона «Об обеспечении экологической  безопасности автотранспорта», разработанного Комитетом Государственной Думы по экологии. Хотелось бы надеяться, что  приоритеты здоровья нации будут  выше, чем чьи-то ведомственные интересы. Введение на территории России с 1 января 2001 года нормы «Евро-2» пока является чисто декларативным актом, поскольку, нерациональная структура отечественной  нефтепереработки (недостаточны мощности вторичных процессов) определяет низкое качество производимых бензинов и дизельного топлива, не соответствующих современным  требованиям. С другой стороны, качество отечественных автомобильных двигателей оставляет желать лучшего. Российские двигатели в большинстве уступают зарубежным по таким показателям, как удельная мощность, экономичность, шумность, эксплутационная технологичность, экологичность и ремонтопригодность. Согласно постановления Правительства Российской Федерации от 15 марта 1999 года № 286 «Основные направления развития автомобильной промышленности России на период до 2005 года» и проекта Федеральной целевой программы «Развитие автомобильной промышленности России на период до 2005 года» выпуск отечественных автомобильных двигателей, отвечающих современным требованиям по сохранению окружающей среды, следует ожидать не ранее 2010 года. Поэтому, в настоящее время единственным путем повышения экологичности автотранспорта является его перевод на природный газ, что обеспечит сокращение вредных выбросов в окружающую среду двигателями автомобилей до уровня, отвечающего жестким европейским нормам (см. таблицу №1).