ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА АВТОМОБИЛЬНЫХ МАСЕЛ, ПОДЛЕЖАЩИХ ВОССТАНОВЛЕНИЮ
Латышенко М.П., Герасименко С.В. (КузГТУ, г.Кемерово, РФ)
The method for calculating the amount of motor oil to be regenerating.
Резкое увеличение автомобильного транспорта в крупных городах и районах требует постоянного совершенствование аспектов защиты окружающей среды и самое главное человека.
По данным Облстатуправления Кемеровской области количество транспортных средств обеспечивающих города и населенные пункты за 2006 год составили 563700, в том числе легковые – 463100, грузовые – 18200. При этом прирост транспортных средств за год составляет более 40 тыс.
Ежегодная масса маслосодержащих отходов, образующихся в мире, оценивается в 40 млн. тонн. Источником их является эксплуатация машин сельского хозяйства, транспортных средств, станков, промышленного и энергетического оборудования. Общий экономический ущерб при этом исчисляется каждый год десятками миллиардов долларов.
Неутилизированные отработанные масла наносят заметный ущерб окружающей среде, отравляя воздух, воду и почву. Некоторые из них обладают канцерогенными свойствами, длительного время не распадаясь в естественных условиях. В настоящее время собирается не более 20 млн. тонн маслоотходов ежегодно, а перерабатывается порядка 2 млн. тонн, или около 10 % (1).
В результате работы масло загрязняется углеродистыми частицами, асфальтенами, смолами, органическими кислотами, металлическими частицами, пылью и влагой (3).
Анализ причин, приводящих к загрязнению масла, показал, что основным источником является трение и изнашивание. При трении и изнашивании осуществляется контактное взаимодействие относительно движущихся шероховатых поверхностей трения, которые находятся в масляной среде. В контакте двух тел, окруженных маслом, протекают взаимосвязанные электрические, магнитные, тепловые и другие процессы.
Актуальной задачей является регенерация отработанных масел, которая заключается в удалении из них продуктов износа трущихся поверхностей, воды, органических кислот, асфальтенов, смол, и других загрязняющих продуктов.
Отработанные масла представляют собой ценный исходный продукт для дальнейшего повторного использования.
В настоящее время не существует общедоступных методов определения качества масла, находящегося в эксплуатации. Поэтому критерием для замены масла является срок его службы, предел которого устанавливается проведением научно-исследовательских работ с учетом опыта эксплуатации. В процессе работы объем заливочного масла в двигателе вследствие угара и утечек уменьшается. По разработанным нормам в год возникает необходимость доливать масло: моторного – 2,4 литра для автомобилей с карбюраторными двигателями; 3,2 литра для дизелей; трансмиссионного масла – 0,3 литра для карбюраторных двигателей и 0,4 литра для дизелей. При этом нормы расхода масла в год снижаются на 50% для автомобилей, находящихся в эксплуатации менее пяти лет и увеличиваются на 20% для автомобилей, находящихся в эксплуатации более пяти лет.
Для расчета годового объема отработанного масла для автомобильного транспорта в Кузбассе авторами разработана формула (1).
Количество отработанного масла может быть выражено зависимостью:
Аотр = АО - Ав (1)
где АО – общее количество потребляемого масла, л;
Ав – количество масла на утечки, испарение и сгорание, л.
Годовой объем потребляемых масел автомобильным транспортом в Кузбассе определен по формуле (2)
АО = Ал+Ат+Аа (2)
где Ал – годовой объем потребляемого легковыми автомобилями, л;
Ат – годовой объем потребляемого грузовыми автомобилями, л;
Аа – годовой объем потребляемого масла автобусами, л.
Годовой объем отработанных масел от легковых автомобилей определяется
Ал = k1 . n1 . q1 + k2 . n1 . q2, (3)
где k1 и k2 – коэффициенты сменности масла, колеблются в пределах от 1 до 2 (зима - лето) для двигателя и от 0,17 до 0,5 для трансмиссии. В расчетах принято k1= 1,5, k2= 0,33;
n1 – количество легковых автомобилей в зависимости от срока эксплуатации;
q1 и q2 – объемы заливочного масла в двигатель и трансмиссию соответственно, л.
Годовой объем отработанных масел от грузовых автомобилей определяется по формуле
Ат = k3 . n2 . q3 + k4 . n2 . q4, (4)
где k3 и k4 – коэффициенты сменности масла.
Более 80% грузовых автомобилей имеют срок эксплуатации более пяти лет, что приводит к повышенному расходу горюче-смазочных материалов. В связи с этим приняли в расчетах k3 = 1,5, k4 = 0,33
n2 – количество грузовых автомобилей в зависимости от срока эксплуатации;
q3 и q4 – объемы заливочного масла в двигатель и трансмиссию соответственно, л.
Годовой объем отработанных масел от автобусов определяется
Аа = k5 . n3 . q5 + k6 . n3 . q6, (5)
где k5 и k6 – коэффициенты сменности масла.
Эксплуатация автобусов производится в две смены в жестких городских условиях с частыми остановками и переключениями главного вала двигателя с одной угловой скорости на другую, что приводит к повышенному расходу горюче-смазочных материалов. В связи с этим приняли в расчетах k5 = 1,6, k6 = 0,35
n3 – количество автобусов в зависимости от срока эксплуатации;
q5 и q6 – объемы заливочного масла в двигатель и трансмиссию соответственно, л.
Объем вредных выбросов вследствие утечек, угара и испарения масла может быть выражена функцией
Ав =∑(ki .q1 + kj . q2), (6)
где ki – коэффициент дозаливки масла в двигатель;
kj – коэффициент дозаливки масла в трансмиссию;
q1 и q2 – объемы заливочного масла в двигатель и трансмиссию соответственно.
С 2000 года наблюдается существенное увеличение автомобилей в Кемеровской области. В связи с этим увеличился и годовой объем отработанного масла от автомобилей. В 2003 году он составил 708970 литров, что на 45,5% больше, чем в 2001 году.
Общее количество отработанного масла от автомобильного транспорта Кузбасса за 2005 год, определенно по выражению (1), более 7 млн. литров.
Предложенная методика определения количества отработанного масла, подлежащего регенерации, от легковых автомобилей, автобусов, грузовиков, обслуживающих города Кузбасса, позволяет прогнозировать процессы дальнейшего использования отработки.
Литература
1. Лотош В.Е. Переработка отходов природопользования/Урал.гос.ун-т путей сообщения. – Екатеринбург, 2002. – 463 с.
2. Краткий справочник автомобилиста. – СПб.: ООО «Издательство «Полигон», 2000. – 297 с.
3. Автомобильные масла, смазки, присадки: Справочное пособие. – М.: ООО «Издательство АСТ», 2000. – 360 с.