CC BY
10<SSl
Транспорт и экология
Экспериментальные исследования экологической безопасности автомобилей УАЗ-315192 и ГАЗ-31105, работающих на бензине и КПГ
А.С. Клементьев,
бакалавр техники и технологии,
А.В. Меркушев,
начальник АГНКС УАВР № 1 ООО «Газпром трансгаз Чайковский»,
А.Н. Пестерев,
механик автоколонны № 3 УАВР №1 ООО «Газпром трансгаз Чайковский»
Проблема загрязнения городов выбросами автомобильного транспорта является одной из самых актуальных и серьезнейших для всех городов мира [1]. Важным направлением обеспечения экологической безопасности является перевод части автотранспортных средств на использование альтернативных видов моторного топлива, прежде всего природного газа. На сегодняшний день природный газ является наиболее приемлемой альтернативой нефтяным моторным топливам по экономическим, ресурсным и экологическим характеристикам. Использование компримированного и сжиженного природного газа (КПГ и СПГ) в качестве топлива позволяет существенно повысить экономическую эффективность эксплуатации автомобильного транспорта и снизить их воздействие на природную среду.
Преимущества природного газа по сравнению с другими традиционными видами моторного топлива следующие [2, 3]: невысокая стоимость; существенно меньший вред экологии; высокий уровень безопасности; продление ресурса двигателя.
В ОАО «Газпром» была разработана и в настоящее время реализуется «Целевая комплексная программа развития газозаправочной сети и парка техники, работающей на природном газе, на 2007-2015 гг.». Программа направлена на развитие инфраструктуры АГНКС и увеличение числа автомобильной и сельскохозяйственной техники, работающей на природном газе.
Реализация Программы позволит к 2015 г. удвоить российский парк автомобилей, работающих на газе, заменить около 2,5 млн. т нефтяного жидкого моторного топлива газовым и сократить суммарные выбросы вредных веществ в
атмосферу на 1 млн. условных тонн (в пересчете СО2-экв.).
Программа фактически стала национальной государственной про-
граммой использования природного газа в качестве моторного топлива, имеющей важное стратегическое, социальное и экологическое значение [1].
Не стоит в стороне от реализации этой программы и управление аварийно-восстановительных работ (УАВР) № 1 ООО «Газпром трансгаз Чайковский».
Целью нашего исследования является оценка использования КПГ по критериям экологической безопасности и экономичности.
Сравнительные испытания объектов исследования, автомобилей, работающих на бензине и компримированном природном газе, по определению расхода топлива и токсичности отработавших газов были проведены по ездовому циклу в соответствии с правилом № R83 ЕЭК ООН на автомобилях УАЗ-315192 2007 г. выпуска (рис. 1) и ГАЗ-31105 2004 г. выпуска (рис. 2).
Рис. 1. Автомобиль УАЗ-315192
Таблица 1
Технические характеристики автомобилей
Марка автомобиля Степень сжатия Диаметр Ход поршня, поршня, мм мм Мощность, л.с. Тип системы питания Емкость баллонов с КПГ, л (м3)
УАЗ-315192 8,2 100 92 128 Центральный впрыск 70 (14)
ГАЗ-31105 9,3 92 86 130 Центральный впрыск 101 (25)
Технические характеристики автомобилей представлены в табл. 1.
Конвертация базовых двигателей на КПГ, оборудованных системами электронного впрыска топлива, была проведена по принципу карбюрации с помощью трехступенчатых газовых редукторов итальянского производства фирмы <^епю», смесителей с аварийным клапаном, мультиклапанов, тру-
бопроводов из нержавеющей стали (Дн = 6 мм, Двн = 4 мм), кнопок с индикатором давления и кнопки-коммутатора, благодаря которой по истечении 5 с после остановки двигателя автоматически происходит отключение магистрали от газового баллона. При этом смесители были специально отрегулированы для испытаний таким образом, чтобы по пределу производственного
Рис. 3. Микропроцессорный газоанализатор «ИНФРАКАР»
допуска соответствовать нижнеи (обедненной) области регулировок по составу смеси.
Предметом исследования является влияние бензина и КПГ на экологическую опасность окружающей среды.
Испытания выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами производились в соответствии с ГОСТ Р 52033-2003 и ГОСТ Р 17.2.02.06-99, внешний шум на рабочем месте - ГОСТ 12.1.050-86 и СН 2.2.4/2.1.8.562-96, вибрации - ГОСТ 1 2.1.012-90 и СН 2.2.4/2.1 8.566-96. Замеры выбросов оксида углерода СО, двуокиси углерода СО2, углеводородов СпНт и О2 производились с
Таблица 2
Показатели токсичности отработавших газов автомобиля УАЗ-315192
Вид применяемого топлива
Бензин Метан Показатели ОГ --
Частота вращения коленчатого вала, п = мин-1 Частота вращения коленчатого вала, п=мин-1
850 1000 2000 3000 4000 850 1000 2000 3000 4000
СО, % 0,1 0,12 0,17 0,23 0,32 0,06 0,03 0,01 0,00 0,00
СН, ррт 130 112 78 50 0 18 9 5 1 0,00
СО2, % 14,88 14,2 14,9 15,12 15,33 14,58 14,46 14,62 14,78 14,8
О2, % 0,52 0,56 0,24 0,12 0,05 0,35 0,37 0,18 0,09 0,1
«Транспорт на альтернативном топливе» № 1 (7) январь 2009 г.
.....штидтвк. мьид^яаьишш
Таблица 3
Показатели токсичности отработавших газов автомобиля ГАЗ-Э1105
Вид применяемого топлива
Бензин Метан Показатели ОГ --
Частота вращения коленчатого вала, п=мин-1 Частота вращения коленчатого вала, п=мин-1
850 1000 2000 3000 4000 850 1000 2000 3000 4000
СО, % 0,12 0,12 0,13 0,15 0,15 0,07 0,05 0,05 0,07 0,08
СН, ррт 302 194 118 74 100 168 132 128 118 96
СО2, % 11,38 10.91 12,36 12,43 12,64 9,18 8,58 9,20 9,38 9,7
О2, % 5,53 6,12 4,15 3,93 3,87 4,64 5,66 4,51 4,20 3,7
Таблица 4
Результаты виброакустических параметров
Результаты измерений, дБ
Марка автомобиля Режим работы на шума вибрации
топливе допустимое значение по норме максимальный уровень шума эквивалентный допустимый
КПГ 60,0 73,2 96 101
УАЗ-315192 107 112
Бензин 60,0 74,1 98 101
108 112
КПГ 60,0 67,9 92 101
ГАЗ-31105 102 112
Бензин 60,0 70,1 92 101
102 112
помощью микропроцессорного газоанализатора «ИНФРАКАР» (рис. 3).
Результаты сравнительных эксплуатационных испытаний работы двигателей автомобилей, работающих на бензине и КПГ, приведены в табл. 2, 3.
Из табл. 2 и 3 видно, что выбросы по СО и СН в отработавших газах при работе на метане по карбюраторному принципу 1-го поколения практически в два раза, а по СО2 в 1,5 раза меньше тех же самых показателей при работе двигателя на бензине, оборудованного системами электронного впрыска, что подтверждает репутацию КПГ, как наиболее экологичного вида топлива, который не выделяет соединений свинца, окислов серы и сажи в атмосферу.
Количественный экспресс-контроль загрязненности воздуха в кабинах автомобилей проводился с помощью сертифицированных ручного насоса-пробоотборника НП-
3М (аспиратора) и индикаторных пределах предельно допустимых трубок (ТИ) (рис. 4). Экспресс-кон- концентраций (ПДК) и они соответс-троль показал, что в рабочей зоне твуют гигиеническим нормам ГН присутствуют вредные вещества в 2.2.5.1313-03. Таб/шца 5
Значения приемистости автомобилей на разных видах топлива
Марка автомобиля Режим работы на топливе Среднее время разгона автомобиля (с) до 100 км/ч
УАЗ-315192 КПГ 34
Бензин 29
ГАЗ-31105 КПГ 23
Бензин 21
Таблица 6 Значения средних расходов топлива
Марка автомобиля Режим работы на топливе Средний расход топлива, л (м3)*/100 км
УАЗ-315192 КПГ 10,0
Бензин 13,2
ГАЗ-31105 КПГ 8,5
Бензин 9,0
Примечание. * 1 м3 КПГ эквивалентен 1 л бензина.
Рис. 5. Оборудование для снятия виброакустических параметров во время движения автомобиля
Виброакустические параметры снимались во время движения автомобиля с помощью анализатора звука и вибрации SVAN 912 АЕ, капсюля, предусилителя SV 01 А, микрофона ВМК-205, виброметра SVAN 946 и вибропреобразователя АР-98-100-01 (рис. 5), имеющих государственную поверку. Результаты замеров виброакустических параметров приведены в табл. 4.
В результате проведенных измерений (на основании данных хронометражных карт) максимальный уровень шума и вибрации, воздействующих на водителя, при работе на газе и при работе на
городских условиях, с учетом расхода полного бака топлива на каждом автомобиле. Результаты дорожных испытаний представлены в табл. 6.
Таким образом, можно ожидать, что для систем питания, не отрегулированных по пределу «обеднения», а также для систем питания с обратной связью по составу смеси применение КПГ не ухудшит реальных ездовых качеств, что и было подтверждено результатами дорожных испытаний.
Литература
бензине получились практически идентичными.
Следует отметить, что пробег каждого автомобиля за период опытной эксплуатации составил от 4000 до 5000 км. Оценка эксплуатационных качеств была проведена по следующим показателям: приемистости и эксплуатационного расхода топлива.
Приемистость оценивалась, как время разгона прогретого автомобиля по асфальту на прямом участке горизонтальной дороги до 100 км/ч. Результаты замеров представлены в табл. 5.
Расход топлива определялся, как средний эксплуатационный в
1. Зиновьев В.В., Завгороднев
A.В., Ишков А.Г. и др. Охрана окружающей среды на предприятиях газовой отрасли: Учебной пособие. - Под редакцией В.В. Зиновьева, А.Д. Хованского. - Ростов-на-Дону: ИИЦ ООО «Наш регион», 2008. - С. 84.
2. Клементьев А.С., Федоров
B.М. Альтернативные виды топлива: проблемы выбора ближайшей перспективы. - «АГЗК + АТ». - 2006. - № 3 (27). - С. 63-65.
3. Клементьев А.С. Перспективные топлива для двигателей внутреннего сгорания автотранспортных средств. - «Транспорт на альтернативном топливе», 2008, № 6 (6). - С. 76-79.
В эпоху очень большого потока информации для принятия правильного решения надо быть в курсе происходящих событий. Несмотря на то, что большинство сведений находится в открытых источниках, для их поиска требуется не только время, но и соответствующая квалификация.
Компания «Уралбизнесконсалтинг» уже более пяти лет занимается мониторингом Интернет-пространства, обладая не только соответствующими технологиями, но и квалифицированными специалистами. Постоянное совершенствование поисковых механизмов, гибкая настройка поисковых машин и подписка на ряд платных источников позволяет нам эффективно отбирать информацию, необходимую для наших клиентов. Имеющиеся технологии позволяют нам готовить мониторинги любого уровня и по любой теме.
Одним из наших продуктов этого ряда является дайджест электронных средств массовой информации «РЫНОК ГАЗОМОТОРНОГО ТОПЛИВА», который на постоянной основе выпускается с ноября 2006 г. В этой области мы являемся стратегическим информационным партнером Национальной газомоторной ассоциации. Структура мониторинга включает в себя новости федеральных и региональных органов власти, посвященных этой проблеме, сообщения контролирующих органов, материалы о положении дел в регионах и отдельных компаниях.
Наш мониторинг - это источник важной информации в интересующей области, благодаря которому Вы будете точно знать, какие события, где и когда произошли и какую характеристику (положительную, отрицательную) приводят СМИ данному событию, тенденции и перспективы развития.
По вопросам получения пробного (бесплатного) мониторинга и подписки на него обращаться на электронный адрес: eco2005@yandex.ru или по тел. (347) 256-70-61, (347) 256-70-65 к Петрову Игорю Константиновичу.
Наш сайт в Интренете www.ubk-ufa.narod.ru
«Транспорт на альтернативном топливе» № 1 (7) январь 2009 г.
.....Timwfitiw МЬид^яаьДШШ
