Підвищення ефективності використання бензогазових сумішей на рухомому складі автомобільного транспорту - Автореферат

Проте для широкого використання природного газу як пального для автомобільних двигунів потрібна добре розвинута інфраструктура, яка включає в себе добування, транспортування, переробку, зберігання природного газу, виробництво спеціалізованих газових двигунів, широку мережу газозаправних станцій, створення системи по обслуговуванню транспортних засобів, які живляться природним газом. В експлуатаційних умовах використовуються конвертовані для живлення природним газом двигуни, що не є оптимальним з точки зору ефективного використання властивостей природного газу. Одним із шляхів вирішення задачі більш раціонального використання природного газу є сумісне використання рідких моторних палив нафтового походження, зокрема бензину та природного газу. Створення досконалої універсальної системи живлення та вибір оптимального співвідношення “бензин-газ” у суміші з метою більш ефективного використання бензогазових сумішей (БГС) на автомобільному транспорті, що дозволяє частково вирішити існуючі проблеми використання природного газу, досягти зниження екологічної шкоди, яку завдає навколишньому середовищу автомобіль та зменшити частку рідких палив нафтового походження у структурі споживання автотранспорту і визначає актуальність даної роботи. Через велику кількість чинників, які впливають на результати експериментальних досліджень автомобіля, дослідження економічних та екологічних показників, вибір раціонального співвідношення, оцінка якості перехідного процесу зміни виду палива проводились за допомогою уточненої математичної моделі руху за міським циклом (ГОСТ 20306-90) автомобіля з ДВЗ, який живиться бензином, газом, БГС різного складу.У першому розділі зроблено огляд і аналіз існуючих схем і конструкцій систем живлення, які дозволяють використовувати сумішеві палива на автомобільному транспорті та проведено аналіз наукових досліджень роботи автомобілів на бензогазових сумішах. Автомобільний транспорт, в основному, є споживачем традиційних моторних палив нафтового походження - бензину та дизельного пального. Різке збільшення споживання нафти усіма галузями промисловості та транспорту у майбутньому створить дефіцит нафтових палив. Найбільш перспективним серед альтернативних видів палив для ДВЗ є природний газ, основною складовою якого є метан (СН4). Широкому розповсюдженню природного газу як палива для транспортних ДВЗ перешкоджає необхідність великих капіталовкладень у інфраструктуру газозаправних станцій, сервісного обслуговування та виробництва спеціалізованих (не конвертованих із бензинових) газових двигунів.Уточнена модель дозволяє задавати різні схеми використання бензину, СПГ, БГС та змінювати співвідношення “бензин-газ” у суміші, а також накладати певні умови (переключення з живлення бензином на БГС, зміна вантажопідйомності автомобіля, тощо). В математичній моделі імітується рух автомобіля по дорозі з асфальтобетонним покриттям з обмеженням максимального відкриття дросельних заслінок карбюратора 80 %, визначаються в кожний момент виконання циклу режими роботи його двигуна (частота обертання і розрідження за дросельними заслінками карбюратора), виходячи з яких за експериментально визначеними в роботі характеристиками з урахуванням особливостей роботи двигуна в несталих режимах та виду палива або їх суміші розраховується паливна економічність, шкідливі викиди, тягово-експлуатаційні властивості автомобіля на елементарній ділянці шляху, в цілому в режимі та за весь цикл руху автомобіля. Рух двигуна описується рівнянням: , (2) де - сповільнення чи прискорення колінчастого вала двигуна, ; - момент інерції двигуна, (кг·м2); - крутний момент двигуна в неусталеному режимі роботи, ; - момент тертя зчеплення, . При цьому, якщо на двигун встановлена система живлення із зміною виду палива, в кожний момент перевіряється умова: , (4) де - поточне значення кута відкриття дросельних заслінок, - значення кута, за якого відбувається переключення на живлення певним видом палива чи сумішшю палив. Визначення серії характеристик двигуна за навантаженням при живленні бензогазовими сумішами з різними співвідношеннями компонентів, бензином та стисненим природним газом з вимірюванням концентрацій шкідливих речовин у відпрацювавших газах, витрат палив (бензину та газу), витрати повітря, тощо.Стиснений природний газ може використовуватись як моторне паливо безпосередньо або в суміші з паливами нафтового походження, зокрема бензином. Застосування бінарних або універсальних систем живлення в умовах експлуатації для автомобільного транспорту дозволяє на певному етапі сприяти розповсюдженню альтернативних палив, зокрема природного газу, частково вирішити існуючі проблеми використання природного газу та досягти зменшення частки рідких моторних палив нафтового походження в структурі споживання палив автотранспорту. Проведені на автомобільному двигуні 8Ч9,2/8 з універсальною системою живлення експериментальні дослідження показали, що використання бензогазових сумішей покращує енергетичні показники роботи ДВЗ у порівнянні з показниками роботи на СП

Основний зміст