CC BY
21
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2015 Теаш^ские чауьм 75
УДК 656.135
В. А. Ракитин, В. Н. Карнаухов
НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ С ДИЗЕЛЬНЫМИ И ГАЗОДИЗЕЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
V. A. Rakitin, V. N. Karnaukhov THE CAR RELIABILITY WITH DIESEL AND GAS-DIESEL ENGINES FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «TYUMEN STATE OIL AND GAS UNIVERSITY»
Аннотация: Показаны достоинства и недостатки газообразного топлива при использовании в автомобильных и тракторных двигателях. Представлено изменение потока отказов грузовых автомобилей с дизельными двигателями при переводе их на газообразное топливо. Полученные результаты позволяют более объективно оценить изменение себестоимости перевозок при переходе на альтернативное топливо.
Ключевые слова: альтернативное топливо; газобаллонное оборудование; поток отказов; природный газ.
Abstract: The advantages and disadvantages of gaseous fuel using in automobile and tractor engines are shown. The changes of failure flow of trucks with diesel engines during their transformation on gaseous fuel is presented. The received results allow to estimate the changes of the transportation self-cost more objectively during the transformation on the alternative fuels.
Key words: alternative fuel; gas equipment; failures flow; natural gas.
Владимир Александрович Ракитин
Vladimir Aleksandrovich Rakitin [email protected]
Владимир Николаевич Карнаухов
Vladimir Nikolaevich Karnaukhov доктор технических наук, профессор
Введение. Автомобильный транспорт играет важную роль в социальной сфере, в промышленности и аграрном комплексе, но при этом он является одним из основных источников загрязнения окружающей среды [1]. Кроме того, себестоимость перевозки грузов автомобилями относительно высока.
Один из путей снижения себестоимости и повышения экологичности - использование альтернативных топлив на автомобильном транспорте. В последнее время в России большое внимание уделяется применению в качестве топлива для автотракторных двигателей сжатого природного газа.
Основными предпосылками для этого являются низкая стоимость природного газа в сравнении с традиционными нефтяными топливами, а также меньшее негативное воздействие продуктов сгорания газа на окружающую среду [2; 3]. Двухтопливные метан-дизельные двигатели хоть и являются более экологичными, но для удовлетворения стандартов ЕВРО-5 и ЕВРО-6 должны быть оснащены, подобно дизельным двигателям, технологией последующей обработки.
По физическому свойству газовое топливо можно разделить на сжатое (компримированное) и сжиженное.
Установка оборудования для работы автомобиля на сжиженном природном газе (СПГ) на дизельные двигатели имеет ряд недостатков. Из-за меньшей плотности и вязкости, по сравнению с дизельным топливом, и более высоких значений давления насыщенных паров применение сжиженного природного газа потребует значительных конструктивных изменений топливной системы для предотвращения повышенного износа плунжерных пар и нагнетательных клапанов. Также требуется предусмотреть отвод паров газа во впускной трубопровод двигателя, т. к. сжиженный газ просачивается через зазоры плунжерных пар и испаряется [4].
В отличие от СПГ, компримированный природный газ (КПГ) впрыскивается во впускной трубопровод, а топливный насос высокого давления (ТНВД), как и в дизельном двигателе, используется для подачи дизельного топлива, только в меньшем объеме.
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
При организации смешивания сжиженного природного газа с дизельным топливом в магистралях питания низкого давления существует вероятность возникновения воздушной пробки, которую можно предотвратить путем охлаждения смеси со сжиженным газом в трубопроводе низкого давления перед топливным насосом высокого давления и путем повышения давления подкачки дизельного топлива и СПГ в ТНВД до значений, превышающих давление насыщенных паров сжиженного природного газа не менее, чем на 0,15-0,2 МПа. Недостатком такой системы смешивания является повышенная пожарная опасность.
Преимуществом использования КПГ является меньший риск пожарной опасности, т. к. в случае утечки газа, из-за низкой плотности по сравнению с воздухом, он улетучивается, тем самым резко снижая свою концентрацию.
Для работы автомобиля на компримированном природном газе (КПГ) необходимы специальные толстостенные баллоны, способные выдерживать большое давление газа, такие баллоны имеют большую массу, и несколько таких баллонов могут весить несколько сотен килограммов, что ведет к существенному снижению грузоподъемности автомобиля.
С учетом достоинств и недостатков транспортных средств, переоборудованных для работы на КПГ, определена область их рационального использования - перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах.
Методика. Целью статьи является представление результатов анализа фактических наработок на отказ дизельных и газодизельных грузовых автомобилей, которые влияют на изменение себестоимости перевозки грузов.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- экспериментально определить поток отказов автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями;
- сравнить изменения в потоках отказов;
- определить влияние изменения потока отказов при расчете себестоимости перевозок.
Результаты. Проведены исследования, в которых сравнивались данные потока отказов автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями в одинаковых условиях эксплуатации. На рисунке представлено распределение наработок на отказ автомобилей с газодизельными и дизельными двигателями.
Рисунок - Распределение наработок на отказ автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями
Из рисунка видно, что количество отказов газодизельных автомобилей более чем в 2 раза превышает количество отказов дизельных. При этом на наработке до 300 тыс. км количество отказов практически одинаковое.
Выводы. Таким образом, влияние изменения потока отказов необходимо учитывать при расчете затрат на эксплуатацию газодизельных автомобилей.
Список литературы
1 Захаров Н. С., Магарил Е. Р., Тюлькин В. А. Обоснование наиболее экономичного и быстро осуществимого пути улучшения экологических и эксплуатационных характеристик автопарка // Известия вузов. Нефть и газ. - 2005. - № 4. - С. 105-110.
2 Перспективы и риски перевода автомобильного транспорта на газомоторное топливо / И. В. Макарова [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10-6. - С. 1209-1214.
3 Advanced Motor Fuels Implementing Agreement [Электронный ресурс]. - 2013. URL: http://www.iea-amf.org/content/fuel_information/methane (Дата обращения 09.12.2014).
4 Савельев Г. С. Технологии и технические средства адаптации автотракторной техники к работе на альтернативных видах топлива : дис. ... докт. техн. наук: 05.20.01. - М., 2010. - 315 с.
