автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Экономичность и экологическая безопасность тепловозов при добавке пропана к дизельному топливу

МУРАТОВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕПЛОВОЗОВ ПРИ ДОБАВКЕ ПРОПАНА К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

Специальность

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара 2009

003461890

Работа выполнена на кафедре «Локомотивы» ГОУ ВПО Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС)

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

НОСЫРЕВ Дмитрий Яковлевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Коссов Евгений Евгеньевич;

- кандидат технических наук Корбан Валерий Васильевич

Ведущая организация - ГОУ ВПО Омский государственный университет путей сообщения

Защита диссертации состоится « 3 »./МАуз^-и ¿У 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 218.011.01 Самарского государственного университета путей сообщения по адресу: 443066, г. Самара, 1-й Безымянный пер., 18, СамГУПС, в аудитории 5216, корпус 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан « ¿У» 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета университета.

Ученый секретарь диссертационного

советаД218.011.01,

кандидат технических наук, доцент

В.С. ЦЕЛИКОВСКАЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Один из важнейших вопросов хозяйственной деятельности железнодорожного транспорта - рациональное расходование топливно-энергетических ресурсов. Железнодорожный транспорт является одним из крупнейших потребителей дизельного топлива в России. В связи с этим задача снижения расхода топлива на тягу поездов и снижение вредных выбросов за счет перевода на пропан становится особенно актуальной.

Особое внимание уделяется повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов и связанных с ними экологических показателей дизелей тепловозов. Поэтому, перед тепловозостроительными и ремонтными заводами поставлена задача создания и внедрения новых тепловозов, работающих на альтернативных видах топлива, а также модернизация и перевод уже имеющегося парка тепловозов на альтернативные виды топлива. В связи с этим возникают задачи создания систем подачи альтернативных топлив, систем регулирования подачи и дозирования цикловой подачи топлива, а также организация работы дизеля по газодизельному циклу.

Новые системы подачи и средства по дозированию альтернативных топлив, позволяют снизить эксплуатационные расходы на приобретение топлива и уменьшить вредные выбросы. Поэтому исследование путей повышения топливной экономичности и экологически безопасной работы тепловозных дизелей за счет применения новых систем подачи и средств по дозированию и смешиванию альтернативных топлив является актуальной задачей.

Диссертационная работа подготовлена по результатам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенных на кафедре «Локомотивы» в Самарском государственном университете путей сообщения при непосредственном участии автора в период с 2005 по 2008 годы. Исследования проводились в соответствии с постановлением Правительства РФ №796 от 17.11.2001г., которым утверждена Федеральная программа «Энергоэффективная

экономика на 2002-2005годы и на перспективу до 2010года». Работа была поддержана грантом правительства Самарской области

Цель и задачи исследований

Целью исследования является: Изучение влияния добавок пропана на экономичность и экологическую безопасность тепловозов. Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Проанализировать различные способы применения пропана для дизелей в качестве добавки к дизельному топливу и выбрать наиболее оптимальный по затратам и эффективности.

2. Выявить особенности и механизмы горения дизельного топлива с добавкой пропана в дизелях тепловозов, усовершенствовать методику расчета количества продуктов сгорания тепловозных дизелей при работе на дизельном топливе с добавкой пропана.

3. Провести расчетно-экспериментальные исследования влияния добавок пропана на работу дизелей тепловоза ЧМЭЗ.

4. Разработать системы для использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу на тепловозе и системы для контроля режимов работы локомотива с добавками пропана.

5. Рассчитать экономический эффект от использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу тепловоза ЧМЭЗ.

Методы исследований

При выполнении работы применялись экспериментальные методы, методы математического моделирования, математической статистики, планирования и обработки результатов натурного эксперимента, регрессионного анализа. При построении графических зависимостей в двух и трех координатных осях использовались пакеты программ Microsoft Excel, Statistica, MathCAD, Math lab и др.

Экспериментальный материал получен по результатам обследования и регистрации теплоэнергетических параметров на маневровых тепловозах ЧМЭЗ (локомотивное депо Самара).

Научная новизна

• Разработана химико-кинетическая модель процесса горения смеси дизельного топлива и пропана, отличающаяся возможностью анализировать процесс совместного горения дизельного топлива и пропана в широком диапазоне работы дизелей, на основании которой рассчитан качественный состав продуктов сгорания дизельного топлива с добавкой пропана в тепловозном дизеле ЧМЭЗ.

• Усовершенствована методика, учитывающая химико-кинетические особенности процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана, которая позволяет прогнозировать экономичность и экологическую безопасность тепловозов при работе дизеля с добавкой пропана.

Практическая ценность

Разработаны и защищены патентами РФ:

1. Устройство для регистрации режимов работы локомотива позволило проводить длительный эксплуатационный мониторинг режимов работы тепловозов и оценивать нагрузочные режимы при работе дизеля на дизельном топливе с добавкой пропана в условиях реальной эксплуатации.

2. Система подачи пропана в цилиндры дизеля с применением двухтопливной форсунки позволила регулировать количество подаваемого пропана в цилиндры дизеля и повысить воспламеняемость и полное сгорание топлива в цилиндрах дизеля.

3. Система подачи пропана в дизельное топливо на линии низкого давления позволила улучшить процесс воспламенения, устойчивость работы дизеля.

Реализация результатов работы

Основные теоретические положения, практические результаты, полученные в диссертационной работе, используются на Куйбышевской железной дороге -филиале ОАО «РЖД». Результаты работы реализованы в технологии текущего ремонта и технического обслуживания тепловозных дизелей в локомотивном депо Самара.

Апробация работы

Основные материалы диссертации поэтапно докладывались, обсуждались и получили одобрение на XXXI Самарской областной научной конференции (г. Самара, 2005г., СамГАПС), на научно-практической конференции «Инновационные проекты, новые технологии и изобретения» (г. Москва, ВНИИЖТ 2005г.), на второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г. Самара, 2005г., СамГАПС), на третей международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г. Самара, 2006г., СамГАПС), на международной научно-технической конференции «Перспективы и направления развития транспортной системы», (г. Самара, 2007г., СамГУПС), на международном научно-техническом конгрессе «Двигатели 2008» (г. Москва, 2008г., АССАД), на пятой международной научно-практической конференции «ТКАКЯ-МЕСН-АКТ-СНЕМ» (г. Москва, 2008г., МИИТ) и др.

Публикаций

По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе статей - 16 из них 2 в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК, тезисов докладов на конференциях - 2, патентов на полезную модель - 3.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Материалы диссертации содержат 121

страницу основного текста, 34 рисунка , 6 таблиц и приложения на 24 страницах. Список использованных источников содержит 115 наименований. Общий объем работы 157 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проанализировано состояние вопросов по применению альтернативных видов топлив в тепловозных дизелях, обоснована актуальность задачи повышения топливной экономичности и экологически безопасной работы локомотивов в эксплуатации за счет применения альтернативных видов топлива.

Также обоснована актуальность применения новых систем подачи и средств по дозированию и смешиванию альтернативных топлив применительно к эксплуатируемому парку тепловозов.

В первой главе на основании проведенного анализа показано, что проблемами использования альтернативных видов топлива и вопросами повышения эффективности работы на этих видах топлива занимаются специалисты ВНИИЖТ, ВНИТИ, МГТУ, РУДН, ОмГУПСа, СамГУПСа. Эти вопросы нашли отражение в трудах Патрахальцева H.H., Звонова В.А., Коссова Е.Е., Фофанова Г.А., Носырева Д.Я., Данковцева В.Т., Леонова И.Е., Маркова В.А., Мамедовой М.Д., Виноградского В.Л, Медведева Е.В. и других авторов.

Установлено, что к достоинствам пропан-бутановых смесей можно отнести их более низкую цену по сравнению с традиционным моторными топливами и высокие экологические показатели (снижение токсичности отработавших газов (ОГ)).

Также применение этих топлив в дизелях при высоких степенях сжатия и повышенных коэффициентах избытка воздуха более эффективно, чем в двигателях с принудительным воспламенением. Вместе с тем при использовании в дизеле нетрадиционных топлив возникают проблемы, связанные с ухудшением процессов топливоподачи, смесеобразования, воспламенения и сгорания. В частности, при работе на облегченных топливах наблюдается уменьшение массового часового

расхода топлива и соответствующее снижение мощности дизеля, достигающее 2530% по сравнению с мощностью при работе на дизельном топливе. Главной причиной такого уменьшения мощности дизеля является снижение массы цикловой подачи топлива, что обусловлено меньшими плотностью и вязкостью облегченных топлив по сравнению с дизельным топливом, а также их большей сжимаемостью.

Пропан и бутан отличаются более высокой по сравнению с дизельным топливами термической стабильностью, что приводит к значительному возрастанию продолжительности предпламенных реакций, т. е. к увеличению периода задержки воспламенения. В результате происходит одновременное воспламенение большого количества подготовленного к сгоранию топлива, что ведет к повышению показательной динамики процесса сгорания - максимального давления сгорания, скорости нарастания давления при сгорании и т.д.

Решение указанных проблем возможно путем подачи в двигатель запальной дозы дизельного топлива. В этом случае дизель становится двухтопливным, работает по газодизельному циклу и называется газодизелем.

При выборе схем перевода дизелей на альтернативное топливо необходимо учитывать специфический характер работы дизелей на транспорте: частое изменение нагрузки, быстроходность и компактность, особенности техники безопасности и санитарной техники и др. Основной задачей, которую необходимо решить при переводе дизелей на альтернативное топливо, является выбор способа смесеобразования и воспламенения топлива. Поэтому по материалам работ рассмотрены различные способы использования добавок к дизельному топливу, достоинства и недостатки этих способов.

Установлено, что необходима разработка систем подачи пропана в дизель для эффективного использования дизельного топлива с добавками пропана в широком диапазоне режимов работы дизеля.

На основании рассмотренных материалов сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе разработана химико-кинетическая модель процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана, обеспечивающая возможность

•анализировать процесс совместного горения дизельного топлива и пропана в широком диапазоне режимов работы дизелей, на основании которой рассчитан качественный состав продуктов сгорания смеси дизельного топлива и пропана в тепловозном дизеле ЧМЭЗ.

Фрагмент химико-кинетической модели приведен в таблице 1.

Таблица 1

Химико-кинетическая модель процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана в тепловозных дизелях

№ Схема реакции А+В+С -и О+Е+Б Константы скорости реакции к Интервал температуры Т

1 2 3 4

1 НЮ2+Н20= Н02+Н20 б,8-10"а 293-319

2 о2+н2=он+он 2,4-10":и-ехр(-28500/Т) 300-2500

3 н+о2--=но2 7,5-10"" 200-300

50 С8Н18=С,Н10+С4НЯ 510"-ехр(-11000/Т) >500

51 с3н8-с2н5-к:нз 5-10и-юф(-10000/Т) >500

52 5-Ю"ххр(-И000/Т) >500

Усовершенствована методика, учитывающая химико-кинетические особенности процесса горения смеси дизельного топлива и пропана, которая позволяет прогнозировать экономичность и экологическую безопасность тепловозов при работе дизеля с добавкой пропана.

В основу данной методики положен метод равновесного состава, предполагающий равенство количества атомов одноименных элементов, вступающих в реакцию окисления, количеству атомов этих же элементов в конечных продуктах окисления.

Для разработки методики на основании предложенной модели было принято допущение, что содержание серы в топливе равно нулю, кроме того, было принято рассматривать 13 веществ. К ним относятся О, 02, 03, Н, Н2, ОН, Н20, С, СО, С02, N2, N0, N02- Для определения содержания указанных веществ в продуктах сгорания используем три уравнения материального баланса.

aSc = apS0 (1)

ßP=S0/SN (2)

Yp=Sc/S„ (3)

где S0, SN, Sc, SH- число атомов соответствующего элемента.

Выразив число атомов соответствующих элементов через парциальные давления, получаем:

сср(р0 + 2Р02 + ЗР03 + Р0Н + Рн20+ Рсо + 2Рс02 + PNO + 2PN02) =

= а(Рс + Рсо + Рсо2); (4)

ßp(PNoi + 2Pn2 + Pno) = Po + 2P02 + ЗР03 + Рок + Peo + 2PC02 +

+ PN0 + 2PN02; (5)

Ур(Рн + 2Рш + Рот + 2Pfi2o) = Pe + Peo + Рсоз • (6)

Для смеси пропана и дизельного топлива значения констант otp, ßp, ур необходимо вывести из стехиометрического уравнения:

хС + уН + zO +wN = nC02 + шН20 + pN2, (7)

где x=n, y=2m, z=2n +m=2x + y/2.

Отсюда

yp=x/y; 0^=1/(2+1 /2yp). (8)

Для пропана значения этих констант:

Yp = T|A375; (9)

ар = Пп0,3, ' (10)

где Tjn- доля пропана в смеси с дизельным топливом.

Для дизельного топлива значения этих констант:

Ур = т1д0,467; (11)

otp = Т|д0,326, (12)

где Цд- доля дизельного топлива в смеси с пропаном.

Значение константы ßp для пропана и дизельного топлива остается неизменным:

ßp = 0,266.

и

Далее задается связь между полным давлением смеси и парциальными давлениями отдельных компонентов с помощью уравнения Дальтона:

Р = Ро + Ро2 + Роз + Рон + Ршо + Рсо + Рс02 + PN0 + PN02 + РН +

+ P„2 + Pc + PN2. (13)

После определения парциальных давлений продуктов сгорания (Р„ Па) и, при условии постоянства температуры и объема смеси в дизеле в процессе сгорания, определяется относительный объем каждого компонента смеси, Па:

Pi = PVi/V11.c, (14)

где Vnc - объем продуктов сгорания, соответствующий концу видимого сгорания, м3;

V¡ - объем, занимаемый i-м продуктом сгорания, м3;

Р - давление смеси продуктов сгорания, соответствующее максимальному давлению сгорания, Па.

Масса продуктов сгорания определяется по уравнению состояния газов:

PiVn.e = niiRT/jJi> (15)

где m¡ - масса i-ro продукта сгорания, кг;

R- универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль-К); p¡ - молярная масса i-ro продукта сгорания, кг/моль.

Рассмотренная выше методика расчета равновесного состава продуктов сгорания может быть применена для анализа образующихся токсичных веществ при сгорании в цилиндре дизеля дизельного топлива с добавкой пропана. Также данная методика, позволяет вести расчет при варьировании количества пропана.

С целью проверки адекватности разработанной методики был произведен сравнительный анализ экспериментальных данных, полученных на пункте экологического контроля (ПЭК) по приборам газового контроля (IMR-1400) с результатами численных экспериментов по усовершенствованной методике. В качестве экспериментальных данных были взяты результаты замеров уровней выбросов вредных веществ (СО, NOx) 59 тепловозов ЧМЭЗ в локомотивном депо Самара. После обработки данных с помощью программы Statistica были получены средние значения уровней выбросов вредных веществ. Как видно из результатов сравнения (рис.1 и 2) наблюдается удовлетворительная погрешность 15%.

¿а>-м ЗГ

0,21

1.23-

4-1,44?;

2 4 6

Позиция кш[гро;|.;кгр!1

Рис. 1. Концентрация СО в отработавших газах дизеля К6831(Ю11: У1 - результаты измерений на ПЭК; У2 - расчет по методике

ьг/и5

□ШЩ

1,22

ш:

0,2 0,22

3 0,47

,13

М79

0..

Рис. 2. Концентрация N0* в отработавших газах дизеля КбвЗИЖЖ: У1 - результаты измерений на ПЭК; У2 - расчет по методике

В третьей главе обобщены и проанализированы данные, полученные при испытаниях тепловоза ЧМЭЗ при работе на дизельном топливе, а также с замещением 5% дизельного топлива пропаном, подаваемым на вход воздушного

ресивера в условиях станции реостатных испытаний и пункта экологического контроля локомотивного депо Самара.

На рис. 3 приведены зависимости количества оксида углерода при наборе и сбросе позиций контроллера машиниста без подачи пропана и с подачей пропана. В результате проведенных испытаний получено, что выбросы СО с подачей пропана снижаются на 3-6% в зависимости от позиции контроллера машиниста.

1200

1000

800

а 600 О

о

400

200

1

~/> // /

/

Л

-СО, без подачи пропана

(25.11.05г.) -СО, с подачей пропана(25.11.05г) -СО, сброс позиций без подачи пропана СО, сброс позиций с подачей пропана

0 2 4 6 8

позиция контроллера машиниста

Рис. 3. Зависимость уровней выбросов СО от позиции контроллера машиниста тепловоза ЧМЭЗ №4529 с подачей и без подачи пропана

На рис. 4 приведены зависимости выбросов оксидов азота N0* при наборе и сбросе позиций контроллера машиниста без подачи пропана и с подачей пропана. В результате проведенных испытаний получено выбросы оксидов азота N0* с подачей пропана на низких позициях меньше на 2-5%, по сравнению без подачи пропана, а на высоких позициях с подачей пропана выбросы оксидов азота N0* возрастают на 2-3%.

-ЫОх, без подачи пропана

(25.11.05г.) -ЫОх, с подачей пропана

(25.11.05r) - (ЧОх, сброс позиций без подачи пропана ЫОх, сброс позиций с подачей пропана

0 2 4 6 8

позиция контроллера машиниста

Рис. 4. Зависимость уровней выброс® ЫОх от позиции контроллера машиниста тепловоза ЧМЭЗ №4529 с подачей и без подачи пропана

На рис. 5 приведена зависимость мощности от выхода реек топливных насосов. Как следует из рис. 5, при добавке пропана выход рейки топливных насосов уменьшается на малых и средних нагрузках на 3-5%, а при мощности больше 500 кВт на 3%, все это свидетельствует об улучшении процесса горения при подаче пропана.

65

60

55

г 50 £

- 45 40 35 30

-в ыход реек ТНВД без добав ки

пропана -выход реек ТНВД с добав кой пропана

200

400 600 Не, кВт

800

Рис. 5. Зависимость мощности от выхода реек топливных насосов тепловоза ЧМЭЗ №4529

Для оценки влияния добавки пропана на экологические и энергетические характеристики тепловозного дизеля K6S310DR (6ЧН 31/36) были проведены расчеты с помощью приведенной методики и с использованием программы ENGINE.

С учетом известных моделей образования загрязняющих веществ и функциональных связей между составляющими продуктов сгорания целесообразно анализировать соотношения уровней вредных выбросов, среди которых наибольшей информативностью обладают, отношения С02/С0, Н/С, NOx/CO. Проведенные расчеты показали, что использование пропана в качестве добавки к дизельному топливу в диапазоне 5 - 90% приводит к снижению удельного расхода топлива и улучшению экологических показателей. Снижаются выбросы всех нормируемых вредных веществ, за исключением оксидов азота.

Для выявления природы влияния добавок пропана к дизельному топливу были построены зависимости СОг/СО и NOx/CO от Н/С (рис. 6 и 7). Для получения данных были рассчитаны соответствующие отношения для различного количества добавок пропана в диапазоне от 5% до 90%.

Также расчеты, выполненные с помощью предложенной методики и программы EHG1NE на номинальном режиме для маневрового тепловоза ЧМЭЗ, показали хорошую сходимость с результатами, полученными в ходе экспериментальных исследований. Полученные результаты отличаются не более чем на 5 %.

На рис. 8, и 9 вся область построения поделена на три условных зоны. Зоне I соответствует замещение пропаном до 10% дизельного топлива, которое может осуществляться с помощью подачи пропана в воздушный ресивер дизеля. Зоне II соответствует замещение пропаном до 50% дизельного топлива, которое может осуществляться с помощью добавки пропана к дизельному топливу на линии низкого давления дизеля. Зоне III соответствует замещение пропаном до 90% дизельного топлива, которое может осуществляться с помощью двухтопливной системы или комбинированной, т.е. частичной подачи пропана в воздушный ресивер и основного расхода пропана с помощью двухтопливной системы.

Рис. 7. Зависимость соотношения ЖУСС) от Н/С при добавке пропана

Не зависимо от способа подачи при добавке пропана к дизельному топливу снижается удельный расход топлива (рис.8), с уменьшением удельного расхода топлива уменьшаются и выбросы оксидов углерода СО (рис.9).

0,24 I 0,23 ? 0,22

0.2

0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 н/с

—Добавка пропана -»-Экспериментальные данные

Рис. 8. Изменение удельною расхода топлива Ье при изменении соотношения Н/С для дизельного топлива с добавкой пропана

Рис. 9. Взаимосвязь изменения количества СО и удельного расхода топлива Ье для смеси дизельного топлива с пропаном тепловоза ЧМЭЗ

Проведенные расчеты показали, что применение пропана в качестве добавки к дизельному топливу в количестве 30% при работе тепловоза ЧМЭЗ на номинальном режиме снижает удельный расход топлива на 8,6г/кВт-ч, а в количестве 50% уже на

10,3 г/кВт-ч. Одновременно уменьшаются выбросы СО на 7% и 12% соответственно, а также уменьшаются выбросы сажи С на 9% и 14% соответственно. Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о целесообразности применения пропана в качестве добавки к дизельному топливу.

Четвертая глава посвящена разработке систем для подачи пропана в дизель тепловоза и устройства для регистрации режимов работы локомотива с добавками пропана к дизельному топливу.

В главе четыре разработана принципиальная схема газодизеля с системой подачи топлив и принципиальная схема конструктивного выполнения форсунки и топливного насоса высокого давления.

Предложенная система подачи топлива обеспечивает возможность иметь весьма малой дозу запального топлива, так как проблемы с охлаждением форсунки не возникает благодаря подаче через нее сжатого газа, который при расширении охлаждает распылитель форсунки, а также позволяет регулировать количество подаваемого газа в цилиндры газодизеля в результате многокромочного исполнения плунжера топливного насоса.

Также разработана принципиальная схема дизеля тепловоза с системой подачи дизельного топлива с добавками пропана. Предложенная система предназначена для подачи дизельного топлива и пропана в цилиндры газодизеля и может быть реализована на эксплуатируемых и вновь создаваемых тепловозных дизелях. Изменение режимов работы системы обеспечивается автоматической системой управления с помощью электроуправляемых клапанов. Основной особенностью предложенной системы является наличие дополнительного циркуляционного контура в котором топливо и пропан смешиваются в смесителе до поступления в топливный насос высокого давления системы рис 10. Это позволяет использовать данное техническое решение без изменения топливной системы (ТНВД, форсунки). Тем самым система позволяет использовать пропан в смеси с дизельным топливом, причем предварительное смешивание до поступления в цилиндры дизеля улучшает

процесс воспламенения, что приводит к повышению устойчивости работы двигателя.

Для контроля работы локомотива при работе с добавками пропана к дизельному топливу было разработано микропроцессорное устройство регистрации режимов работы локомотива.

Данное устройство позволяет контролировать и настраивать дизель-генераторную установку локомотива при работе с добавкой пропана к дизельному топливу, повысить ресурс работы дизель-генераторной установки локомотива.

тепловоза:

1- топливные насосы высокого давления, 2- топливные форсунки, 3- топливный бак, 4-топливоподкачивающий насос, 5- фильтр грубой очистки, 6- фильтр тонкой очистки, 7- бак с сжиженным нефтяным газом, 8- фильтр грубой очистки газа, 9- подкачивающий насос газа, 10,11-редукционные клапаны, 12- линия отсечки дизельного топлива, 13- дизель, 14- фильтр тонкой очистки газа, 15- дозатор, 16- смеситель, 17 18, 19, 20,21- электромагнитные клапаны, 22,23-вентили перепуска топлива, 24- заправочный вентиль, 25- топливный подогреватель, 26-топливный коллектор, 27- подпорный клапан, 28- подкачивающий насос смеси, 29- расходомер

В пятой главе оценен экономический эффект от замещения 30% дизельного топлива пропаном по экологическим показателям и экономии топлива при эксплуатации тепловоза ЧМЭЗ. Для проведения модельных расчетов были выбраны следующие данные:

Исходные данные к расчету:

дизеля КбЗЗЮЭЯ тепловоза ЧМЭ-3, с замещением 30% дизельного топлива пропаном:

- снижение расхода топлива на- 2,38 %;

- снижение выбросов сажи - до 9 %;

- снижение выбросов оксида углерода - до 7 %.

По тепловозам

- средний суточный расход топлива - 481,8 кг;

- средний часовой расход топлива - 21,9 кг;

- среднемесячный пробег - 3080 км;

- стоимость 1 кг дизтоплива - 16,0 руб;

- стоимость 1 кг пропана 8,0 - руб;

- среднее количество рабочих дней в месяц - 28;

- среднее количество часов в смену -11;

- количество смен в сутки - 2.

(в ценах на топливо и пропан начала 2008г.)

Как показывает расчет экономической эффективности, целесообразность замещения пропаном 30% дизельного топлива, приносит вполне ощутимый экономический эффект, составляющий в расчете на один маневровый тепловоз ЧМЭ-3 - 450225,7 руб. (только за счет снижения расхода и затрат на топливо). Величина суммарного предотвращенного экологического ущерба, связанного с сокращением выбросов вредных веществ за год составляет 3430 руб./год на один тепловоз.

Годовой экономический эффект от внедрения системы подачи пропана в качестве добавки к дизельному топливу за счет снижения расхода топлива и

повышения эффективности использования тепловоза ЧМЭЗ в первый год эксплуатации составляет 238000руб. в год на один тепловоз (в ценах начала 2008г.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Обобщены и проанализированы данные по особенностям применения пропана в качестве добавки к дизельному топливу. Выполнен анализ существующих систем подачи пропана в качестве добавки к дизельному топливу в транспортных дизеля и выявлены их недостатки.

Установлено, что отсутствуют системы подачи пропана в дизель для эффективного использования смеси пропана и дизельного топлива в широком диапазоне режимов работы дизеля.

2. Разработана химико-кинетическая модель процесса горения смеси дизельного топлива и пропана, отличающаяся возможностью анализировать процесс совместного горения дизельного топлива и пропана в широком диапазоне режимов работы дизелей, на основании которой рассчитан качественный состав продуктов сгорания смеси дизельного топлива и пропана в дизеле тепловоза ЧМЭЗ.

3. Усовершенствована методика, учитывающая химико-кинетические особенности процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана, которая позволяет прогнозировать экономичность и экологическую безопасность тепловозов при работе дизеля с добавкой пропана.

4. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования показали, что замещение дизельного топлива пропаном в диапазоне 5-90% при работе тепловоза ЧМЭЗ снижает удельный расход топлива от 1 до 26 г/кВт-ч, уменьшает выбросы СО от 2% до 18%, сажи С от 1,5% до 23%, дымность от 0,5% до 5%.

5. Разработаны аппаратно-программные средства для регистрации параметров работы локомотива с добавками пропана.

Разработаны двухтопливная система подачи пропана в цилиндры дизеля и система подачи пропана в дизельное топливо на линии низкого давления, обеспечивающие дозирование добавок пропана на всем диапазоне работы тепловозного дизеля и автоматический переход на режим работы с добавкой пропана и обратно.

6. Ожидаемый суммарный экономический эффект от замещения в эксплуатации 30% дизельного топлива пропаном составил в расчете на один маневровый тепловоз ЧМЭ 3 - 450225,7 руб (в ценах начала 2008г.). Величина суммарного предотвращенного экологического ущерба, связанного с сокращением выбросов вредных веществ за год составляет 3430 руб./год. Годовой экономический эффект от внедрения системы подачи пропана в качестве добавки к дизельному топливу составит 238000руб. в первый год эксплуатации на один тепловоз ЧМЭЗ (в ценах начала 2008г.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Муратов A.B. Комбинированные системы топпивоподачи тепловозного дизеля [Текст] / A.B. Муратов // Межвузовский сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых. - Самара : СамГАПС, 2004. - С.51.

2. Муратов A.B. Модернизация системы подачи газа в цилиндры маневрового тепловоза [Текст] / A.B. Муратов // Сборник научных трудов студентов и аспирантов СамГАПС. - Самара : СамГАПС, 2005. - С.25-26.

3. Муратов A.B. Разработка системы подачи газа в цилиндры маневрового тепловоза [Текст] / A.B. Муратов // Тезисы докладов XXXI самарской областной научной конференции. - Самара: СамГАПС, 2005. - С 193.

4. Муратов A.B. Применение природного газа на тепловозах в качестве моторного топлива [Текст] / A.B. Муратов // 2-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» -Самара : СамГАПС, 2006 - С. 259-260.

5. Муратов А. В. Применение углеводородных газов в двигателях внутреннего сгорания [Текст] / A.B. Муратов, A.A. Мишкин //Дни студенческой науки : сб. науч. тр. студентов и аспирантов. - Самара: СамГАПС, 2006 - С. 55

6. Муратов А. В. Применение сжиженного нефтяного газа в дизеле тепловоза [Текст] / А.В.Муратов, A.A. Мишкин // 3-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» -Самара : СамГАПС, 2006 - С. 107-108.

7. Муратов A.B. Влияние добавок водородосодержащих газов на уровни выбросов вредных веществ дизелями тепловозов [Текст] / A.B. Муратов и другие // Известия Самарского научного центра российской академии наук. Специальный выпуск «Проблемы железнодорожного транспорта на современном этапе развития» -Самара : Самарский научный центр Российской академии наук, 2006 - С.239-241.

8. Носырев Д.Я. Оценка влияния добавок пропана на выбросы вредных веществ дизеля маневрового тепловоза [Текст] / ДЛ.Носырев, A.B. Муратов // Известия Самарского научного центра российской академии наук. Специальный выпуск «Перспективы и направления развития транспортной системы»- Самара : Самарский научный центр Российской академии наук, 2007 - С. 123-125.

9. Муратов A.B. Анализ кинетики горения углеводородов в дизелях и разработка химико-кинетической модели горения смеси топлива и пропаносодержащих газов [Текст] / A.B. Муратов и другие // Надежность железнодорожной техники и управление: материалы научно-практической конференции (11-12 апреля 2007г., г. Самара). - Самара: СамГУПС, 2007. - С. 81-82

10. Муратов A.B. Основные виды альтернативных топлив и перспективы их применения на железнодорожном транспорте [Текст] / A.B. Муратов, A.A. Мишкин // Надежность железнодорожной техники и управление: материалы научно-практической конференции (11-12 апреля 2007г., г. Самара). - Самара : СамГУПС, 2007. - С.99-100.

11. Патент 50258 Российская Федерация. Топливоподающая система газодизеля с внутренним смесеобразованием [Текст] / Носырев Д.Я., Муратов A.B., Бочаров A.A.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения; опубл. 27.12.2005 Бюл. №36.

12. Патент 57832 Российская Федерация. Система топливоподачи газодизеля с внутренним смсеобразованием [Текст] / Носырев Д.Я., Муратов A.B.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения; Опубл. 27.10.2006 Бюл. №30.

13. Патент 59809 Российская Федерация. Устройство для регистрации режимов работы локомотива [Текст] / Носырев Д.Я., Муратов A.B., Шмойлов А.Н.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения; Опубл. 27.12.2006 Бюл. №22.

14. Свечников A.A . Перспективные направления экономии топлива при тепловозной тяге [Текст] /' A.A. Свечников, A.B. Муратов, Д.Я. Носырев // «Trans-Mech-Art-Chem» // Труды 5 Международной научно-практической конференции - М.: МИИТ, 2008 - С.204-206.

Кроме перечисленных работ, в диссертации использованы материалы еще 7 научных публикаций автора

Экономичность и экологическая безопасность тепловозов при добавке пропана

Муратов Алексей Владимирови

к дизельному топливу

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Подписано в печать 21.01.2009 г. Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. печ. листов 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 6.

Отпечатано в Самарском государственном университете путей сообщения. 443022, Самара, Заводское шоссе, 18.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР РАБОТ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ НА ТРАНСПОРТЕ.

1.1 Основные виды альтернативных топлив и перспективы их применения на транспорте.

1.2 Предпосылки и целесообразность применения пропана на ^q транспорте.

1.3 Способы применения пропана в качестве добавки к дизельному топливу.

1.4 Системы топливоподачи пропана газодизельных ^q двигателей.

1.5 Постановка задач исследования.

Выводы.

2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ С ДОБАВКОЙ ПРОПАНА.

2.1 Особенности механизма горения дизельного топлива с ^ добавкой пропана в дизеле

2.2 Химико-кинетическая модель процесса горения ^ дизельного топлива с добавкой пропана в дизеле

2.3 Разработка методики расчета количества продуктов ^ сгорания дизельного топлива с добавкой пропана в дизелях.

2.4 Определение параметров рабочего процесса тепловозных дизелей ^ при работе на дизельном топливе с добавкой пропана.

2.5 Проверка адекватности методики по экологическим показателям 59 работы дизеля тепловоза.

Выводы. '

3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК ПРОПАНА НА РАБОТУ ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ 3.

3.1 Сравнительный анализ влияния добавок пропана на работу ^ дизеля тепловоза ЧМЭ 3.

3.2 Оценка влияния добавки пропана на работу дизеля тепловоза

ЧМЭ 3. 91 Выводы.

4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ПОДАЧИ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ.

4.1 Разработка системы подачи пропана в цилиндры дизеля с применением двухтопливной форсунки.

4.2 Разработка системы подачи пропана в дизельное топливо на ^ ^ линии низкого давления дизеля.

4.3 Разработка устройства для регистрации режимов работы ^^ локомотива с добавками пропана к дизельному топливу.

Выводы.

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ 3.

Выводы.

Железнодорожный транспорт России, выполняя технологические функции перемещения большого объема грузов на значительные расстояния, является энергоемкой сферой промышленного производства. В тоже время развитие и нормальное функционирование экономики нашей страны невозможно без железнодорожного транспорта, основной задачей которого является удовлетворение народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности работы транспортной системы.

Осуществляя основные для государства объемы перевозок, железнодорожный транспорт России, естественно, является одним из крупных и стабильных транспортных потребителей энергоресурсов, ежегодно расходуя 5-6% вырабатываемой в стране электроэнергии и до 6% дизельного топлива, или в натуральных показателях: свыше 40 млрд. кВт-ч электроэнергии, 3 млн. т дизельного топлива, 4,5 млн. т угля, до 1 млн. т мазута, почти 1 млн. м сжатого газа и 170 тыс. тонн бензина [35,71,115].

Превалирующим энергоносителем для тяги и эксплуатационных нужд в энергобалансе отрасли является электроэнергия (более 50%), дизельное топливо составляет - 18%, уголь и мазут — 20% (соответственно - 14,6 и 5,3%).

Затраты на приобретение топливно-энергетических ресурсов составляют в целом по сети ~ 11,2% от общесетевых эксплуатационных расходов или около 60,0 млрд. руб., из них непосредственно на тягу поездов расходуется -72,2% и 27,8% на нетяговые нужды.

На осуществление тяги поездов тепловозами расходуется примерно 3 млн. т дизельного топлива в год.

Снабжение тепловозов дизельным топливом осуществляется с все возрастающим напряжением в связи с постоянно увеличивающимся его дефицитом и ростом стоимости. Так, цена дизельного топлива для тепловозов с конца 2000г. возросла с 5 тыс. до 18-20 тыс. руб. за тонну на данный момент. В связи с этим возникает необходимость в обеспечении устойчивого снабжения тепловозов моторным топливом в настоящее время и в перспективе, а также в снижении расходов на его приобретение [21,22,107].

Необходимое условие существенных сдвигов в области экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) - это применение более дешевого и менее дефицитного альтернативного топлива на тепловозах в качестве моторного топлива.

Это мероприятие преследует несколько целей: экономию средств на приобретение топлива, поскольку цена эквивалентного количества газа значительно до (50%) ниже, чем дизельного топлива; снижение вредных выбросов в атмосферу с выпускными газами дизелей, так как при работе на природном газе их токсичность значительно ниже, чем при работе на дизельном топливе, а дымность (сажа) меньше на порядок; обеспечение устойчивого топливоснабжения тепловозов в перспективе с учетом динамики изменения добычи нефти и газа, их сравнительных запасов и прогнозов истощения месторождений.

Эту и другие задачи призвана решать отраслевая Программа ресурсосбережения. В период экономических реформ разработанные федеральные и отраслевые целевые программы развития всех видов транспорта, реализация которых должна была обеспечить эффективное удовлетворение потребностей экономики и населения в перевозках грузов и пассажиров в рыночных условиях, на практике в должной мере не улучшили ситуацию, а напротив, перевод транспортной отрасли на коммерческую основу и сокращение выделяемых ей государственных инвестиций, существенно обострили проблемы развития отрасли [81].

В декабре 2001г. постановлением №848 Правительство РФ утвердило Федеральную целевую программу «Модернизация транспортной системы России (2001-2010гг.)». Одна из подпрограмм этой программы -«Железнодорожный транспорт». Данная подпрограмма содержит ряд проектов - отраслевых программ по развитию конкретных хозяйств железнодорожного транспорта. В их числе программа «Реорганизация и развитие отечественного локомотиво- и вагоностроения, организация ремонта и эксплуатации пассажирского и грузового подвижного состава на период 2001-2010гг.», включающая: реорганизацию системы эксплуатации и ремонта подвижного состава и др. [84].

Проблема энергосбережения приобрела в настоящее время стратегическое значение. Это подтверждается принятым в последние годы Правительством РФ рядом постановлений, в том числе от 17 ноября 2001г. №796, которым утверждена федеральная программа «Энергоэффективная экономика на 2002-2005годы и на перспективу до 2010года». Цель программы -снижение энергоемкости всех отраслей экономики.

Для железнодорожного транспорта снижение энергоемкости перевозок — один из главных факторов конкуренции на рынке транспортных услуг. С учетом этого, а также в соответствии с «Основными положениями энергетической стратегии России на период до 2020г.» указанием МПС России от 26, ноября 2002г. №187у предусмотрена разработка энергетической стратегии железнодорожного транспорта, ориентированная на всесторонне ресурсосбережение.

Анализ технических средств и технологий железнодорожной энергетики, к которым относятся все устройства, потребляющие или генерирующие энергию в технологических процессах работы железнодорожного транспорта, показал, что их исходное состояние в большинстве своем в настоящее время характеризуется высокой степенью физического и морального износа, высокой энергоемкостью и малой энергоэффективностью. Пассажирские и грузовые локомотивы, эксплуатируемые на сети железных дорог России, построены по техническим требованиям 1960-70-х годов. Значительная часть инвентарного парка локомотивов полностью выработала свой ресурс и требует обновления. Так, в целом по сети на 1 января 2003г. выработали установленный срок службы 37% грузовых тепловозов, 17% пассажирских тепловозов. Применение морально устаревших энергоустановок первого и второго поколения с низкими конструктивными и эксплуатационными КПД влечет за собой не только повышение расхода энергии в рабочих режимах, но и дополнительное повышение энергозатрат на эксплуатацию и ремонт технических средств. В связи с недостаточностью мощностей предприятий по выпуску новых локомотивов предусматривается модернизация существующего подвижного состава с продлением его срока службы до 40-45 лет. Всего в 2004-2010гг. планируется модернизировать 4,5 тыс. секций магистральных и маневровых тепловозов [56,80].

Многие мероприятия в разной мере уже находят применение на сети дорог в рамках реализации ежегодных программ энергосбережения, одно из таких мероприятий является создание газотепловозов.

Работы по созданию газотепловозов были начаты в конце 80-х годов. На Луганском тепловозостроительном заводе были построены три опытных газодизельных тепловоза: два 2ТЭ10Г и один 2ТЭ116Г. Каждый газотепловоз состоит из двух тяговых секций и одного тендера с двумя криогенными емкостями для размещения сжиженного природного газа. На тепловозах 2ТЭ10Г в качестве силового агрегата применен двухтактный газодизель типа 1 ОД 100 постройки Харьковского завода, на тепловозе 2ТЭ116Г -четырехтактный дизель типа Д49 постройки Коломенского завода. Испытания этих газотепловозов показали необходимость доводки газодизелей обеих серий. Выявлен ряд недостатков в конструкции криогенного тендера. В последующие годы газотепловозы 2ТЭ10Г оказались в собственности Украины, и их доводка не производилась. Работы по газодизелю 1ГДГ тепловоза 2ТЭ116Г велись при ограниченном финансировании, однако позволили найти технические решения, обеспечивающие модернизированную доводку. В настоящее время во ВНИИЖТе ведутся испытания газодизеля. При выделении необходимых средств создание опытного газотепловоза может быть завершено в кратчайшие сроки [104,105].

В 2003 г. по указанию Министерства путей сообщения был разработан проект комплексной программы, включающий мероприятия по переоборудованию тепловозов для работы на сжатом и сжиженном газе, газоснабжению и развитию деповского хозяйства.

На основании анализа полигонов тепловозной тяги, парка тепловозов и расположения сети газопроводов выбраны участки на 12 железных дорогах, определены 73 депо с эксплуатационным парком 1504 магистральных тепловозов (типа 2ТЭ116, 2ТЭ10) и 2089 маневровых тепловозов (серий ЧМЭЗ, ТЭМ2), которые с учетом имеющихся технических решений могут быть переведены на газомоторное топливо.

Помимо научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ и переоборудования тепловозов, предусматривается реконструкция локомотивных депо и строительство газонаполнительных компрессорных станций. Для эксплуатации магистральных и маневровых тепловозов должно быть оборудовано 38 локомотивных депо и 29 депо только для обслуживания маневровых газотепловозов [103,107].

В соответствии с Совместным протоколом ОАО 1 «РЖД» и Администрации Свердловской области от 3 марта 2004 г. разработана программа опытной эксплуатации тепловозов Свердловской железной дороги на КПГ (компримированном природном газе) и СПГ (сжиженном природном газе). От ОАО «Газпром» в программе принимает участие ООО «Уралтрансгаз». Программа предусматривает газификацию тепловозов ЧМЭ-3, ТЭМ-2, ТЭМ-7, 2ТЭ-116. в частности будет осуществлен перевод двух тепловозов ЧМЭ-3 на КПГ, а также тепловозов ТЭМ2, 2ТЭ-16 и ТЭМ7 на СПГ (по две единицы) [84].

Программа организации на полигоне Свердловской железной дороги опытной эксплуатации тепловоза на сжиженном и сжатом природном газе» была принята в октябре 2004 года. В рамках программы задействовано свыше 18 российских машиностроительных компаний. Отраслевых научно-исследовательских институтов, опытно-конструкторских бюро.

Программа создания и освоения производства новых локомотивов в 2004-2010 гг.» ОАО «Российские железные дороги РЖД» предусматривает разработку и серийное производство новых серий локомотивов, работающих с использованием газа ТЭМ-18Г, ТГЭ-40, ТГЭМ-10, строительство комплекса сжижения природного газа на газораспределительной станции в городе Верхняя Салда, создание кустовой базы хранения (резервирования) СПГ « Медведево» на основе хранилища жидкого водорода криогенной испытательной базы НИИ машиностроения, города Нижняя Салда, строительство пунктов заправки газотепловозов в депо Свердловск - сортировочный и депо Егоршино, приобретение средств заправки СПГ [115].

В результате выполнения программы также будет создана база для обучения и ознакомления широкого круга специалистов с технологией работы газотепловозов в условиях эксплуатации.

Проведенная предварительная технико-экономическая оценка окупаемости проекта газификации тепловозов показала, что затраты ОАО «РЖД» по переоборудованию локомотивов и приспособлению деповского хозяйства окупятся для магистральных газотепловозов через 7 лет. Для маневровых тепловозов через 5-9 лет. На отдельных участках железных дорог срок окупаемости может быть существенно меньшим.

Стоимость работ по внедрению маневровых и магистральных газотепловозов на сети ОАО «РЖД» составляет 26684,2 млн. руб. [107].

Всё это предполагает проведение всесторонних научных исследований, направленных на повышение экономичности и эффективности работы газотепловозов в эксплуатации.

Двухлетняя опытная эксплуатация маневрового газотепловоза ТЭМ18Г, работающего на компримированном природном газе, показала не только его работоспособность, но и надежность, безопасность, а также высокую экономичность и экологичность.

Запуск, работа на холостом ходу и первых трех позициях данного тепловоза осуществляется на дизельном топливе, а, начиная с 4-й позиции контроллера, двигатель тепловоза переходит в газодизельный режим. Запас газа хранится в стандартных баллонах, расположенных под рамой тепловоза на месте топливного бака и обеспечивает работу тепловоза в зависимости от рода выполняемой работы в течение 2,5 - 3 суток. Дизельное топливо в количестве 3,2 т размещается в 4-х топливных баках, крепящихся к раме тепловоза.

Учитывая, что в парке дорог имеется большое количество маневровых тепловозов ЧМЭЗ, на Брянском машиностроительном заводе опытно переоборудуют локомотив этой серии для работы на природном газе. Затраты на модернизацию почти в 2 раза ниже стоимости нового газотепловоза.

Замещение дизельного топлива газом до 50% позволяет снизить затраты в эксплуатационных расходах на топливо до 25%. Токсичность выхлопных газов при этом уменьшается в 1,5 - 2,2 раза, а дымность практически отсутствует, что крайне важно для работы маневровых локомотивов в местах компактного проживания людей.

Потенциальные возможности перевода тепловозов на природный газ оцениваются следующим образом; в 12 отделениях железных дорог, прилегающих к газопроводам, на КПГ/СПГ могут работать 1,5 тыс. магистральных и 2 тыс. маневровых тепловозов; общее годовое замещение дизельного топлива может составить около миллиона тонн; расход природного газа оценивается в 1,2 млрд. м в год.

Таким образом, газификация тепловозов позволяет обеспечить их устойчивое снабжение моторным топливом при значительной экономии средств на его приобретение, а также улучшает экологическую обстановку в районах эксплуатации газотепловозов [16,56,103,104, ].

Программа освоения и производства новых локомотивов в 2004 - 2010 гг.» ОАО «Российские железные дороги», а также «Белая книга» ОАО «Российские железные дроги» стратегические направления научно-технического развития ОАО «РЖД» на период до 2015г. предусматривают разработку и серийное производство новых серий локомотивов, работающих с использованием природного газа табл. 1. 1 [1,115].

Таблица 1. 1

Программа локомотивостроения

Типы газовых локомотивов ГОДЫ

2005 2006 2007 2008 2009 2010 всего

Маневровый тепловоз ТЭМ18Г наКПГ 2 3 10 13 11 7 46

Магистральный газотурбовоз ТГЭ40 на СПГ Маневровый газотурбовоз ТГЭМ-10 наКПГ - - 1 - 2 4 7

- 1 - 2 4 8 15

Проведенные научные исследования в области применения альтернативных видов топлива на тепловозных дизелях в эксплуатации позволили повысить их топливную экономичность. Однако достигнутого уровня недостаточно для достижения высоких показателей по экономичности и экологичности дизеля, а также эксплуатационных характеристик. Поэтому исследование путей повышения топливной экономичности тепловозных дизелей за счет использования альтернативных видов топлива является актуальной задачей.

Диссертационная работа подготовлена по результатам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенных на кафедре «Локомотивы» Самарского государственного университета путей сообщения при непосредственном участии автора в период с 2005 по 2008 годы. Исследования проводились в соответствии с постановлением Правительства РФ №796 от 17.11.2001г., которым утверждена федеральная программа

Энергоэффективная экономика на 2002-2005годы и на перспективу до 2010года» и указаниями МПС России №187у от 26.11.2002г. «Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020г.» в которой предусмотрена разработка энергетической стратегии железнодорожного транспорта, ориентированная на всестороннее ресурсосбережение.

Цель н задачи исследований

Целью исследования является: Изучение влияния добавок пропана к дизельному топливу на экономичность и экологическую безопасность тепловозов. Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Проанализировать различные способы применения пропана для дизелей в качестве добавки к дизельному топливу и выбрать наиболее оптимальный по затратам и эффективности.

2. Выявить особенности и механизмы горения дизельного топлива с добавкой пропана в дизелях тепловозов, усовершенствовать методику расчета количества продуктов сгорания тепловозных дизелей при работе на дизельном топливе с добавкой пропана.

3. Провести расчетно-экспериментальные исследования влияния добавок пропана на работу дизелей тепловоза ЧМЭЗ.

4. Разработать системы для использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу на тепловозе и системы для контроля режимов работы локомотива с добавками пропана.

5. Рассчитать экономический эффект от использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу тепловоза ЧМЭЗ.

Методы исследований

При выполнении работы применялись экспериментальные методы, методы математического моделирования, методы математической статистики, методы планирования и обработки результатов натурного эксперимента, регрессионного анализа. При построении графических зависимостей в двух и трех координатных осях использовались пакеты программ Microsoft Excel, Statistica, MathCAD, Math lab и др.

Экспериментальный материал получен по результатам обследования и регистрации теплоэнергетических параметров на маневровых тепловозах ЧМЭЗ при добавке пропана в дизельное топливо (локомотивное депо Самара)

Научная новизна

• Разработана химико-кинетическая модель процесса горения смеси дизельного топлива и пропана, отличающаяся возможностью анализировать процесс совместного горения дизельного топлива и пропана в широком диапазоне работы дизелей, на основании которой рассчитан качественный состав продуктов сгорания дизельного топлива с добавкой пропана в тепловозном дизеле ЧМЭЗ.

• Усовершенствована методика, учитывающая химико-кинетические особенности процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана, которая позволяет прогнозировать экономичность и экологическую безопасность тепловозов при работе дизеля с добавкой пропана.

Практическая ценность

Разработаны и защищены патентами РФ:

1. Устройство для регистрации режимов работы локомотива позволило проводить длительный эксплуатационный мониторинг режимов работы тепловозов и оценивать нагрузочные режимы при работе дизеля на дизельном топливе с добавкой пропана в условиях реальной эксплуатации.

2. Система подачи пропана в цилиндры дизеля тепловоза с применением двухтопливной форсунки позволила регулировать количество подаваемого газа в цилиндры дизеля и повысить воспламеняемость и полное сгорание топлива в цилиндрах дизеля.

3. Система подачи пропана в дизельное топливо на линии низкого давления дизеля позволила улучшить процесс воспламенения, устойчивость работы дизеля, повысить КПД и мощность.

Реализация результатов работы

Основные теоретические положения, методы исследований, практические результаты, полученные в диссертационной работе, широко используются на Куйбышевской железной дороге - филиале ОАО «РЖД». Результаты работы реализованы в технологии текущего ремонта и технического обслуживания тепловозных дизелей в локомотивном депо Самара.

Апробация работы

Основные материалы диссертации поэтапно докладывались, обсуждались и получили одобрение на XXXI самарской областной научной конференции (г. Самара, 2005г., СамГАПС), на научно-практической конференции «Инновационные проекты, новые технологии и изобретения» (г. Москва, ВНИИЖТ 2005г.), на второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г.Самара, 2005г., СамГАПС), на третей международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г. Самара, 2006г., СамГАПС), на международной научно-технической конференции «Перспективы и направления развития транспортной системы», (г. Самара, 2007г., СамГУПС), на международном научно-техническом конгрессе по двигателестроению «Двигатели 2008» (г. Москва, 2008г., АССАД), на пятой международной научно-практической конференции «TRANS-MECH-art-chem» (г. Москва, 2008г., МИИТ) и др.

Публикации

По теме диссертации опубликована 21 научная работа, статей - 16 из них 2 в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК, тезисов докладов на конференциях - 2, патентов на полезную модель - 3.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Материалы диссертации содержат страниц основного текста 121, рисунков 34, 6 таблиц и приложения на 24 страницах. Список использованных источников содержит 115 наименований. Общий объем работы 157 страниц.

выводы

1. Разработано устройство для регистрации режимов работы локомотива позволяющее проводить длительный эксплуатационный мониторинг режимов работы тепловозов и оценивать нагрузочные режимы при работе дизеля на смеси дизельного топлива и пропана в условиях реальной эксплуатации.

2. Разработана система подачи пропана в цилиндры дизеля с применением двухтопливной форсунки позволяющая регулировать количество подаваемого пропана в цилиндры дизеля и повысить воспламеняемость и полное сгорание топлива в цилиндрах дизеля воспламеняемость

3. Разработана система подачи пропана в дизельное топливо на линии низкого давления дизеля позволяющая улучшить процесс воспламенения, устойчивость работы дизеля, повысить КПД и мощность.

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ 3

Произведем расчет экономического эффекта от использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу по технико-экологическим показателям и экономии топлива при эксплуатации тепловоза ЧМЭЗ. При использовании АС ENGINE в результате проведенных модельных расчетов были определены технико-экологические параметры дизеля K6S310DR Исходные данные к расчету: дизеля K6S310DR тепловоза ЧМЭЗ, с замещением 30% дизельного топлива пропаном:

- снижение расхода топлива на— 2,38 %;

1. «Белая книга» ОАО «РЖД» Стратегические направления научно-технического развития ОАО «РЖД» на период до 2015 г.

2. Боксерман, Ю. И. Перевод транспорта на газовое топливо./ Боксерман Ю. И., Мкртычан Я. С., Чириков К. Ю. М.: Недра, 1988, 220 с.

3. Булыгин Ю.И. Основы моделирования внутрицилиндровых процессов и токсичности дизелей тепловозов: Дис. док. тех. наук: 05.04.02 -Ростов-на-Дону, 2006-328 с.

4. Варгафтик, Н.Б. справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.- М.: Гос. изд. физ. мат. лит., 1963. 708 с.

5. Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты. Образование загрязняющих веществ / Варнатц Ю., Маас У., Диблл Р.; пер. с англ. Г.Л. Агафонова; под ред. П.А. Власова. М.: Физматлит, 2003.-352с.

6. Виноградский, В.Л. Регулирование дизеля изменением физико-химических свойств топлива добавкой СНГ. Дис. канд. техн. наук: 05.04.02.-М., 2002- 165 с.

7. Гильермо Лира Качо. Повышение экологических и экономических качеств автотракторных дизелей в Перу, путем добавки сжиженного нефтяного газа: Дис. канд. тех. наук: 05.04.02. М., 1992-201 с.

8. Горбунов, В.В. Ресурсосбережение нефтяных дизельных топлив и снижение дымности отработавших газов автомобильного дизеля применением смесевых топлив: Дис. канд. тех. наук: 11.00.11. Омск, 1999-179 с.

9. ГОСТ Р 50953-96 "Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов магистральных и маневровых тепловозов. Нормы и методы определения".

10. Ю.Гурвич, Л.В. Термодинамические свойства индивидуальных веществ/ под ред. Л.В. Гурвич. М., 1962. 1480 с.

11. Gupta, А. К. et al. Model for oredicting air-fuel mixing and combustion for direct injection diesel engine //SAE Techn. Pap. Ser. N 860331. — 1986. — S. 1-19.

12. Даутов, Н.Г. Численное исследование детонации в метано- и водородовоздушных смесях за ударными волнами./ Даутов Н.Г., Старик A.M. // Физика горения и взрыва, 1996, т.32, №1- С.95-110.

13. Дизели. Справочник. Л. Машиностроение, под редакцией Ваншейдта, 1977, 480 с.

14. Звонов, В.А. Метанол как топливо для транспортных двигателей// Звонов В.А., Черных В.И., Балакин В.К.// Харьков: основа, 1990 -148 с.

15. Иванов, В.Н., О механизме сгорания дисперсных топливных систем/ Иванов В.Н., Радовицкий И.В., Ценев В.А. // Химия и технология топлив и масел. 1985. - №6. - С.28-29.

16. Камышников, О.В. Применение СНГ для организации газодизельного процесса с внутренним смесеобразованием: Дис. канд. тех. наук: 05.04.02.-М., 2003-151 с.

17. Карянин, В. И. Энергосберегающие техника и технологии // Локомотив 2004 - №4- С.7-11.

18. Карянин, В. И. Энергосберегающие техника и технологии // Локомотив 2004 - №8 - С. 2-7.

19. Кондратьев, В.Н. Константы скоростей газофазных реакций. М.,1970-351 с.

20. Кондратьев, В.Н. Кинетика и механизм газофазных реакций/ Кондратьев В.Н., Никитин Е.Е. М.: «Наука», 1974 351с.

21. Кондратьев, В.Н. Свободные радикалы активная форма вещества. М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1960 - 56 с.

22. Корнев, Н.Н. Топливная экономичность тепловоза в эксплуатации/ Н.Н. Корнев, Н.А. Фуфрянский М.: Транспорт, 1974. - 56 с.

23. Коссов, Е.Е. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель-генераторов/ Е.Е. Коссов, С.И. Сухопаров М.: Интекст, Труды ВНИИЖТа, 1999.- 183 с.

24. Кузьмич, В. Д. Тепловозы: Основы теории и конструкции / Кузьмич В. Д., Бородулин И. П., Пахомов Э. А. и др.,: Под ред. Кузьмича В. Д. 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991. - 352 с.

25. Леонов, И.В. Способы применения сжиженного нефтяного газа в качестве топлива на транспорте/ Леонов И.В., Марков В.А., Шатров В.И. // Грузовик, 2000 №12, - с 4-8.

26. Лопатин, О.П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного дизеля 44 11,0/12,5 при работе на природном газе путем применения рециркуляции отработавших газов: Дис. канд. тех. наук: 05.04.02. Киров, 2004-200 с.

27. Лукачев, С.В. Образование и выгорание бенз(а)пирена при сжигании углеводородных топлив./ Лукачев С.В., Горбатко А.А., Матвеев С.Г. -М.: Машиностроение, 1999. 153 с.

28. Лурье, В.А. ИНТ «Двигатели внутреннего сгорания» т. 4/ Лурье В.А., Мангушев В.А., Маркова И.В., Черняк Б.Я.// М.:ВИНИТИ, 1985 - 284 с.

29. Максимально задействовать резервы // Локомотив. 2003. -№6. - С. 24.

30. Мамедова, М.Д., Работа дизеля на сжиженном газе. М.: Машиностроение. 1980. 60 с.

31. Марков, В.А. Топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей./ Марков В.А., Козлов С.И. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. - 296 с.

32. Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и д./ Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

33. Медведев, Е.В. Повышение эффективности неустановившихся режимов работы дизеля 84 13/14 добавкой СНГ к топливу: Дис. канд. тех. наук: 05.04.02. М., 2004-126 с.

34. Меркурьев, Г. Д. Смазочные материалы на железнодорожном транспорте./ Меркурьев Г.Д., Елисеев Л.С. М.: Транспорт, 1985. - 255 с.

35. Методика расчета величины платы за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ от тепловозов Ростов - на - Дону, Экология транспорта, 1999. Кривоносова О.Э. и др. //Химия плазмы. М., 1987. Вып. 14. С.З.

36. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ от тепловозов в атмосферу. РД 32.94 97.

37. Мишкин, А.А., Эффективность применения водорода в двигателях внутреннего сгорания/ Мишкин А.А., Муратов А.В.// Дни студенческой науки: сб. науч. тр. студентов и аспирантов — Самара: СамГАПС, 2006 -С. 55-56

38. Муратов, А.В. Комбинированные системы топливоподачи тепловозного дизеля / Муратов А.В.// Межвузовский сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых.- Самара: СамГАПС, 2004.-С.51.

39. Муратов, А.В. Применение природного газа основное направление в тепловозостроении / Муратов А.В.// Сборник научных трудов студентов и аспирантов СамГАПС. - Самара: СамГАПС, 2005.- С.2425.

40. Муратов, А.В. Модернизация системы подачи газа в цилиндры маневрового тепловоза/ Муратов А.В.// Сборник научных трудов студентов и аспирантов СамГАПС. Самара: СамГАПС, 2005.- С.2526.

41. Муратов, А.В. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / Муратов А.В.// Тезисы докладов XXXI самарской областной научной конференции. — Самара: СамГАПС, 2005.- С 190.

42. Муратов, А.В. Разработка системы подачи газа в цилиндры маневрового тепловоза/ Муратов А.В.// Тезисы докладов XXXI самарской областной научной конференции. Самара: СамГАПС, 2005.-С 193.

43. Муратов, А.В. Применение природного газа на тепловозах в качестве моторного топлива / Муратов А.В.// 2-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» Самара: СамГАПС, 2006 - С. 259260.

44. Муратов, А. В. Применение углеводородных газов в двигателях внутреннего сгорания/ Муратов А.В., Мишкин А.А.// Дни студенческой науки: сб. науч. тр. студентов и аспирантов Самара: СамГАПС, 2006 -С. 55

45. Муратов, А. В. Применение сжиженного нефтяного газа в дизеле тепловоза / Муратов А.В., Мишкин А.А.// 3-я Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» Самара: СамГАПС, 2006 — С. 107108.

46. Miyauchi, Т. et al. // Symp. Int. Combust. Proc. 1977. V.16. P. 1073.

47. Назаров, О. H. перспективный подвижной состав: проблемы и решения // Локомотив 2005 - №1 - С. 5-9.5 7.Новиков, JI. А. Основные направления создания малотоксичных транспортных двигателей /Двигателестроение.-2002.-№2.-С.23, 24, 26, 27.

48. Носырев, Д.Я. Перспективы создания дизелей работающих на топливе с добавками./ Носырев Д.Я., Муратов А.В. // Сборник тезисов научнотехнического конгресса по двигателестроению НТКД-2008- Москва: Союз авиационного двигателестроения, 2008 С.47-48.

49. Носырев, Д.Я. Выбросы вредных веществ локомотивными энергетическими установками: Монография./ Носырев Д.Я., Скачкова Е.А., Росляков А.Д. // М.: Маршрут, 2006.- 248 с.

50. Носырев, Д.Я. Экологическая безопасность тепловозных дизелей в эксплуатации: Учебное пособие./ Носырев Д.Я., Сковородников Е.И., Скачкова Е.А., Росляков А.Д. // Самара: СамГАПС, 2004.- 139 с.

51. Носырев, Д.Я. Основы технического диагностирования тепловозов. Учебное пособие для студентов. / Носырев Д.Я. Павлович Е.С., ПросвировЮ.Е., Плохов Е.М. Самара: СамИИТ, 1993. -68с.

52. Носырев, Д.Я. Научные основы контроля и диагностирования тепловозных дизелей по параметрам рабочих процессов/ Носырев Д.Я., Тарасов Е.М., Левченко А.С. Самара: СамИИТ, 2001.-174 с.

53. Нотик, 3. X. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЭЗТ, ЧМЭЗЭ: Пособие машинисту. -М.: Транспорт, 1996. 444 с.70.0рлин А.С. Расчет рабочих процессов в двигателях внутреннегос сгорания. Справочное пособие. М., 1958 - 124 с.

54. Основные направления развития и социально экономической политики железнодорожного транспорта на период 2005 года // Локомотив. -1996. -№7. С. 2-5.

55. Основы горения углеводородных топлив/ Под ред. JI.H. Хитрина. М., 1960. 546 с.

56. Патент на полезную модель № 50258 Опубл. 27.12.2005 Бюл. №36. Топливоподающая система газодизеля с внутренним смесеобразованием. / Носырев Д.Я., Муратов А.В., Бочаров А.А.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения.

57. Патент на полезную модель №57832 Опубл. 27.10.2006 Бюл. №30 Система топливоподачи газодизеля с внутренним смсеобразованием./ Носырев д.Я., Муратов А.В.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения.

58. Патент на полезную модель №59809 Опубл. 27.12.2006 Бюл. №22 Устройство для регистрации режимов работы локомотива./ Носырев Д.Я., Муратов А.В., Шмойлов А.Н.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. академия путей сообщения.

59. Патент на полезную модель № 2207441 Опубл. 27.03.2003 Бюл. №14 способ питания газодизеля. / Фурман В.В., Коссов Е.Е.; заявитель и патентообладатель ОАО «Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика».

60. Патрахальцев, Н.Н. Возможности организации газодизельного процесса с внутренним смесеобразованием на базе дизеля 84 13/14/

61. Патрахальцев Н.Н., Гусаков С.В., Медведев Е.В. // Двигателестроение, 2004-№3 с 10-13

62. Патрахальцев, Н.Н. Сжиженный нефтяной газ для улучшения качеств дизелей./ Патрахальцев Н.Н., Горбунов В .В.,// Грузовик, 1999 №12 - с 23-26.

63. Пехтерев, Ф.С. Перспективы Развития отрасли // Железнодорожный транспорт. 2004. -№4. С 27-29.

64. По хозяйски расходовать энергоресурсы // Локомотив. — 2003. — №7 -С. 7-11.

65. Page, М. et al. // J.Phys. Chan. 1989. V.93. N11. P.4404.

66. Правила технического обслуживания и текущих ремонтов тепловозов ЧМЭ2,ЧМЭЗ. М.: Транспорт, 1986, с.136.

67. Реорганизация и развитие подвижного состава // Локомотив. — 2003. -№1. с. 6-9.

68. Свечников, А.А. Персептивные направления экономии топлива при тепловозной тяги./ Свечников А.А., Муратов А.В., Носырев Д.Я. // «Trans-Mech-Art-Chem»//Tpyflbi 5 Международной научно-практической конференции.- М.: МИИТ, 2008- С.204-206.

69. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2002610605 от 25.04.2002 Расчет энерго-экологических параметров ДВС "ENGINE".

70. Свиридов, Ю.Б. Принципы построения обобщенной теории сгорания в дизелях. Двигателестроение. 1980, № 9; № 11.

71. Семенов, Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности (свободные радикалы и цепные реакции).2-е изд. перераб. и доп. М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1958 -686 с.

72. Семенов, Н.Н. О цепных реакциях в теории горения. М.: «Знание», 1957-32 с.

73. Скачкова, Е. А. Особенности образования загрязняющих веществ в дизелях тепловозов и разработка мероприятий по их снижению. Дис. канд. техн. наук. Самара, 2002. — 145с.

74. Сковородников, Е.И. Методы оценки и пути снижения экологического воздействия тепловозных дизелей на окружающую среду/ ОмГАПС. Омск, 1995. 104с.

75. Сковородников, Е.И. Научные основы технического и технологического обеспечения снижения вредных выбросов тепловозов. Автореферат дисс. на соиск. степ, д.т.н. Омск, 2000. с. 46.

76. Степанов, Н.Н. «Исследование особенностей процесса образования N04при горении однородной пропановоздушной смеси в модели камерысгорания»./ Степанов Н.Н., Бурико Ю.Я. НТО ЦИАН, 1997.

77. Sander, S.P., Watson R.T. //J.Phys. Chem. 1980. V.84. N13. P. 1664.

78. Slagle, I.R. et al. // J.Am. Chem. Soc. 1984. V.106. N16. P.4356.

79. Тареев, B.M. Справочник по тепловому расчету рабочего процесса ДВС. Л.: Речной транспорт, 1961. 416 с.

80. Теория поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А.С. и Круглова М.Г. -М.: Машиностроение, 1983. 372 с.

81. Теплотехнический справочник / Под общ. ред. Герасимова С.Г. В 2-х т. М.: Госэнергоиздат, 1957.

82. Tsang, W. //J.Phys. Chem. Ref. Data. 1987. V.16. N3. P.471.

83. Tsang, W., HampsonR.F. // J.Phys. Chem. Ref. Data. 1986. V.I5. N3. P.1087.

84. Флипосянц, Т. P. Пути снижения вредных выбросов отработавшими газами автомобильных двигателей/ Флипосянц, Т. Р., Кратко А. П., Мазинг М. В. М.: НИИН-автопром, 1979. - 65 с.

85. Фофанов, Г.А. Природный газ моторное топливо для тепловозов// ЖДМ - 2006 - №7 -С. 43-48.

86. Ю4.Фофанов, Г. А. Маневровые и магистральные тепловозы использующие в качестве моторного топлива СПГ // Экип-Газ 2005 -№3-С. 12-14.

87. Фофанов, Г. А. Двигатель ГДГ-50 для газотепловозов // Тяжелое машиностроение 1998 - №7 - С. 15-19.

88. Об.Фофанов, Г. А. Двухтопливная форсунка для газотепловоза// Тяжелоемашиностроение — 2001 №6 - С. 28-32.

89. Фофанов, Г. А. Природный газ — моторное топливо для тепловозов// Вестник ВНИИЖТ 2002 - №4 -С. 12-17.

90. Фуфрянский, Н.А. Топливная экономичность тепловоза в эксплуатации/ Н.А. Фуфрянский -М.: Транспорт, 1974. 56 с.

91. Хомич, А.З. Топливная эффективность и вспомогательные режимы тепловозных дизелей / А.З. Хомич. М.: Транспорт, 1987. 271 с.

92. ПО.Чертов, А.Г. Физические величины (терминология, определения, обозначения, размерности, единицы): Справ. Пособие.- Мб Высш. шк., 1990.-335 с.111 .Чертков, Я.Б. Моторные топлива,- Новосибирск: Наука, 1987. 208 с.

93. Шваб, В.А. Исследование процессов горения натурального топлива. М.: Госэнергоиздат, 1948.

94. З.Шепелев, А. Ф. Товароведение и экспертиза химических товаров и горюче-смазочных материалов / Шепелев А. Ф. Печенежская И. А., Туров А. С. Серия «Учебники, учебные пособия» Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002. - 224 с.

95. Шкаликова, В.Н. Применение нетрадиционных топлив в дизелях// Шкаликова В.Н., Патрахальцев Н.Н. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1993 - 64 с.

96. Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта на период до 2010г. и на перспективу до 2020 г. М.: ОАО РЖД, 2004. - 14 с.