Значним резервом економії металу, палива та енергії є вторинне використання спрацьованих деталей, інших виробів і матеріалів, в тому числі зі списаних автомобілів. Головним і найбільш економічним напрямом вторинного використання спрацьованих деталей є відновлення їх початкової працездатності різними методами та способами реставрації. Більшість елементів і поверхонь деталей автомобілів взагалі не спрацьовуються або спрацьовуються незначно. Наприклад, понад 85% деталей вибраковують при спрацюванні окремих поверхонь до 0,05...0,3 мм, тобто при втратах маси, що становить незначні частки процента від маси самих деталей. Тому процес відновлення спрацьованих деталей автомобілів -- найбільш ефективний напрям залучення вторинних ресурсів до господарського обороту автопідприємств.
Одним із напрямів використання спрацьованих деталей є виготовлення з них інших деталей. У цьому випадку спрацьовані деталі є заготовками або сировиною і забезпечують раціональне використання металу та інших матеріалів. Це стосується неремонтнопридатних деталей (зруйнованих, з великими спрацюваннями) та ін. Характеристики металів, із яких виготовлені автомобільні деталі, не тільки відповідають вимогам до матеріалу нових виробів, але у більшості випадків за міцністю і твердістю переважають матеріал, що використовується у промисловості на їх виготовлення. Наприклад, зі спрацьованих півосей (матеріал -- високоміцні леговані сталі) виготовляють пальці та валики гальмових колодок, пальці ресор та амортизаторів, гайкові ключі та інші деталі типу вал або вісь. Спрацьовані шворні служать заготовками для виготовлення пальців ресор і амортизаторів, а клапани двигуна -- для виготовлення роликів муфти вільного ходу приводу стартера, слюсарних зубил тощо. Певна номенклатура спрацьованих і непридатних до відновлення деталей є сировиною для виготовлення нових деталей методом відливання (поршні, головки блока циліндрів та інші вироби із алюмінієвих сплавів, свинцеві відходи акумуляторних батарей, лом пластмас тощо). Великий резерв ресурсозбереження на автотранспорті -- використання спрацьованих деталей для виготовлення спеціального інструменту, пристосувань, оснащення, які застосовують при виконанні операцій технічного обслуговування та ремонту автомобілів. Автомобілі різних марок вимагають безлічі типорозмірів оснащення, яке промисловість не випускає і яке не входить до бортового комплекту автомобіля. Наприклад, зі спрацьованих деталей автобусів марки ЛАЗ та "Ікарус" можна виготовити понад 60 назв нових виробів. Зі спрацьованих пальців поршнів двигунів виготовляють накидні головки для гайок і болтів 20 типорозмірів.
Перспективним напрямом раціонального використання спрацьованих деталей є застосування їх як вторинної сировини для виготовлення товарів народного споживання. Утилізація (здача у брухт) спрацьованих і непридатних до використання деталей є заключним етапом життєвого циклу цього виду відходів. Однак і при здачі в металобрухт треба пам'ятати про можливість вилучення із утильних деталей цінних матеріалів. Наприклад, в одному утильному радіаторі системи охолодження двигуна залежно від марки автомобіля міститься 0,4...1,0 кг олов'яністого припою, який доцільно вилучати і використовувати замість первинного припою. Організація повного добування припою зі всіх утилізованих деталей, які містять його, дає змогу скоротити використання первинного припою для автопідприємств на 80...90%.
Відпрацьовані гази автомобільних двигунів як вторинні ресурси можна використовувати за трьома напрямами: джерела теплової енергії: носій компонентів (сажа та інші складові); джерела надлишкового тиску. Найширше використовують відпрацьовані гази як вторинний енергоресурс для підігрівання кузовів автомобілів-самоскидів при перевезенні вантажів, що змерзаються, у зимовий період; як пристрої-теплообмінники паливо подавальної апаратури газобалонних автомобілів; бортові підігрівачі дизельного палива; підігрівачі кабін, салонів і кузовів автомобілів; транспортні утилізатори для обігрівання кабін автомобілів, кузовів спец автомобілів; установки для гасіння локальних пожеж.
Одним із компонентів відпрацьованих газів дизельних двигунів є сажа. Невирішена технічна проблема дизельного двигуна -- виокремлення сажі з відпрацьованих газів. Двигун викидає в атмосферу 5... 15 кг сажі на тонну спалюваного дизельного палива, причому верхня межа відповідає автотранспортним дизелям. Двигун автомобіля КамАЗ-5511 викидає 0,189...0,233 кг/год або 3,15...3,88 г/км сажі при швидкості 60 км/год. За рік ці викиди при добовому пробігу 300 км становлять 118 кг або 4,74 м3сажі.
У світовій практиці спостерігається новий підхід до вирішення проблеми видалення сажі з відпрацьованих газів. При цьому сажу розглядають як вторинний продукт (технічний вуглець) і шукають способи вловлювання її з метою подальшого використання для потреб шинної промисловості. Створення промислових високоефективних фільтрів для вловлювання дисперсних частинок з відпрацьованих газів дизелів сприятиме вирішенню найважливішого завдання -- зниженню викиду токсичних речовин і вловлюванню сажі.
Двигун автомобіля за своєю конструкцією є також компресором, внаслідок чого відпрацьовані гази на виході з циліндрів при такті випуску мають надмірний тиск, тобто є джерелом енергії. Цю їх властивість можна використати в конструкціях різних пневматичних підіймачів, зокрема платформ вантажних бортових автомобілів. Регенерація відпрацьованих масел є основним напрямом їх рециркуляції, бо дає значну економію сировинної нафти -- не відновлюваного природного ресурсу. Одним із напрямів повторного використання відпрацьованих нафтових масел є виготовлення на їх основі антикорозійних препаратів для захисту деталей автомобілів. Велике економічне та екологічне значення має раціональна організація на автопідприємствах збору, зберігання та повторного використання відпрацьованих нафтопродуктів.
Інтенсивний розвиток автотранспорту призводить до надмірного забруднення навколишнього середовища спрацьованими автомобільними покришками. Щорічно в країні виходить з експлуатації близько 60 млн. покришок, 50% яких не використовуються для вторинної обробки. До традиційних способів переробки відпрацьованих автопокришок належать відновлення накладанням нового протектора, регенерація гуми, подрібнення покришок з подальшим використанням кришки для виготовлення різних виробів. За кордоном і в Україні нагромаджений певний досвід використання спрацьованих покришок в цілому вигляді. Довговічність покришки у воді становить 1500-2000 років, в атмосфері -- 50-60 років. їх широко застосовують у спорудах для захисту узбереж морів та рік від ерозії, штучних берегів водосховищ, водорізів, дамб. Покришки невеликих діаметрів застосовують в конструкції стрічкових транспортерів замість несучих металевих роликів. Здатність покришок зм'якшувати удари використовують при швартуванні, як основу їх застосовують при розвантаженні вантажів або у вигляді фундаменту для кріплення установок, що створюють вібрацію під час роботи. З покришок створюють бар'єри та огорожі автомобільних доріг, їх застосовують при будівництві аеродромів, злітних майданчиків. Ефективним вирішенням є використання утильних покришок у вигляді будівельних блоків для стін гаражів, майстерень, складів тощо. Армовані металокордом спрацьовані покришки використовують як паливо в обертових цементних печах. Теплотворна здатність покришок становить 30...35 мДЖ (8600 ккал/кг) проти 27...30 мДж (7300 ккал/кг) вугілля. Головним недоліком переробки спалюванням є ліквідація хімічно цінних речовин і негативний вплив на навколишнє середовище. Перелічені можливості вторинного використання утилізованих покришок в цілому вигляді не можуть бути визнані задовільними, бо в період зростаючого дефіциту та подорожчання енергії, особливого значення набувають способи отримання з покришок сировини та енергетичних ресурсів. Тому актуальним завданням є переробка покришок. Вона передбачає термічний і каталічний крекінг і пірол із, регенерацію, подрібнення, розкладання гуми під дією кисню, водню та інших хімічних реагентів.
7. Очищення води та повторне її використання
На автопідприємствах при експлуатації одного автомобіля утворюється в середньому 700... 1200 л забрудненої води за добу. Вона містить 800...3000 мг/л завислих речовин, 50...900 мг/л нафтопродуктів, ОДО... 15 мг/л тетраетил свинцю. Скидання у водойми або каналізацію рідин, які містять тетраетил свинець, абсолютно недопустиме, бо наявність 1 мг/л тетраетил свинцю у воді повністю вбиває все живе в навколишньому водному середовищі. За санітарними нормами в стічній воді допускається не більше 0,25...0,75 мг/л завислих речовин і 0,05...0,3 мг/л нафтопродуктів. В Україні нагромаджений багатий досвід з конструювання водоочисних сантехнічних і технологічних установок та організації реагентного очисного господарства.
Щоб вибрати метод хімічної обробки води та конструкції водоочисних сантехнічних установок, попередньо визначають забрудненість води тетраетил свинцем (ТЕС), потім кислотність, лужність рідини, необхідність нейтралізації, склад і концентрацію домішок. Остаточний метод очищення визначають залежно від конкретних умов експлуатації автомобілів. Сьогодні відомо більше 15 методів очищення забруднених вод від тетраетил свинцю. Розглянемо деякі з них. Тривале зберігання (20-30 днів) забрудненої води у відкритих водоймах -- найпростіший метод, який дає 100%-й ефект очищення води та руйнування ТЕС. При цьому глибина шару води у водоймі, що очищується, не повинна перевищувати 3 м, обвалування і дно водойми забезпечують антифільтраційним покриттям.
Метод озонування -- один із найпоширеніших. Вітчизняні заводи з цією метою випускають трубчасті озонатори (ПО = 2, ПО = 3, ПО = 5 та ін.) продуктивністю від 250 до 1000 г озону на годину. Такі установки за добу можуть очистити 100... 1000 м3 забрудненої води, що повністю відповідає витратам сучасних автопідприємств. Цей метод забезпечує високу якість очищення і повторне використання води. Скидання у водойми очищеної води зберігає життєдіяльність фауни та флори.
Флотаційний метод широко застосовують для очищення від завислих речовин і замутнених нафто насиченими сумішами мийно-стічних вод. Він ґрунтується на коагулюванні забруднених рідин з емульсованим повітрям і додаванням хімічних речовин-коагулянтів (залізний купорос, сірчанокислий амоній, хлористе залізо та ін.), які пришвидшують осідання домішок. Для підлуговування води додають вапно.
При проектуванні нових і реконструюванні діючих автопідприємств закладають очисні сантехнічні споруди механізованого миття автомобілів з гідроелеваторними та гідро циклонними установками і зворотним водопостачанням та частковою коагуляцією стоків. Принципова схема таких споруд зображена на рис. 7. 1 і 7.2. Забруднена вода після миття автомобілів надходить у приймальну камеру -- брудоуловлювач, де відбувається випадання найбільших частинок і змішування з коагулянтом. З брудоуловлювача вода надходить у брудовідстійник, де випадають в осад найдрібніші завислі частинки і починається збирання нафтопродуктів саморегулюючими лотками бензо-, маслоуловлювачів. Завершується збирання нафтопродуктів у камері бензо-, маслоуловлювача після проходження пластинчастих контейнерів. Відстояна вода потрапляє в камеру об'ємом приблизно 26...38 м3, звідки насосами по зворотній системі трубопроводів подається на миття автомобілів для повторного використання. Поповнення зворотної системи водопостачання свіжою водою становить близько 10% загальних витрат. Гідроелеватори захоплюють осад із брудовловлювача, пропускають пульпу через гідроциклони, де відбувається зневоднення осаду до 30...60% вологості. Досвід експлуатації таких установок свідчить, що вони сприяють зменшенню у 10-15 разів потреби у свіжій воді.
Рис. 7.1. Водоочисна установка для повторного використання води:
І -- приймальна камера; ІІ -- брудовідстійник; III -- бензомасловловлювач; IV -- камера доочищення 1 -- уловлювач; 2 -- подавальна труба; 3 -- труба до елеватора; 4 -- гідроциклони; 5 -- труби до гідроциклонів; 6 -- бак дозатора коагулянта; 7 -- масловивідна труба; 8 -- лоток; 9 -- водовідвідна труба; 10, 15 -- перегородки; 11 -- фільтр; 12 -- шланг; 13 -- пластинчастий конвеєр; 14, 16 -- гідроелеватори
Все більш поширеним стає очищення стічних вод у системах зворотного водопостачання мийних установок зон чи постів щоденного(щозмінного) обслуговування шляхом заміни традиційних реагентів однокомпонентним коагулянтом, який отримують з відходів хіміко-фармацевтичної та анілінофарбової промисловості. В якості такого коагулянту використовують гідроксохлориди амонію (ГОХА), які можна вводити у стічні води безпосередньо через відстійники очисних споруд після незначних конструктивних удосконалень. Після оброблення ГОХА в умовах інтенсивного перемішування спостерігається швидке утворення пластівців та інтенсивне осідання коагульованої суміші. В статичних умовах осідання закінчується через 20...30 хв. залежно від дози коагулянту і його властивостей. Оптимальні дози коагулянту А12О3 становлять 50... 10 мг на 2 м3 стічної води. Ступінь очищення стічних вод -- 95...99,5%. Вартість ГОХА, що виготовляється з відходів виробництва, в 2-3 разу нижча вартості традиційних коагулянтів (солей полівалентних металів, солей алюмінію або заліза,сульфату алюмінію у сполуці з поліакриламідом), що застосовуються.
Заслуговують особливої уваги різні малогабаритні автоматизовані очисні установки, виконані у вигляді одного блока (рис. 7. 3). Практика їх експлуатації свідчить про доцільність ширшого використання установок, які ґрунтуються на фізико-хімічному (реагентному) методі очищення із застосуванням коагулянтів. Стічна вода потрапляє в попередню камеру /, обладнану двома фільтрами грубого очищення з розміром комірки 0,7 мм, де відбувається частковий розподіл нафтопродуктів і великих домішок. Масла збираються в камері 1, а потім перекачуються в маслозбірник, а нафтопродукти у вигляді завислих частинок надходять разом з залишковими водами в реактор 2. Там вони поєднуються з необхідною дозою коагулянту, витісненого стисненим повітрям з місткості 3, і залишаються в стані спокою до відокремлення домішок від очищеної фракції. Місткість З є порційною і щоразу вміщує рівно стільки коагулянту, скільки необхідно для очищення об'єму стоків, що знаходиться в реакторі 2. Після розподілу шлам, що осів на дно, надходить у шламозбірник, а очищена фракція -- на повторне використання.
Рис. 7.2. Схема установки для очищення стічних вод:
1 -- камера попереднього очищення; 2 -- реактор; 3 -- електролізер для отримання коагулянту; 4 -- джерело постійного струму
Застосовуються й інші конструкції установки, де місткість 3 є електролізером з пластинчастими алюмінієвими або сталевими електродами. В електролізері, оснащеному джерелом постійного струму 4 (випрямлячем для підзарядку акумуляторних батарей), відбувається напрацювання коагулянту із 5-7% розчину кухонної солі. Час електролізу залежить від необхідної дози коагулянту та визначається експериментально під час пусконалагоджування.
Для тих випадків, коли стоки містять додаткові домішки, які потребують обробки стічних вод дезінфектантами, матеріалом однієї з пластин електролізера, підключених до позитивної клеми випрямляча, є графіт. Газоподібний хлор, що виділяється під час напрацювання коагулянту, із герметично закупореного електролізера 3 пропускається через стоки в реакторі 2, а потім гіпохлор або коагулянт подається в камеру реакції. Відокремлення домішок від чистої фракції відбувається негайно, і домішки піднімаються у верхню частину реактора. Простота конструкції таких установок дає змогу встановлювати їх безпосередньо на автопідприємствах. Реагенти, які використовуються, дешеві та недефіцитні, тому ці установки є доступними навіть для невеликих автопідприємств. Ефективними та раціональними очисними спорудами, які застосовуються на автопідприємствах при очищенні стічних вод нафтопродуктів і завислих частин для повторного використання очищеної води, є очисні споруди з безнапірними гідроциклонами. Такі очисні споруди забезпечують добру якість очищення стічних вод від нафтопродуктів. Менш ефективним є очищення стічних вод від завислих частинок, тому такі очисні споруди вимагають удосконалення.
Розглянемо очисні споруди, зображені на рис. 7. 3. Забруднена вода після миття автомобіля потрапляє в канаву.
Рис. 7.3. Схеми очисних споруд: 1 -- приймальний резервуар; 2 -- насос; 3 -- компресор;4 -- відстійник-погасник; 5 -- відстійник першого ступеня; 6 -- відстійник другого ступеня; 7 -- насос; 8 -- фільтр першого ступеня; 9 -- касетний фільтр; 10 -- резервуар для чистої води; 11 -- насос подачі води
В її заглибленні є приямок з металевим бункером (кюбель) для збирання щебеню, скла, металевих предметів. Кюбель зі сміттям в міру його нагромадження вивозить автонавантажувач. Вода самопливом через ґратки потрапляє у резервуар 1. При заповненні його вмикається барботер (на 4-5хв) і насос 2, який перекачує брудну воду у вертикальний відстійник -погасник 4. Далі по переливних трубах вода надходить у відстійники першого 5 і другого 6 ступенів. Нафтопродукти, що накопичуються у верхній частині відстійника 6, скидаються через перегородку у накопичувальний бак. При максимальному заповненні відстійника 6 вмикається насос 7, який перекачує воду у фільтр першого ступеня 8. Потім вона самопливом через касетний фільтр (вторинне очищення від завислих частинок) потрапляє в резервуар для чистої води 10. З цього резервуара при необхідності воду подають насосом 11 па. миття автомобілів або для регенерації фільтра першого ступеня 8. В зимовий період воду в резервуарі підігрівають парою або іншим теплоносієм до температури 18°С. В міру заповнення конічних частин відстійників відкриваються клапани, і осад стікає в баки. Потім клапани закриваються, а осад стисненим повітрям, отриманим за допомогою компресора 3, переміщується трубами в бункер, з якого вивантажується в платформу кузова автомобіля-самоскида. Пневматична система очищення відстійників має достатньо високу продуктивність: за 15...25 с в бункер переміщується 1 т осаду. Експлуатація таких очисних споруд в автопідприємствах засвідчила їх високу ефективність і надійність у роботі. Практично можна уникнути шкідливих викидів у навколишнє середовище. Вміст завислих частинок у воді зменшується з 3000 мг/л до 15...40 мг/л і нафтопродуктів з 900 мг/л до 3...10 мг/л відповідно.
Сьогодні для очищення води після миття автомобілів застосовують спеціальні сепаратори. Вони можуть мати будь-яку пропускну здатність, не потребують великих виробничих площ, спрощують очищення установки від шлаку. Екологічна чистота автотранспорту значною мірою залежить від професійної майстерності та культури водіїв автомобілів. Тому кожний водій повинен добре знати і постійно пам'ятати про можливі рівні викидів токсичних речовин внаслідок порушення технічної експлуатації автомобілів.
Найважливішим завданням працівників автомобільного транспорту слід вважати впровадження таких методів експлуатації рухомого складу, які б забезпечували зменшення шкідливих викидів токсичних речовин та рівнів шумового забруднення навколишнього середовища.
8. Норми витрат палива
1. Для легкових автомобілів нормоване значення витрат палива розраховують за таким співвідношенням:
Вн = 0,01 Нл П (1+0,01-Д), л,
де Вн -- нормативні витрати палива, л; Нл -- базова лінійна норма витрат палива на пробіг автомобіля, л/100 км; П -- пробіг автомобіля, км; Д -- поправковий коефіцієнт (сумарна відносна надбавка або зниження до норми, %).
Наприклад, за дорожнім листом легковий автомобіль-таксі ГАЗ-24-10, що працював у гірській місцевості на висоті 500...1500 м, здійснив пробіг 245 км.
Вихідні дані: базова лінійна норма для легкового автомобіля ГАЗ-24-10 становить Н - 13,0/100 км; надбавка за роботу в гірській місцевості на висоті над рівнем моря від 500 до 1500 м становить Д = 5%.
Нормативні витрати палива:
Вн - 0,01 Нл П (1+0,01-Д) = 0,0113,0-245 (1+0,01-5) - 33,4 л.
2. Для автобусів нормоване значення витрат палива визначають так, як і для легкових автомобілів. Але у випадку використання на автобусі в зимовий період штатних незалежних нагрівачів витрати палива на роботу нагрівача враховують у загальних нормованих витратах палива таким чином:
Ви - 0,01 Нл П-(1+0,01Д)+НобЧ,
де Вн -- нормативні витрати палива, л; Ня -- базова лінійна норма витрат палива на пробіг автобуса, л/100 км або м3/100 км; П -- пробіг автомобіля, км; Ноб , -- норма витрат палива на роботу нагрівача або нагрівачів, л/г; Ч -- час роботи автобуса з увімкненим нагрівачем, год; Д -- поправковий коефіцієнт (сумарна відносна надбавка або знижка до норми, %).
Наприклад, за маршрутним листом міський автобус ЛАЗ-42021 працював у місті в зимовий період з використанням штатного обігрівача салону П-148105, здійснив пробіг 165 км, працюючи на лінії 8 год.
Вихідні дані: базова лінійна норма на пробіг для міського автобуса ЛАЗ-42021 становить Нл = 35 л/100 км; надбавка за роботу в зимовий період Д = 8%.
Норма витрат палива на роботу обігрівача П = 148105, Но6= = 2,5 л.
Нормативні витрати палива:
вн = 0,01? Нл ?П(1+0,01?д)+ноб?ч = 0,01?35 165(1+0,01?8)+2,5?8 = 82,4 л.
Перелік використаної літератури
1. Кисликов В.Ф., Лущик В.В Будова й експлуатація автомобілів. К.: Либідь, 2006.
2. Костів І.Ф. Експлуатація автомобільного транспорту Львів: Світ, 2004
