Научная статья на тему 'Cравнительная оценка надежности автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями'

Cравнительная оценка надежности автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
432
105
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕБЕСТОИМОСТЬ / АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО / ГАЗОБАЛЛОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ / ПОТОК ОТКАЗОВ / ПРИРОДНЫЙ ГАЗ / COST / ALTERNATIVE FUEL / GAS EQUIPMENT / FLOW FAILURES / NATURAL GAS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Захаров Н.С., Ракитин В.А.

Автотранспортные предприятия стремятся повысить свою эффективность, в частности за счет снижения затрат на эксплуатацию автомобилей. Вид используемого автомобилем топлива может оказывать значительное влияние на себестоимость перевозки грузов, поэтому была проанализирована возможность переоборудования грузовых автомобилей для работы на более дешевом виде топливе сжатом и сжиженном природном газе. Переоборудование дизельных автомобилей для работы по газодизельному циклу имеет ряд проблем, одна из которых снижение надежности газодизельных автомобилей. В настоящее время, при расчете эксплуатационных затрат и себестоимости перевозки грузов, не берется во внимание изменение надежности газодизельных автомобилей и расчет производится так же как и для дизельных. В эксперименте сравнивались дизельные и газодизельные автомобили в схожих условиях эксплуатации. Разница в фактических наработках на отказ отличается более чем в 2 раза при значительном снижении надежности газодизельных автомобилей. Снижение надежности транспортных средств приводит к дополнительных эксплуатационным затратам, которые увеличились более чем на 35%. Проблема применения компримированного (сжатого) и сжиженного природного газа в качестве альтернативного и более дешевого моторного топлива для грузовых автомобилей требует дальнейших исследований, с целью выявить изменение конечной себестоимости услуг перевозки. Таким образом, количество отказов у автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями отличаются более чем в 2 раза, и изменение надежности газодизельных автомобилей влияет на себестоимость перевозок не только с учетом стоимости топлива, но и с учетом увеличения затрат на ремонт этих автомобилей. Предлагается учитывать это влияние при расчете затрат на эксплуатацию газодизельных автомобилей и формировании себестоимости перевозки грузов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Захаров Н.С., Ракитин В.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE EVALUATION OF RELIABILITY OF CARS WITH DIESEL AND METHANE-DIESEL ENGINES

Road transport companies seek to increase their efficiency, in particular by reducing the cost of running vehicles. Type of fuel used by the vehicle may have a significant impact on the cost of transportation of goods, therefore analyzed the possibility of retrofitting trucks to work at a cheaper form of fuel compressed and liquefied natural gas. Conversion of diesel vehicles to run on methane-diesel cycle has a number of problems, one of which decline of the reliability of methane-diesel vehicles. Currently, in the calculation of operating costs and the cost of transportation of cargos, is not taken into account the change in the reliability of methane-diesel vehicles and the calculation is made as for the diesel vehicles. In an experiment been compared diesel and methane-diesel vehicles in similar conditions. Actual the difference time between failures differ by more than a factor of 2 with reducing the reliability of the methane-diesel vehicles. Reducing the reliability of vehicles leads to additional operating costs, which increased by more than 35%. The problem of the use of compressed or liquefied natural gas as an alternative and cheaper motor fuel for trucks requires further research in order to identify the change in the ultimate cost of transportation of cargos. Thus, the number of failures by vehicles with diesel and methane-diesel engines differ by more than a factor of 2, and changing of the reliability by methane-diesel cars affects the cost of transportation of cargos, not only on the cost of fuel, but also taking into consideration the increase in the cost of repair of these vehicles. It is proposed to take into account this effect when calculating the cost of running methane-diesel vehicles and the formation of the cost of transportation of cargos.

Текст научной работы на тему «Cравнительная оценка надежности автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями»

УДК 656.135

Захаров Н.С., Ракитин В.А.

Тюменский государственный нефтегазовый университет E-mail: eom@tsogu.ru

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ С ДИЗЕЛЬНЫМИ И ГАЗОДИЗЕЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Автотранспортные предприятия стремятся повысить свою эффективность, в частности за счет снижения затрат на эксплуатацию автомобилей. Вид используемого автомобилем топлива может оказывать значительное влияние на себестоимость перевозки грузов, поэтому была проанализирована возможность переоборудования грузовых автомобилей для работы на более дешевом виде топливе - сжатом и сжиженном природном газе. Переоборудование дизельных автомобилей для работы по газодизельному циклу имеет ряд проблем, одна из которых снижение надежности газодизельных автомобилей. В настоящее время, при расчете эксплуатационных затрат и себестоимости перевозки грузов, не берется во внимание изменение надежности газодизельных автомобилей и расчет производится так же как и для дизельных.

В эксперименте сравнивались дизельные и газодизельные автомобили в схожих условиях эксплуатации. Разница в фактических наработках на отказ отличается более чем в 2 раза при значительном снижении надежности газодизельных автомобилей. Снижение надежности транспортных средств приводит к дополнительных эксплуатационным затратам, которые увеличились более чем на 35%. Проблема применения компримированного (сжатого) и сжиженного природного газа в качестве альтернативного и более дешевого моторного топлива для грузовых автомобилей требует дальнейших исследований, с целью выявить изменение конечной себестоимости услуг перевозки.

Таким образом, количество отказов у автомобилей с дизельными и газодизельными двигателями отличаются более чем в 2 раза, и изменение надежности газодизельных автомобилей влияет на себестоимость перевозок не только с учетом стоимости топлива, но и с учетом увеличения затрат на ремонт этих автомобилей. Предлагается учитывать это влияние при расчете затрат на эксплуатацию газодизельных автомобилей и формировании себестоимости перевозки грузов.

Ключевые слова: себестоимость, альтернативное топливо, газобаллонное оборудование, поток отказов, природный газ.

В настоящее время автомобильному транспорту нет альтернативы при использовании как в социальной сфере, так и в промышленности [6], [7], но при этом он является одним из основных источников загрязнения окружающей среды [3], [4].

Любое автотранспортное предприятие (ДТП) стремится повысить свою эффективную деятельность и при этом снизить затраты на эксплуатацию автомобилей [2]. Поэтому вид используемого автомобилем топлива может оказывать значительное влияние на себестоимость перевозки грузов. В последнее время четко выражена тенденция роста цен как на бензин, так и на дизельное топливо. На текущий момент стоимость 1 литра дизельного топлива уже превышает стоимость 1 литра бензина АИ-95. Учитывая, что на дизельном топливе работает подавляющее большинство грузовой и специальной автомобильной техники, это очень значительно сказывается на эксплуатационных затратах предприятия. Эта причина является одной из важнейших, по которой ДТП стремятся переоборудовать свои автомобили для работы на альтернативном, более дешевом, виде

топлива - природном газе. Однако такой переход влияет на надежность подвижного состава, двигатель которого изначально не предназначен для данного вида топлива.

Зарубежные авторы [9] отмечают нестабильную работу двигателя и упоминают о детонации, возникающей из-за переоборудования дизельного двигателя для работы на другом виде топлива. Исследования направлены на внедрение технологии переоборудования парка карьерных самосвалов с дизельными двигателями на газодизельный цикл, с целью снижения затрат на топливо и вредных отработавших газов.

Основными предпосылками [4] для перехода являются:

- низкая стоимость природного газа, в сравнении с традиционными нефтяными видами топлив;

- меньшее негативное воздействие продуктов сгорания газа на окружающую среду, в отличие от продуктов сгорания бензиновых и дизельных топлив.

Advanced Motors Fuel [10] отмечает, что двухтопливные метан-дизельные двигатели хоть и являются более экологичными, но для удовлет-

Захаров Н.С., ракитин В.А.

Cравнительная оценка надежности автомобилей

ворения стандартов ЕВРО-5 и ЕВРО-6 должны быть оснащены, подобно дизельным двигателям, технологией последующей обработки.

По физическому свойству газовое топливо делится на две группы: сжатый (компримиро-ванный) и сжиженный [5].

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. Так же потребуется предусмотреть отвод паров газа во впускной трубопровод двигателя, т.к. сжиженный газ просачивается через зазоры плунжерных пар и испаряется [8].

В отличие от СПГ, компримированный природный газ (КПГ) впрыскивается во впускной трубопровод через эжекторы, а топливный насос высокого давления (ТНВД), как и в дизельном двигателе, используется для подачи дизельного топлива, только в меньшем объеме.

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 [8].

Преимуществом использования КПГ является меньший риск пожарной опасности, т. к. в случае утечки газа, из-за низкой плотности, относительно воздуха, он улетучивается, тем самым резко снижая свою концентрацию.

Для работы автомобиля на компримиро-ванном природном газе (КПГ) необходимы специальные толстостенные баллоны, способные выдерживать давление газа в 19,6 МПА, такие баллоны имеют большую массу, и 8 50-литровых

баллонов весят более полутоны, чтоведет к существенному снижению грузоподъемности автомобиля [5].

Рисунок 1. Распределение наработок на отказ автомобилей с газодизельными двигателями

Наработка, тыс. км

Рисунок 2. Распределение наработок на отказ автомобилей с дизельными двигателями

Рисунок 3. Разница в распределении наработок на отказ между автомобилями с дизельными и газодизельными двигателями

Транспорт

С учетом достоинств и недостатков автомобилей, переоборудованных для работы на КПГ, определена область их рационального использования - перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах [1].

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 решаются 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.

Проведены исследования, в которых сравнивались данные потока отказов автомобилей

с дизельными и газодизельными двигателями в одинаковых условиях эксплуатации. На рис. 1 представлено распределение наработок на отказ автомобилей с газодизельными, а на рис. 2 - с дизельными двигателями.

При сравнении данных, представленных на этих рисунках, видна разница в количестве отказов. Для большей наглядности приведены графики разницы в количестве отказов между этими автомобилями (рис. 3).

Из графиков 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.

Таким образом, влияние изменения потока отказов необходимо учитывать при расчете затрат на эксплуатацию газодизельных автомобилей.

26.01.2015

Список литературы:

1. Автомобильные эксплуатационные материалы [Текст] : учебник для учащихся автотранспортных техникумов / В. П. Павлов, П. П. Заскалько. - Москва : Транспорт,1982.- 208 с.

2. Захаров, Н.С. Оценка факторов, влияющих на эффективность транспортно-технологического обслуживания процессов нефтегазодобычи [Текст] / Н.С.Захаров, О.А.Новоселов, М.М.Иванкив, А.А. Лушников // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2013. - № 1. - С. 70-75.

3. Захаров, Н.С. Обоснование наиболее экономичного и быстро осуществимого пути улучшения экологических и эксплуатационных характеристик автопарка [Текст] / Н.С. Захаров, Е.Р. Магарил, В.А. Тюлькин // Известия вузов. Нефть и газ. - 2005. - №4. -С. 105-110.

4. Кантюков, Р. А. Природный компримированный газ - уверенный взгляд в будущее автотранспорта / Р. А. Кантюков// АГЗК+АТ. -2008. - Спецвыпуск. - c.45 - 48.

5. Костенко В.И., Сидоркин В.И., Екшикеев Т.К., Янчеленко В.А. Эксплуатационные материалы (для автомобильного транспорта): Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СЗТУ 2005. -165 с.

6. Новоселов, О.А. Классификация структур транспортно-технологических систем в нефтегазовом комплексе [Текст] / О.А. Новоселов // Научно-технический вестник Поволжья. - 2013. - № 1. - С. 230-233.

7. Новоселов, О.А. Структуры транспортно-технологических систем в нефтегазодобыче [Текст] / О.А. Новоселов // Нефть и газ Западной Сибири : материалы международной научно-технической конференции. Дополнение. - Тюмень: ТюмГНГУ 2013. - С. 20-26.

8. Особенностиприменениягазавдизелях / И. Леонов, В. Марков, К. Свяжин, А. Тихонов // АГЗК+АТ. - 2003. - №6. - c.33 - 34.

9. Gurgenci, H. / Investigating the use of methane as diesel fuel in off-road haul road truck Operations / H. Gurgenci, S.M. Aminossadati // Journal of Energy Resources Technology. - 2009. - №131.- с.032202.1 - 032202.9.

10. Advanced Motor Fuels Implementing Agreement [Электронныйресурс]. - 2013. URL: http://www.iea-amf.org/content/fuel_ information/methane . (Дата обращения 09.12.2014)

Сведения об авторах:

Захаров Н.С., заведующий кафедрой сервиса автомобилей и технологических машин Института транспорта Тюменского нефтегазового университета, доктор технических наук, профессор, e-mail: zakharov_ns@mail.ru

Ракитин В.А., аспирант кафедры сервиса автомобилей и технологических машин Института транспорта Тюменского нефтегазового университета, e-mail: rakitin.va.72@gmail.com

625048, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.