Совершенствование технической эксплуатации газобаллонных автомобилей путем обеспечения возможности слива газа



Pdf просмотр
страница1/8
Дата11.02.2017
Размер7.76 Mb.
Просмотров1073
Скачиваний0
  1   2   3   4   5   6   7   8
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)» На правах рукописи



РАЕНБАГИНА ЭЛЬМИРА РАШИДОВНА


СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПУТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ВОЗМОЖНОСТИ СЛИВА ГАЗА

Специальность 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Певнев Н.Г.

Омск – 2014

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5 1 АНАЛИЗ ПРАКТИКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ .................. 6 1.1 Физико-химические свойства сжиженного углеводородного газа как моторного топлива и перспективы его использования на автомобильном транспорте ................................................................................................................... 11 1.2 Этапы и тенденции развития газобаллонных автомобилей ............................ 19 1.3 Современные требования нормативно-правовой базы технической эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном углеводородном газе .................................................................................................. 25 1.4 Проблемы технической эксплуатации газобаллонных автомобилей ............. 32 1.5 Выводы по первой главе ...................................................................................... 40 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ................................... 42 2.1 Технологические процессы технической эксплуатации газобаллонных автомобилей ................................................................................................................ 42 2.2 Технологический процесс слива сжиженного углеводородного газа ............ 51 2.3 Рекомендуемый вариант модернизированной системы питания двигателя газобаллонного автомобиля, с целью обеспечения слива сжиженного углеводородного газа из автомобильного газового баллона ................................. 52 2.4 Рекомендуемые варианты технологических схем постов слива сжиженного углеводородного газа на автогазозаправочной станции и автотранспортном предприятии ................................................................................................................ 55 2.4.1 Пост слива сжиженного углеводородного газа на автогазозаправочной станции ..................................................................................................................... 55 2.4.2 Пост слива сжиженного углеводородного газа на автотранспортном предприятии ............................................................................................................. 58 2.5 Исследование параметров состояния сжиженного углеводородного газа .... 63 2.6 Математическая модель технологического процесса слива сжиженного углеводородного газа из автомобильного газового баллона ................................. 73

3 2.7 Алгоритм определения параметров технологического процесса слива сжиженного углеводородного газа из автомобильного газового баллона. 79 2.7.1 Закономерности влияния параметров состояния газа и конструктивных параметров магистрали слива на параметры технологического процесса слива ................................................................................................................................... 84 2.8 Выводы по второй главе ...................................................................................... 86 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЛИВА СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА ИЗ АВТОМОБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО БАЛЛОНА ......................................................................................................................................... 88 3.1 Объект экспериментальных исследований ....................................................... 89 3.2 Применяемая измерительная аппаратура и определение погрешности измерений .................................................................................................................... 90 3.3 Методика испытаний ........................................................................................... 98 3.4 Результаты испытаний ......................................................................................... 99 3.5 Обработка результатов экспериментальных испытаний ............................... 102 3.6 Оценка сходимости теоретических результатов с результатами экспериментальных исследований ......................................................................... 106 3.7 Выводы по третьей главе .................................................................................. 108 4 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ГАЗОБАЛЛОННЫМ АВТОМОБИЛЯМ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ В СООТВЕТСТВИЕ С ТРЕБОВАНИЯМИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ..................................... 109 4.1 Рекомендуемые дополнения в действующую нормативно-техническую документацию с учетом разработанного комплекса технических решений по обеспечению слива сжиженного углеводородного газа из автомобильного газового баллона ....................................................................................................... 109 4.1.1 Рекомендуемые дополнения в ОСТ 37.001.653-99 ................................... 111 4.1.2 Рекомендуемые дополнения в ТУ 152-12-008-99 ..................................... 114 4.1.3 Рекомендуемые дополнения в РД 3112194-1098-03................................. 115 4.1.4 Рекомендуемые дополнения в РД 3112199-1094-03................................. 117 4.2 Выводы по четвертой главе .............................................................................. 118

4 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕЗОПАСНОГО СЛИВА СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА ИЗ АВТОМОБИЛЬНЫХ ГАЗОВЫХ БАЛЛОНОВ ....................................................... 120 5.1 Методика определения экономического эффекта от внедрения комплекса технических решений по обеспечению безопасного слива сжиженного углеводородного газа ............................................................................................... 120 5.2 Определение объема несанкционированно сливаемого сжиженного углеводородного газа из автомобильных газовых баллонов в атмосферу ........ 127 5.3 Определение экономического ущерба окружающей среде от несанкционированного слива сжиженного углеводородного газа из автомобильных газовых баллонов в атмосферу ................................................... 130 5.4 Выводы по пятой главе ...................................................................................... ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .............................. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... ПРИЛОЖЕНИЯ

5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Сжиженные углеводородные газы
(СУГ) повсеместно используются как бытовое и технологическое топливо, атак- же применяются в качестве топлива для автомобильного транспорта [55, 135, 136,
138]. Все большая доля автомобилей переводится на СУГ, так как при прочих равных условиях газ является экономически более выгодным топливом [8]. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 мая 2013 гр разработан комплекс мер, обеспечивающий повышение уровня использования газомоторного топлива на общественном автомобильном транспорте и транспорте дорожно-коммунальных служб в городах с численностью населения более 1 млн. человек до 50 % общего количества техники. Перечнем поручений Президента РФ от 14 мая 2013 г. предусмотрены комплексный план расширения использования газа в качестве моторного топлива, включающий внедрение и эксплуатацию техники, работающей на газомоторном топливе, а также внесение изменений в нормативно-правовую базу, регулирующую требования к объектам, предназначенным для производства, хранения и использования газомоторного топлива. В процессе технического обслуживания газобаллонных автомобилей (ГБА) приходится выполнять ряд специфических операций, указанных в нормативном документе РД 03112194-1094-03, к которым относится слив сжиженного газа из автомобильных газовых баллонов [98]. Слив сжиженного газа из автомобильных баллонов разрешается производить только на посту слива СУГ для исключения загрязнения окружающей среды и скопления взрывоопасных газовых облаков в низинах и ямах. Анализируя современные конструкции газобаллонного оборудования (ГБО) совместно с автомобильными газовыми баллонами сих запорно- предохранительной арматурой (ЗПА) было выявлено, что осуществить слив газа из автомобильного газового баллона, оборудованного мультиклапаном, и смонтированной системы питания невозможно. Это приводит к нарушению технологи-

6 ческого процесса технической эксплуатации ГБА и отрицательно влияет на экологическую обстановку, а также может явиться причиной взрыва и повлечь материальные убытки и человеческие жертвы. Следовательно, исследование вопросов совершенствования технологических процессов технической эксплуатации ГБА и конструкции двухтопливной системы питания для обеспечения возможности слива СУГ из автомобильного газового баллона является острой и крайне актуальной проблемой. Настоящее диссертационное исследование определяется требованиями паспорта научной специальности 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта п. 18 – Применение альтернативных топлив
и энергий на автомобильном
транспорте, их влияние на перевозочный процесс и техническую эксплуата-
цию.
Степень разработанности темы исследования. Проблемами вопросам использования СУГ в качестве моторного топлива посвятили свои работы такие известные ученые, как Генкин К.И., Самоль Г.И., Гольдблат И.И., Рачевский Б.С.,
Патрахальцев Н.Н., Ерохов В.И., Пронин Е.Н., Ким А.А., Певнев Н.Г., Бондаренко
Е.В., Лукшо В.Н., Панов Ю.В., Гжегож Яжиньски, Питер Бойзен и др. Среди этих работ вопрос выполнения нормативных требований при технической эксплуатации ГБА затрагивался только в докторской диссертации Певнева Н.Г. Таким образом, существующие научные положения определяют дальнейшее направление развития исследований в области технической эксплуатации газобаллонных автомобилей.
Целью диссертационного исследования является совершенствование конструкции системы питания и технологических процессов технической эксплуатации ГБА для обеспечения возможности слива СУГ из автомобильных газовых баллонов. Достижение поставленной цели потребовало решения взаимообусловленных и взаимосвязанных задач:

7 Исследовать возможность слива СУГ из систем питания газобаллонных автомобилей, укомплектованных автомобильными газовыми баллонами, оборудованными различной ЗПА. Разработать комплекс взаимосвязанных технических решений, включающий модернизированную систему питания и посты слива для обеспечения возможности слива СУГ из автомобильного газового баллона. Разработать математическую модель, позволяющую определять взаимосвязь параметров технологического процесса слива СУГ от параметров состояния СУГ и конструктивных параметров магистрали слива СУГ. Установить закономерности изменения параметров технологического процесса слива СУГ от параметров состояния СУГ и конструктивных параметров магистрали слива СУГ, а также подтвердить результаты теоретических исследований путем проведения экспериментов. Разработать дополнения в нормативно-техническую документацию для проектирования ГБО, переоборудования и эксплуатации ГБА, работающих на
СУГ, на основании полученных результатов исследований. Определить ущерб окружающей среде от несанкционированного слива СУГ и предложить методику расчета экономического эффекта от внедрения комплекса взаимосвязанных технических решений по обеспечению слива СУГ.
Объектом исследования является система питания газобаллонного автомобиля, укомплектованного автомобильным газовым баллоном с мульти- клапаном.
Предметом исследования являются процессы, протекающие при сливе
СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном.
Научная новизна

разработан комплекс взаимосвязанных технических решений по обеспечению безопасного слива СУГ из автомобильного газового баллона при технической эксплуатации ГБА; разработана математическая модель технологического процесса слива
СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном;

8 установлена закономерность влияния параметров состояния СУГ на параметры технологического процесса слива СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном; установлена закономерность влияния конструктивных параметров магистрали слива СУГ на параметры технологического процесса слива СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном.
Теоретическая и практическая значимость работы: Результаты исследований могут быть использованы при разработке нормативно-технической документации по проектированию ГБО, переоборудованию и эксплуатации ГБА; при проектировании постов слива СУГ на АТП и АГЗС; при расчете экономического эффекта от внедрения постов слива СУГ; высшими учебными заведениями в учебном процессе при подготовке аспирантов, магистрантов, специалистов и бакалавров.
Методология и методы исследования основываются на теории технической эксплуатации автомобилей, теории термодинамики, гидродинамики, теории вероятности и математической статистики. В качестве приемов исследований используются методы прямого эксперимента, математический анализ, моделирование, корреляционно-регрессионный анализ, методы прогнозирования, наблюдения, измерения и сравнения.
Положения, выносимые на защиту

комплекс взаимосвязанных технических решений, обеспечивающий безопасную техническую эксплуатацию ГБА; математическая модель технологического процесса слива СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном; закономерность влияния параметров состояния СУГ на параметры технологического процесса слива СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном;

9 закономерность влияния конструктивных параметров магистрали слива СУГ на параметры технологического процесса слива СУГ из автомобильного газового баллона с мультиклапаном.
Степень достоверности исследований подтверждается: достаточным числом наблюдений исследуемых параметров корректностью применения апробированного математического аппарата теории вероятности и математической статистики, корреляционно- регрессионного анализа оценками сходимости расчетного времени слива жидкой фазы СУГ из автомобильного газового баллона с экспериментальными данными.
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на й научно-технической конференции Си- бАДИ (Омск, 2008 г, IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования (Омск, 2009 г, на й научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ» Омск, 2009 г, V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования Омск, 2010 г, й научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ» в рамках юбилейного международного конгресса «Креативные подходы в образовательной, научной и производственной деятельности, посвященного 80-летию академии Омск, 2010 г, на й Всероссийской научно-технической конференции ФГБОУ
ВПО «СибАДИ» Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования основа модернизации и инновационного развития архитектурно- строительного и дорожно-транспортного комплексов России (Омск, 2011 г, на й Международной научно-практической конференции Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России (Омск, 2012 г, на Тюменском международном инновационном

10 форуме «НЕФТЬГАЗТЭК» (Тюмень, 2013 г, на международном конгрессе Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации (Омск, 2013 г.
Реализация результатов работы. Разработанный пост слива СУГ на АТП и модернизированная система питания двигателя ГБА внедрены на предприятиях г. Омска, что подтверждается актами внедрения. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «СибАДИ» при подготовке аспирантов, магистрантов, специалистов и бакалавров.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 статьях, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК
Минобрнауки РФ. Получены 2 патента на полезную модель РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (145 наименований, 10 приложений (29 страниц. Объём диссертации составляет 179 страниц (в том числе 30 таблиц и 49 иллюстраций.

11
1 АНАЛИЗ ПРАКТИКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
1.1 Физико-химические свойства сжиженного углеводородного газа как моторного топлива и перспективы его использования на автомобильном транспорте Сжиженный углеводородный газ получают как побочный продукт при деструктивной переработке нефти (≈30% от выхода бензина, газового конденсата или попутного нефтяного газа [22, 38, 81, 115]. К сжиженным газам относятся такие, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при температуре окружающей среды и сравнительно небольших избыточных давлениях [50]. Сжиженные нефтяные пропан-бутановые газы не имеют запаха, бесцветные, неядовиты, тяжелее воздуха, в жидком виде обладают большим коэффициентом объемного расширения, кипят при низких температурах, что может вызвать местное обморожение тела при попадании на него паровой или жидкой фазы газа [22]. Чтобы ощутить наличие газа в воздухе, ему придается специфический запах [39]. Для этой цели используют вещества, называемые одорантами. В качестве одоранта широко применяют этилмеркаптан

2
Н
2
СН
4
). На 100 л сжиженного газа добавляют приблизительно 2,5 г одоранта. При таком количестве одоранта можно по запаху определить 0,4-0,5% газа ввоз- духе. Указанная концентрация невзрывоопасна, так как составляет всего 20% от нижнего предела воспламеняемости. Сжиженные газы должны удовлетворять следующим требованиям
- иметь стабильный компонентный состав в условиях эксплуатации
- обеспечивать избыточное давление насыщенных паров от 0,16 до 1,6 МПа в интервале температур от плюс 45 до минус 20 Сне иметь неиспаряющегося осадка при испарении и редуцировании в автомобильной газовой аппаратуре. Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показал, что наилучшие показатели газобаллонных автомобилей, и прежде

12 всего экологические, могут быть получены только при строгой регламентации компонентного состава СУГ, используемого в качестве моторного топлива [28,
30, 31] (таблица 1.1). Основными компонентами СУГ являются пропан С
3
Н
8
, бутан С
4
Н
10
, бутан С
4
Н
10
, в незначительных количествах пропилен С
3
Н
6
, бутилены С
4
Н
8
, этан
С
2
Н
6
и этилен C
2
H
4
[20]. Таблица 1.1 – Компонентный состав СУГ по ГОСТ Р 52087-2003 [22] Массовые доли компонентов
ПТ ПА
ПБА
ПБТ
БТ Сумма метана, этана и этилена Не нормируется Сумма пропана и пропилена, не менее
75
-
- Не нормируется В том числе пропана
-
85±10 50±10
-
- Сумма бутанов и бутиленов: Не нормируется
-
- не более
-
-
-
60
- не менее
-
-
-
-
60 Сумма непредельных углеводородов, не более
-
6 6
-
- Примеси в СУГ масла, тяжелых остатков и одоранта адсорбируются на резинотехнических изделиях ГБО, в глушителе, значительно повышая их местную концентрацию, образуя дурнопахнущие осадки. По этой и ряду других причин некоторые страны отказались от использования одорантов в СУГ, применяемых в качестве моторных топлив [120]. Основные компоненты СУГ кипят при низких температурах, поэтому при нормальной температуре и атмосферном давлении они могут находиться только в паровой (газовой) фазе. Для хранения СУГ в жидком виде необходимо повышать давление. Оно зависит от температуры окружающей среды. Чем выше температура, тем больше должно быть давление для сохранения газа в жидкой фазе. Наиболее характерные физико-химические свойства основных компонентов СУГ в сравнении с бензином приведены в таблице 1.2 [12, 100].

13 Таблица 1.2 – Основные физико-химические свойства компонентов СУГ в сравнении с бензином Свойства компонентов Пропан Бутан Бензин Плотность, г/см
3
: жидкой фазы при 15 Си атмосферном давлении плотность газовой фазы относительная плотность воздуха равна 1)
0,509 1,56

0,582 2,091

0,720 3,94(4,0)
Температура кипения, С, при атмосферном давлении
-42,1
-0,5 35,0 Объем паров при испарении л жидкости, м
0,209 0,235 0,148 Низшая теплота сгорания, ккал/кг
10972 10845 10500 Количество газа в смеси, соответствующее нижнему пределу воспламеняемости, в % по объему
2,4 1,8 1,5 Количество газа в смеси, соответствующее верхнему пределу воспламеняемости, в % по объему
9,5 8,4 6,0 Газовое топливо имеет более благоприятное, чем бензин, соотношение Си Н. Углеродное число у современных бензинов составляет около 6, ау СУГ оно равно 4,9 (у ПГ – 2,98). Более высокое содержание в газовом топливе водорода обеспечивает и более полное его сгорание в цилиндрах двигателя [24]. Элементарный состав СУГ относят к числу наиболее важных оценочных параметров газа. Он позволяет судить о качестве газомоторного топлива. Свойства смесей сжиженных газов определяются по параметрам входящих в смесь отдельных компонентов (углеводородов. Несмотря на актуальность применения сжиженного газа, следует отметить и его недостатки. Прежде всего, его пары вызывают удушье при вдыхании, так как они тяжелее воздуха и вытесняют кислород воздуха [113]. Жидкая фаза, попадая на окружающие предметы, в том числе на незащищенную кожу человека, и интенсивно испаряясь, охлаждает их и может привести к обморожению [19, 109]. По

14 характеру воздействия обморожение напоминает ожог. При сильном обморожении образуются пузыри, которые лопаются, заживление ран продолжается длительное время. Обморожение значительных поверхностей опасно для жизни. Кроме того, он взрывоопасен, так как испаряется при низких температурах. Его пары с воздухом образуют взрывоопасные смеси, обладают плотностью большей, чем плотность воздуха, и могут скапливаться в низких и непроветриваемых местах. Сжиженные газы по ГОСТ 12.1.007 включены в й класс вредных токсических веществ как малоопасные [79]. Благодаря идентичности строения молекул углеводородов (пропан-бутан), их смеси по ряду свойств подчиняются правилу аддитивности, те. параметры смеси пропорциональны параметрам входящих в смесь компонентов с учетом их объемной концентрации в смеси. Проблема перехода автотранспорта на альтернативные виды моторного топлива приобретает все большую актуальность [25, 125, 128]. Сегодня достаточно полно освоено применение в качестве моторного топлива сжиженных углеводородных газов (пропана и пропан-бутановых смесей, компримированного (КПГ) и сжиженного природного газов (СПГ). На долю автомобильного транспорта приходится около девяти процентов общемирового потребления СУГ (18-20 млн. т)
[47]. Мировой экономический кризис в конце 2008 г. способствовал изменениям на газомоторном рынке в лучшую сторону. К началу 2010 года мировой парк автомобилей, работающих на природном газе, вырос на 14 процентов, на пропан- бутановой смеси – на 9 процентов [23, 68] (рисунок 1.1).

15 Рисунок 1.1 – Мировой парк машин на газовых видах моторного топлива Почти все мировые производители разрабатывают модели автомобилей для использования газомоторного топлива. Гамма заводских ГБА выросла в 2009 г. до
188 моделей, это более 110 легковых, грузовые и автобусы [40]. В Европе в продаже, моделей потребляющих газомоторное топливо [85]. И эта тенденция будет расти, чему помогает и глобальный кризис, так как на первое место выходит экономика Дешевле топливо - дешевле эксплуатация. АЗС трансформируются в многотопливные, следовательно, общее количество заправок газобаллонных автомобилей увеличивается [1, 36, 37]. Залет мировое потребление СУГ выросло со 150 миллионов тонн в 1990 году до 240 миллионов тонн в 2010 году. Основной прирост пришёлся на долю стран Азиатско-Тихоокеанского региона — с 16-17 до 30-35% в общемировой

16 структуре потребления. В тоже время в странах, с давно развитой инфраструктурой, во всех секторах использования СУГ (США, Западная Европа, Аргентина) потребление остаётся практически стабильным [82, 116, 134, 137, 142, 144]. Мировой спрос на СУГ продолжает расти. Ожидается, что кг. мировое потребление СУГ достигнет 300 млн. т в год [53, 68] (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Доля в мировом балансе газовых альтернативных видов моторного топлива Внедрение газа на транспорте во многих странах – США, Канаде, Новой Зеландии, Австралии, Италии и других – также происходит с помощью эффективной кредитной и льготной налоговой политики. Владелец автомобиля (или авто- предприятие) имеет право на льготный целевой кредит на год. За это время он может полностью окупить затраты на установку и эксплуатацию газобаллонной аппаратуры, а потом экономить на разнице цен бензина и газа (рисунок 1.3). Для автомобилей, где используется газ, предусмотрены меньшие налоги. И государство от этого не внакладе – разница компенсируется снижением затратна здравоохранение и защиту окружающей среды. В Стране восходящего солнца все такси заправляются этим экологичным видом горючего. Как известно, весь автопарк

17 британской королевы Елизаветы II переведен на экологичный вид топлива – жидкий газ. Таким образом, порядка 20 стран изменили налоги на продажу газобаллонных автомобилей, чтобы стимулировать использование более экологичных автомобилей Рисунок 1.3 – Сравнение ценна различные виды топлива В настоящее время рынок СУГ как газомоторного топлива в России характеризуется стабильным ростом и сбалансированностью спроса и предложения.
Объём этого сектора розничного рынка оценивается в настоящее время в 3,2 млн. тонн в год [47, 84, 111]. Число газобаллонных автомобилей составляет более 1,4 млн. [84]. По некоторым оценкам, ежегодно парк газобаллонных автомобилей увеличивается на 4-
5% [108]. На рисунке 1.4 представлена динамика внутреннего потребления сжиженных углеводородных газов в качестве газомоторного топлива за период
2007-2013 гг.

18 Рисунок 1.4 – Потребление сжиженных углеводородных газов в России в качестве газомоторного топлива за период 2007-2013 гг. [84] В настоящее время сложилась следующая структура потребителей газомо- торного топлива 82% всех автомобилей, использующих пропан-бутан, составляют легковые автомобили преимущественно отечественного производства и принадлежащих частным автовладельцам, а также малотоннажные грузовые автомобили (типа автомобиля Газель) [2, 36]; 10% приходится на грузовой автотранспорт. Нужно отметить, что большинство газобаллонных автомобилей характеризуются высокими среднегодовыми пробегами до 30 тыс. км в год [54]. Применение газового топлива носит локальный характер [1, 8]. Предприятия по использованию газового топлива (СУГ либо КПГ) формируются в тех местах, где осуществляется добыча газа либо переработка нефти. К примеру, в Омской области функционирует нефтеперерабатывающий завод, на котором в результате переработки нефти получают сжиженный нефтяной газ различного компонентного состава. Часть его идет в качестве сырья на завод
СК, завод пластмасса остальное перекачивается на газораздаточную станцию, откуда он реализуется как газомоторное топливо и для коммунально-бытовых нужд.
1,895 1,983 2,075 2,243 2,574 2,852 3,239 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 2007 г.
2008 г.
2009 г.
2010 г.
2011 г.
2012 г.
2013 г. млн. т

19 Перевод автомобильной техники на газомоторное топливо ведет к сокращению стоимости автоперевозок за счет разницы в цене на газомоторное топливо и бензин, что влечет за собой снижение издержек во всех отраслях экономики и социальной сфере, обеспечивает рост промышленного производства и жизненного уровня населения [54].
1.2 Этапы и тенденции развития газобаллонных автомобилей Процесс появления ГБА в нашей стране имел несколько исторических этапов, обусловленных экономическими и хозяйственными потребностями [120]. Газобаллонным считается автомобиль, у которого установлен газовый баллон. При этом автомобиль может работать на любом виде газомоторного топлива
[109]. Первым этапом развития ГБА были 1938-1940 годы, когда были подготовлены к производству газобаллонные модификации автомобилей ЗИЛ и ГАЗа также ЗИС-156А (в последующем ЗИЛА) и ГАЗ-51Ж. Данные автомобили выпускались с универсальной системой питания, те. приспособленной для работы как на бензине, таки на газовом топливе. Газобаллонная аппаратура была разработана в Научно-исследовательском автомоторном институте (НАМИ) и изготовлена на Московском карбюраторном заводе (МКЗ-НАМИ). Второй этап развития ГБА, в послевоенные годы, связан с разработкой унифицированной газобаллонной аппаратуры, предназначенной для автомобилей ЗИЛ, ГАЗа также для модификаций автомобилей, использующих сжиженный нефтяной и сжатый природный газ в карбюраторных и газодизельных двигателях. Унифицированная газобаллонная аппаратура была разработана НАМИ и подготовлена к производству в 1960 г. В 1975 гона стала производиться на вновь организованном Рязанском заводе автомобильной аппаратуры (РЗАА). С этого момента газобаллонная аппаратура называлась РЗАА-НАМИ. С Рязанского завода аппаратуру поставляли на автозаводы, которые на конвейерах выпускали газобаллонные автомобили ЗИЛ (бортовой, ЗИЛ В (седельный тягач,

20
ЗИЛ-ММЗ-45023 (самосвал, ГАЗ (бортовые и автомобили-фургоны), ГАЗ. Третьим этапом в развитии ГБА следует считать период, начиная с 1985 года, когда вышло Постановление Правительства о широком использовании на автотранспорте альтернативных топлив. Разработанная в НАМИ газобаллонная аппаратура производилась в г. Новогрудок (Белоруссия, по технической документации СибАДИ комплекты ГБО для автомобилей ЖКХ изготавливались на предприятиях г. Омска. С 1990 г. производство комплектов ГБО для легковых автомобилей начали осваивать в г. Ленинграде (завод Компрессор) по лицензии По- лиавто», в Перми (авиационный завод) – по техдокументации МАМИ (САГА, в Нижнем Тагиле (вагоностроительный заводи в Москве (заводим. Хруничева) – по техдокументации НАМИ. Все разработанные комплекты ГБО предназначались для эжекционных систем питания. Эти комплекты дополнялись газовыми баллонами с вентилями, которые устанавливали на обечайке баллона либо на днище. На сегодняшний день заводы-изготовители начали осваивать серийное производство ГБА. Так, ОАО «КамАЗ» налаживает выпуск автомобильной и сельскохозяйственной техники, работающей на КПГ [59]. С апреля 2010 г. компания Группа ГАЗ начала производство коммерческого автомобиля ГАЗ «ГА-
Зель-Бизнес», работающего на бензине и на СУГ [2]. С принятием в 2005 году в России технического регламента О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ большая доля автопарка приходится на автомобили, оснащенные инжекционной системой подачи топлива и электронной системой управления работой двигателя (ЭСУД). В связи с этим, системы ГБО по конструктивным решениями особенностям работы группируются по так называемым поколениям. Большая доля (88%) приходится на
ГБО четвертого поколения, особенностью которого является управление работой газовых дозаторов (форсунок) специальным электронным блоком на основе обработки управляющих сигналов штатных бензиновых форсунок [28, 29].

21 Наряду с изменением принципов подачи газа в двигатель, менялась икон- струкция запорно-предохранительной арматуры автомобильных баллонов. Газовые баллоны предназначены для хранения необходимого запаса газа на автомобиле. Количество газовых баллонов на автомобиле в настоящее время не ограничено
[122]. Большая доля ГБА появляется в результате дооборудования серийных автомобилей с бензиновой системой питания различными комплектами ГБО, собранными на базе сертифицированного для конкретной категории транспортных средств подкапотного комплекта, как правило, брендового производителя (Lovato,
BRC, OMVL, Valtec, ELPIGAS, НЗГА, САГА и т.д.) (рисунок 1.5).
Подкапотный комплект в этом случае дополняется газовым баллоном, как правило, отечественного производства и недорогой, но хорошо зарекомендовавшей себя запорно-предохранительной арматурой (Lovato, Atiker, BRC), называемой мультиклапаном (рисунок 1.6). Конструкция мультиклапана разработана в Италии и производится в различных странах.
1 – газовый баллон 2 – мультиклапан; 3 – магистральный газовый клапан
4 – газовый редуктор 5 – карбюратор-смеситель; 6 – бензиновый клапан
7 – бензонасос 8 – тумблер переключения вида питания 9 – ВЗУ. Рисунок 1.5 – Принципиальная схема двухтопливной эжекционной системы питания газобаллонного автомобиля

22 1 – газовый баллон 2 – мультиклапан; 3 – магистральный газовый клапан 4 – газовый редуктор 5 – рампа газовая 6 – рампа бензиновая
7 – бензиновый клапан 8 – бензонасос 9 – тумблер переключения вида питания 10 – ВЗУ. Рисунок 1.6 – Принципиальная схема двухтопливной инжекционной системы питания газобаллонного автомобиля Автомобильные баллоны для СУГ рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа
(16 кгс/см
2
). Баллоны при изготовлении ив процессе периодических испытаний вовремя эксплуатации подлежат испытанию на прочность давлением 2,5 МПа (25 кгс/см
2
) и испытанию на герметичность рабочим давлением. В настоящее время наибольшее распространение получили автомобильные газовые баллоны для СУГ сварной конструкции, изготовленные из низкоуглеро- дистой стали с толщиной стенки от 3 мм и более, в зависимости от объема баллона. В большинстве случаев применяются автомобильные баллоны производства нескольких предприятий России и стран СНГ ОАО «Центрсвар» (г. Тверь, ОАО
«Рузхиммаш» (г. Рузаевка), Новогрудского завода газовой аппаратуры (Белоруссия, фирмы STAKO (Польша) и др. Автомобильные баллоны цилиндрической

23 формы с полуэллиптическими днищами выпускаются объемом от 40 дола тороидальной формы, устанавливаемые в нишу багажного отсека вместо запасного колеса, – от 40 дол. Автомобильные баллоны для СУГ могут иметь различное исполнение по виду и способу установки на них контрольно-предохранительной, наполнительной и расходной арматур.


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал