автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Методика улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей повышением однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси

На правах рукописи

ПЕНКИН АЛЕКСЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

МЕТОДИКА УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ГАЗОДИЗЕЛЕЙ ПОВЫШЕНИЕМ ОДНОРОДНОСТИ И РАВНОМЕРНОСТИ ПОДАЧИ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

005054205

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 СОЯ 2012

Санкт-Петербург — 2012

005054205

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» на кафедре транспортно-технологических машин

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Капустин Александр Александрович

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Иванченко Александр Андреевич

ФБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций», заведующий кафедрой судовых энергетических установок, технических средств и технологий

кандидат технических наук, доцент Давыдов Николай Артемьевич

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет», доцент кафедры технической эксплуатации транспортных средств

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова»

Защита состоится « 20 » ноября 2012 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.223.02 при ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190103, Санкт-Петербург, ул. Курляндская, д. 2/5, ауд. 340-К.

Факс: (812) 316-58-72, e-mail: rector@spbgasu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, СПбГАСУ, диссертационный совет.

Автореферат разослан «18» октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент V C.B. Репин

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Долгосрочная обеспеченность России природным газом и перспективность его широкого использования в качестве моторного топлива придают исследованиям, посвящённым улучшению эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей безусловную актуальность и приоритетность. В общей задаче особую значимость исследуемая тема имеет при использовании газового топлива на автомобильном транспорте.

Использование природного газа в качестве альтернативного моторного топлива сегодня представляется исключительно целесообразным. Наличие в стране его внушительных запасов, изученность физических процессов сжигания, низкая отпускная цена сравнительно с жидкими топливами, безопасность, высокая скорость возврата вложенных средств, экологичность - по этим показателям природный газ на сегодня занимает первое место среди альтернативных топлив. Снижение темпов роста тарифов на перевозки, сокращение дотаций на пассажирский муниципальный автомобильный транспорт, уменьшение затрат на топливо в сельском хозяйстве, создание новых рабочих мест - в совокупности служит дополнительным стимулом для перехода на природный газ в качестве моторного топлива.

Природный газ может применяться в дизелях путём перехода на газодизельный процесс - когда газовоздушная смесь в цилиндре воспламеняется от «запальной» дозы дизельного топлива. Преимущества газодизельного процесса заключаются в возможности быстрого перехода на работу с дизельного топлива на газ и обратно без существенных конструктивных изменений базового варианта дизеля.

Но развитие газодизелей в России сдерживается рядом факторов: отсутствует инфраструктура для эксплуатации автомобильной техники, работающей на природном газе, у заводов-изготовителей нет конструкций газодизелей, соответствующих требованиям технических регламентов, не достаточно научных исследований рабочего процесса газодизеля, нет работ по повышению качества смесеобразования.

Всё перечисленное дает основание считать исследования, направленные на разработку методики улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей, актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение.

Степень изученности проблемы

В качестве основы при разработке конструкции и расчёте элементов системы приготовления газовоздушной смеси взяты методологические разработки по использованию природного газа в дизелях, выполненные специалистами КамАЗа, НИЦИАМТ, НАМИ, Вятской ГСХА, СЗПИ, СПбГАУ, СПбГУСЭ в реализованных автомобильных газодизелях. В 1990 г. было освоено серийное производство гаммы газодизельных автомобилей бортовых КамАЗ-33208, КамАЗ-53218, седельного тягача КамАЗ-54118 и автомобиля-самосвала КамАЗ-55118.

Исследования и испытания газодизелей показали, что такие двигатели по расходу жидкого топлива экономичнее дизелей на 80-95%. При этом тягово-скоростные свойства автомобилей практически не изменяются. В ходе исследований установлено снижение уровней внешнего и внутреннего шума газодизельных автомобилей при работе режиме на 3 - 6 дБ (А). Снижается количество вредных выбросов с отработавшими газами до уровня экологического класса 4.

Достигнутые экологические и экономические показатели газодизелей - не предел. Как свидетельствуют предварительные проработки, их можно улучшить за счет совершенствования системы приготовления газовоздушной смеси качественно-количественным регулированием и введением электронного управления системой питания газодизеля. Но известные схемы приготовления газовоздушной смеси в газодизеле не устраняют неоднородности её состава и неравномерности распределения.

Не создана инфраструктура для обеспечения эксплуатации газодизельных автомобилей, работающих на природном газе, в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Поэтому актуальна разработка комплексной программы развития сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), соответствующей приросту парка автомобильного транспорта, работающего на природном газе.

Цель работы - разработка методики улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей повышением однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси.

Основными задачами работы являются:

- анализ известных автомобильных конструкций систем питания автомобильных газодизелей, работающих на природном газе;

- разработка математической модели процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с газовым аккумулятором;

- разработка методики расчета газового аккумулятора для повышения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель;

- теоретическое обоснование необходимости установки газового аккумулятора для обеспечения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель;

- экспериментальные исследования автомобильной техники с газодизелем, оборудованным усовершенствованной системой подачи газовоздушной смеси;

- разработка программы перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс);

- технико-экономическое обоснование создания инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники на природный газ.

Методы исследования:

- математическое моделирование рабочего процесса газодизеля;

- экспериментальные методы анализа состава отработавших газов с использованием современной газоаналитической и режимометрической аппаратуры;

- методы математической статистики для обработки результатов экспериментов;

- натурные испытания газоднзелей и автотракторной техники, работающей на природном газе.

Объект исследования: системы подачи газовоздушной смеси в газодизель.

Предмет исследования: методики приготовления однородной и равномерной газовоздушной смеси для газодизеля.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с газовым аккумулятором;

- разработана методика расчета газового аккумулятора системы подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель;

- теоретически и экспериментально обоснована необходимость установки газового аккумулятора для обеспечения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель.

Практическая полезность работы

Разработанная методика улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей позволяет снизить затраты в эксплуатации на дизельное топливо и природный газ и уменьшить количество выбросов вредных веществ с отработавшими газами в окружающую среду. Разработанная математическая модель позволяет оптимизировать параметры системы подачи газовоздушной смеси газодизеля.

Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс) позволяет снизить затраты в эксплуатации на дизельное топливо и уменьшить количество выбросов вредных веществ.

Реализация результатов работы:

Разработан комплект эксплуатационной и конструкторской документации на систему питания газодизеля, который реализован:

1. при переоборудовании двух тракторов МТЗ-82 в условиях эксплуатации для использования природного газа в качестве топлива в ООО «Лентрансгаз»;

2. при переоборудовании одного трактора МТЗ-82 в Северо-Западной Государственной зональной машиноиспытательной станции в г. Волосово Ленинградской области (договор с комитетом по агропромышленному и рыбохозяй-ственному комплексу Ленинградской области).

Комплект эксплуатационной и конструкторской документации по усовершенствованию системы приготовлении и подачи газовоздушной смеси в газодизель передан в ЦНИИАМТ НАМИ.

Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс) на период 2008-2015 г.г. передана в Комитет по агропромышленному комплексу Ленинградской области и принята к внедрению.

Результаты диссертационной работы используются в курсе лекций и в рас-четно-аналитических заданиях по дисциплине «Автотракторное оборудование и двигатели внутреннего сгорания» для студентов специальностей «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и «Механи-

зация и автоматизация строительства» Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены:

- на МНТК «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей» (СПбГАУ, СПб 2007-2011 гг.);

- на 60-й МНТК молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства» (СПбГАСУ, СПб, 2007 г.);

- на VII Международном экологическом форуме «Экологическое благоустройство жилых территорий крупных городов России» (СПб, 2007 г.);

- на X Международной конференции «Экология и развитие общества» (СПб, 2007 г.);

- на МНТК «Актуальные проблемы эксплуатации АТС» (ВлГУ, Владимир, 2007 г.);

- на IV МНТК «Автотранспорт: от экологической политики до повседневной практики» (СПб 2008 г.);

- на МНТК «Водные пути России: строительство, эксплуатация, управление» (СПГУВК, СПб, 2009 г.);

- на IV Международном форуме «Транспортная безопасность России» (СПб, 2011 г.);

Диссертационная работа связана с выполненными НИОКР:

1. «Научное обоснование и выбор параметров элементной базы системы приготовления газовоздушной смеси газовой модификации дизеля с наддувом 12 ГЧН 18/20» - договор с ОАО «Звезда». № гос. регистр. 1.1.04;

2. «Разработка конструкторской и эксплуатационной документации по переоборудованию трактора МТЗ-82 для использования природного газа в качестве топлива (газодизель)», договор с ООО «Лентрансгаз». Гос. контракт № 9/01 от 12.12.2005;

3. «Разработка конструкторской и эксплуатационной документации по переоборудованию трактора МТЗ-82 для использования природного газа в качестве топлива (газодизель)». Гос. контракт №32 от 03.07.2006;

4. «Разработка технико-экономического обоснования и программа перевода машинно-тракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на альтернативное газовое моторное топливо (сжиженный природный газ, компримированный природный газ, биогаз)». Гос. контракт № 2/04 от 12.12.2006;

5. «Обоснование, разработка и испытание системы питания трактора МТЗ -82 на рапсовом масле». Гос. контракт №26 от 06.04.2007;

6. «Исследование системы факторов и условий эффективного развития автотранспортного комплекса (АТК) на региональном уровне». № гос. регистр. 1.2.07. Фундаментальное исследование, 2007 - 2011 гг.:

6.1. Научное обоснование построения системы индикаторов оценки состояния и развития АТК в регионе. 2007 г.;

6.2. Изучение условий и факторов реформирования АТК на современном этапе. 2008 г.;

6.3. Бизнес-инновации в развитии АТК в условиях региона. 2009 г.;

6.4. Стратегические направления формирования рынка автотранспортных услуг с учётом его реформирования на уровне региона. 2010 г.;

6.5. Направление и формы модернизации технического обслуживания АТК в регионе. 2011 г.

Публикации. По теме исследования опубликовано 26 печатных работ. Из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, по теме диссертации получен патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 142 страницах основного текста и 5 страницах приложений, содержит 41 рисунок и 14 таблиц.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработана математическая модель процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с газовым аккумулятором

Исследования, выполненные в последнее десятилетие, показали, что в организации рабочего процесса газодизеля сформулирована часть общих требований к впускной системе для обеспечения равномерности состава рабочей смеси, одно из которых - постоянство давления газа. Неисследованным остаётся вопрос подачи в цилиндры газодизеля одинаковой по составу и количеству газовоздушной смеси. С решением этой задачи возможно улучшение эксплуатационных показателей газодизеля: топливной экономичности и токсичности отработавших газов (ОГ).

В современных автомобильных газодизелях чаще применяются системы распределённого впрыска, где газ дозируется форсунками, установленными во впускном трубопроводе. Точность подачи природного газа (ПГ) зависит как от конструкции форсунок, так и от стабильности поддержания заданного давления перед ними. Перепад давления на газовой форсунке влияет на погрешность топливоподачи. При открытии газовой форсунки в газовой системе возникают пульсации давления, амплитуда которых достигает ± (10-15%) от рабочего уровня [1].

Анализ конструкций газобаллонного оборудования автотракторных газодизелей выявил необходимость установки газового аккумулятора (ГА) между газовым редуктором низкого давления и газовой форсункой. Газовый аккумулятор должен поддерживать неизменным давление, создаваемое газовым редуктором перед форсунками на всех рабочих режимах двигателя.

Для исследования (анализа и прогнозирования) работы газодизеля была разработана математическая расчетно-экспериментальная модель газодизеля с ГА в системе подачи газовоздушной смеси. Газодизель в разработанной математической модели представляется совокупностью конструктивных и режимных параметров, а также регрессионных уравнений, полученных по результатам эксперимента.

Математическая модель газодизеля с ГА представляет собой комплекс уравнений, содержащих стандартный набор элементов методики теплового расчёта ДВС с добавлением элементов, учитывающих влияние ГА в системе подачи газовоздушной смеси на эффективные показатели и на показатели токсичности газодизеля путём введения в расчёт главного показателя ГА — коэффициента запаса газа в газовом аккумуляторе (коэффициент запаса газа к3 показывает - во сколько раз больше газа по сравнению с его максимальным расходом находится в ГА). Модель позволяет достичь значений показателей токсичности газодизеля, соответствующих требованиям экологического класса 5, снижения удельного эффективного расхода топлива при сохранении значений других эффективных показателей газодизеля за счёт повышения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель. Математическая модель построена по алгоритму, представленному на рис. 1. и рассчитана с использованием пакетов прикладных программ (ППП) Магії с асі и МагіаЬ.

Показатели токсичности газодизеля в зависимости от к3 при различных значениях ре — среднего эффективного давления и Єзд - запальной дозы дизельного топлива:

1. Содержание в ОГ газодизеля NОх (млн1).

ре = 0,2 МПа, взд = 2,1 кг/ч: Ы0Х = 627,8 + 0,6кі - 28,3/сз (1)

ре = 0,4 МПа, взд = 3,9 кг/ч: ЫОх = 1288,9 + 7,8к3 - 146,7к3 (2)

ре = 0,6 МПа, взд = 4,3 кг/ч: = 1421,7 - 1,8к} - 53,5/сз (3)

2. Содержание в ОГ газодизеля СН (млн1).

ре = 0,2 МПа, Схд = 2,1 кг/ч: СН = 11200 - 50/Сз + 50к3 (4)

ре = 0,4 МПа, Сзд = 3,9 кг/ч: СН = 10977,8 + 5,6к3 - 483,3к3 (5)

ре = 0,6 МПа, взд = 4,3 кг/ч: СН = 6255,6 + 36,1 кі - 691,7/сз (6)

3. Содержание в ОГ газодизеля СО (%).

рс = 0,2 МПа, йзд = 2,1 кг/ч: СО = 0,242 + 5,6 • 10_5к| - 2,8 • 10~3&3 (7)

ре = 0,4 МПа, Єзд = 3,9 кг/ч: СО = 0,252 + 5,6 • 10~5к| - 2,8 ■ 10~3к3 (8)

ре = 0,6 МПа, С3.а = 4,3 кг/ч: СО = 0,212 + 5,5 ■ 10"5/с| - 2,8 ■ 10"3к3 (9)

Проверка адекватности математической модели при помощи критерия Фишера показала, что расхождение расчетных и экспериментальных данных находится в пределах доверительного интервала, коэффициент корреляции равен 0,91.

Рис.1. Алгоритм теплового расчета газодизеля, учитывающий влияние параметров газового аккумулятора на основные технико-эксплуатационные параметры газодизеля

2. Разработана методика расчета газового аккумулятора системы подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель

Известные схемы и созданные по ним конструкции не обеспечивают необходимой однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газоди-

9

44

Ё5

Р

а

Р

зель, это отрицательно влияет на экологические и.эффективные показатели газодизеля. Для поддерживания неизменным значения рабочего давлення природного газа, создаваемого газовым редуктором перед форсунками, была обоснована схема системы подачи газовоздушной смеси в газодизель (рис. 2) с ГА, установленным между газовым редуктором низкого давления и газовыми форсунками, в котором находится неснижаемый запас газа с необходимым рабочим давлением форсунки [5].

На рис. 2:

1 - газовый баллон;

2 - газовый редуктор,

3 - газовый аккумулятор;

4 - впускные каналы головки блока газодизеля;

5 - газовоздушные смесители;

6 - дроссельная заслонка;

7 - впускной воздушный коллектор;

8 - электромагнитные управляемые газовые форсунки;

9 — газовые трубопроводы. Для определения оптимальных

размеров ГА по заданным параметрам автомобильного газодизеля была разработана методика расчета объёма ГА системы подачи газовоздушной смеси для газодизеля.

Р

Р

Рис. 2. Схема системы подачи газовоздушной смеси в газодизель

Объём газового аккумулятора УА, м

,, _ УрХРо - ~—>

Ра

(10)

рА - плотность ПГ в ГА при рабочем давлении форсунки, кг/м3; р0 - плотность ПГ при поступлении в цилиндры двигателя, кг/м3; У0 — объем ПГ, необходимый для запаса в ГА, при плотности р0, Нм3. Плотности р; (рА и р0) газа при рабочих условиях, кг/м3:

РС*Р1*Тс

Рі =

(П)

рсхГ(хК-с('

Р; - давление газа для рабочих условий (для условий рА и р0), МПа,

Т1 - температура газа для рабочих условий, "С,

рс - плотность газа при стандартных условиях, кг/м3,

Тс, рс - температура и давление при стандартных условиях,

КС1 - коэффициент сжимаемости для рабочих условий (ГОСТ 31369-2008).

Объем ПГ У0, необходимый для запаса в ГА, при плотности р0, Нм3:

у0 = к3 х Уц.г. х ¿, (12)

Уц.г. - максимальная подача ПГ в один цилиндр двигателя, Нм3; I - количество цилиндров двигателя;

кз - коэффициент запаса газа в аккумуляторе (/с3 = 1... 10).

Подставляя У0, р0 и рА из уравнений (11), (12) в уравнение (10), получим:

у _ УцГ.ХкзХ'ХРоХТАХКсА А РАХГ0Х/СС0 (-13->

Разработанная методика расчета газового аккумулятора системы подачи газовоздушной смеси позволяет рассчитать оптимальный объем ГА по заданным параметрам автомобильного газодизеля, используя уравнения (10) - (13).

3. Теоретически и экспериментально обоснована необходимость установки газового аккумулятора для обеспечения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель

Для применения разработанной методики расчета газового аккумулятора системы приготовления газовоздушной смеси газодизеля проведены теоретические исследования, направленные на определение влияния параметров ГА на качество образования и подачи газовоздушной смеси в газодизель. Первоначально рассмотрено 4 показателя качества (у): разность температур отработавших газов по цилиндрам; расход газа; расход дизельного топлива; концентрация несгоревших углеводородов; и 6 факторов (х), оказывающих основное влияние на качество образования и подачи газовоздушной смеси в газодизель: нагрузка на двигатель; коэффициент запаса ГА; давление и температура газа перед газовой форсункой; давление и температура воздуха на впуске.

После оценки по критериям оптимальности показателем качества образования и подачи газовоздушной смеси в цилиндры газодизеля выбрана разность температур отработавших газов по цилиндрам газодизеля АТ (у), °С, а в качестве основных влияющих факторов - нагрузка на двигатель М (л^), Н*м и коэффициент запаса ГА к3 {хг), б/р.

Для обоснования методики расчёта ГА решена многофакторная задача, направленная на определение оптимальных условий протекания процесса смесеобразования для газодизеля.

Решению этой задачи предшествовало исследование механизма процесса образования однородной смеси в системе подачи газовоздушной смеси автомобильного газодизеля и свойств газа, поступающего в цилиндры газодизеля.

Для поиска оптимального значения коэффициента запаса газа в ГА методом градиентного поиска оптимума, который позволяет достичь окрестностей точки оптимума, была построена математическая модель на основе полинома второго порядка, служащего описанием поверхности отклика - зависимости между выходными параметрами (откликом) и входными параметрами (факторами).

У = Ь0 + Ь1-Х1+Ь2-Х2 + Ь11-Х1 + Ь22 ■ *2 + *>12 ' *1 ' хг (14)

При построении модели был применён центральный композиционный план (план Бокса), где факторы принимают значения, симметричные относительно центра плана, в котором две независимые переменные принимают три различных значения.

В качестве ядра плана был использован полный факторный эксперимент для двух независимых переменных хг и х2: хг изменяется от 100 до 700, Н*м; х2изменяется от 1 до 10, б/р.

Таким образом, был получен полином второй степени с натуральными переменными (15), описывающий влияние нагрузки на двигатель и коэффициента запаса газового аккумулятора на качество образования и подачи газовоздушной смеси в цилиндры газодизеля.

у = 60,112 + 0,203*! + 4,925*2 + 0,004^ - 1,0504*1 - 0,032^*2 (15) По полученной модели была построены поверхности отклика в заданном факторном пространстве (рис. 3, 4).

•с При приведении поли-

нома (15) к канонической форме получено уравнение гиперболического цилиндра.

В результате теоретических исследований разработана методика расчета газового аккумулятора системы подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси для газодизеля, определено влияние газового аккумулятора на качество образования и подачи газовоздушной смеси в цилиндры газодизеля определено оптимальное значение коэффициента запаса газа к3 в ГА, равное 10.

Для проверки экспериментом результатов теоретических исследований о влиянии параметров ГА на качество образования и подачи газовоздушной смеси в цилиндры газодизеля была разработана схема усовершенствованной системы подачи газовоздушной смеси в газодизель Ка-мАЗ-7409 с ГА, представленная на рис. 5.

кг, б/р (*2)

Рис. 3. Влияние коэффициента запаса ГА на разницу температур отработавших газов по цилиндрам 1 - М = 100 Нм; 2 - М = 200 Нм; 3 - М = 300 Нм; 4 - М = 400 Нм; 5 - М = 500 Нм; 6 - М = 600 Нм; 7 - М = 700 Нм.

200

300

400

600

700 М, Нм

Рис. 4. Влияние нагрузки на двигатель на разницу температур отработавших газов по цилиндрам 1 - к3= 1; 2 - Лг3=3; 3 - к3=5; 4 - к3=7; 5 - /с3=9, 7 - /с3= 11.

Сжатый природный газ из баллонов 2 поступает в редуктор высокого давления 1, (снижение давления до 1 МПа). Затем газ поступает в одноступенчатый редуктор низкого давления 3. С требуемым для оптимальной работы газовой форсунки давлением 0,3 МПа, газ поступает в газовый аккумулятор 5, где находится неснижаемый запас газа под рабочим давлением форсунки. Данный

запас компенсирует неравномерность подачи газа из газового редуктора к газовым форсункам на различных режимах работы двигателя. Из газового аккумулятора газ по линиям подвода газа поступает к электромагнитным газовым форсункам 6, управляемым микропроцессорным блоком 7. Управление работой двигателя производится изменением положения дроссельной заслонки 4.

При стендовых испытания газодизеля КамАЗ-7409 со стандартной системой подачи газа во впускной коллектор обнаружена разница температур отра-

Рис. 5. Схема усовершенствованной системы питания газодизеля КамАЗ-7409

Т/С

500

450

400

350

300

250

с/-" . __.а _ . _;

// / > / ~ ч

1.Г

г— "" ; /* / / ^ - / V-■ < \ ^ • — 1 •--- 1 Г

1\ 1/, / / 1

г;-'

12 3456 7 №

цилиндра

Рис. 6. Зависимость температуры отработавших газов в цилиндрах газодизеля от нагрузки и объёма газового аккумулятора

1 - нагрузка - 700 Н*м; 2 - нагрузка - 100 Н*м; -без ГА;---к3 =5; —- к3 =10

Это указывает па различие коэффициента избытка воздуха и на неравномерность поступления газовоздушной смеси по цилиндрам газодизеля. При соответствующих условиях количественная неравномерность определяется характером распределения фракций по удельному весу [2].

Разработанная система подачи газовоздушной смеси в газодизель с ГА позволила снизить расхождение температур отработавших газов по цилиндрам до 2%. Графики на рис. 6 указывают на отрицательное влияние установки стандартной инжекторной системы пода-

чи природного газа в коллектор газодизеля. Разработанная система подачи газовоздушной смеси в газодизель с газовым аккумулятором с /с3 = 10 снижает разницу температур отработавших газов по цилиндрам с 22% до 2%.Исследования проводились при работе двигателя в газодизелыюм режиме с системой подачи газовоздушной смеси без ГА, и с газовыми аккумуляторами различного объёма: с /с3 = 5 и /е3 = 10. Результаты стендовых испытаний газодизеля КамАЗ-7409 отражены на рис. 7, 8.

Мк, Нм

500

250 200

:— • - =1 ' і — г. .

—і

К" - -

С >

/ УІ Г

/ ✓ Г

у /

/' / і/' 1

/ У

ч,- /

V

і ' -V.

- •) --

с • ■ к— ■ н р- • —' •

- >

—

— і1

кВт 160

140

120

100

80

60

кг/ч 4 2

1000

1400

1800

2200 п, мин'

Рис. 7. Внешняя скоростная характеристика газодизеля КамАЗ-7409 -без ГА;---к3 =5; -■-•- к3 =10

Максимальная эффективная мощность газодизеля КамАЗ-7409 (рис. 7) с разработанной системой подачи газовоздушной смеси и газовым аккумулятором с к3 — 10 выше на 5%, чем с к3 = 5, и выше, чем у газодизеля без ГА на 7%. Максимальный крутящий момент у газодизеля с газовым аккумулятором с /с3 = 10 выше на 3%, по сравнению с /с3 = 5. Удельный эффективный расход топлива снижается на 11 % при установке ГА с &3 = 10.

лю*

млн 1500

1000 500 0

СО,% 0,2

ОД

✓ ' / ¡с... К

< '

І * х*

1? к—х — 4 ** к-"

) X

р" ) Ч

> V Оч

> с' ч ч

с* N и.-. *

) * 4

(• — "Я • *

сн,

-1 млн

10000

8000

6000

4000

2000

Ре, МПа

ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Рис. 8. Нагрузочная характеристика газодизеля КамАЗ-7409 при п=2550 мин"1 -без ГА;---к3 =5; -•-•- кэ= 10

Нагрузочные характеристики газодизеля КамАЗ-7409 при п=2550 мин"1 приведены на рис. 10. Из графиков видно, что выбросы NОх, СН и СО уменьшаются при увеличении к3. Установка в систему подачи газовоздушной смеси ГА с к3 = 10 по сравнению с к3 = 5 в среднем снижает выбросы NОх на 25%, СО на 3%, а СН на 57%.

Проверка экспериментом результатов теоретических исследований о влиянии параметров ГА на качество образования и подачи газовоздушной смеси в цилиндры газодизеля была также проведена на тракторе МТЗ-82 с газодизелем Д-243 в ФГУ «Северо-Западной МИС (п. Волосово)».

1400 1600 1800 2000 2200 „ мин- 1400 1600 1800 2000 2200 МИН, , г, Рис. 12. Показатели токсичности по внешней Рис. 11. Внешняя скоростная характе-

.. ' . ^ скоростной характеристике газодизеля Д-

ристика газодизеля Д-243 243

- без ГА; -•-•- к3=Ю __.

- без ГА; -•—«3=10

Рис. 9. Газодизельный колёсный трактор Рис. 10. Компоновка основных узлов си-МТЗ-82 с газодизелем Д-243 на испыта- стемы питания на газодизельном тракторе тельном стенде ФГУ «Северо-Западной МТЗ-82 МИС»

Разработанная усовершенствованная система питания газодизеля Д-243 аналогична системе питания газодизеля КамАЗ-7409, изображённой на рис. 5. Различие - в размерах газового аккумулятора. Результаты стендовых испытаний газодизельного трактора МТЗ-82 с разработанной системой подачи газовоздушной смеси при работе без ГА и с ГА с /с3 =10 отражены на рис. 11, 12.

л/~, кВт ............Л/Ох,ррт

—і--1—і .і- — 700

50

, Н-м 280

270 -]------1-|—^--0,015

_______________І)__________________0,010

г кВт-ч

220 -1—1---- МХІ--СО,!

210 0,05

200 ^^з^-рт Ы-+Н 0,04

Зависимости (рис. 11, 12) показывают, что при установке системы подачи газовоздушной смеси с ГА с к3 =10 на газодизель Д-243 трактора МТЗ-82, при идентичной максимальной эффективной мощности, максимальный крутящий момент газодизеля с ГА с к3 =10 выше на 3%, эффективный удельный расход топлива снижается на 5 %. При установке в систему подачи газовоздушной

смеси газодизеля ГА с Аг3=10 выбросы МОх снижаются в среднем на 27%, а СО на 83%. Выбросы СН при установке стандартной системы подачи газовоздушной смеси (без ГА) в 2,5 раза выше, чем при установке системы с ГА с к3= 10, что обусловлено неполным сгоранием природного газа.

III. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

1. Разработана программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области па компримировап-ный природный газ (газодизельный процесс).

Комплексная программа перевода сельскохозяйственной техники и транспортных средств агропромышленного комплекса Ленинградской области на компримированный природный газ (КПГ) в 2008-2015 г.г. разработана для всех 17 районов Ленинградской области по основным сельхозпредприятиям.

Дизельный автотракторный парк агропромышленного комплекса Ленинградской области количественно (на 01.01.2009) составлял 7784 ед. (табл. 1). Коэффициент технической готовности составляет 0,75. КПГ в качестве топлива не используется. Значительно различается общее количество техники по районам. Так в Подпорожском районе всего 73 единицы техники, в том числе 15 грузовых автомобилей и 40 тракторов. А в Гатчинском районе 995 единиц техники, из которых 291 грузовых автомобилей и 534 трактора. Потребность сельхозпредприятий области в горюче-смазочных материалах на 2008 год по районам примерно соответствовал количеству техники. Внутри каждого района имеется несколько сельхозпредприятий, владельцев основной техники.

Таблица 1. Дизельный автотракторный парк агропромышленного комплекса Ленинградской области в 2009 г. _

Груз. авт. Зерн. уб. комб. Карт. уб. комб. Косилки Корм. уб. комб. Трактора Всего 2008 г.

Диз. топливо,

2538 191 165 69 419 3774 7784 65828

В целях упрощения модели газификации в основу программы положена суммарная потребность предприятий района в дизельном топливе и бензине. Агрокомплекс Ленинградской области располагает автотракторной техникой, которую можно разделить на две группы. Первая — это автомобили и колесные тракторы, для которых заправка газом должна находиться в радиусе 5-10 км от предприятия - владельца. Вторая — комбайны и внедорожная сельхозтехника, для которых заправка газом возможна на машинном дворе, а дозаправка - па рабочем месте в поле. Газификация требует создать приближенную к местам базирования автотракторного парка рациональную и эффективную областную сеть АГНКС с закрепленными за ней передвижными автомобильными газовыми заправщиками (ПАГЗ). Рациональной может быть предлагаемая новая методика создания сети областных внутрирайонных станций заправки автотранспорта КПГ.

Эффективность перевода на природный газ зависит от четырех основных

факторов:

• стоимости покупаемого для АГНКС газомоторного топлива у газораспределительных компаний;

• стоимости продаваемого АГНКС КПГ владельцам автомобильного транспорта;

• затрат на подготовку и сжатие КПГ на АГНКС;

• наличия необходимых объемов КПГ.

Программа газификации Ленобласти до 2015 г. предполагает разместить 54 модульных АГНКС. Для обеспечения заправок сельхозтехники в поле необходимо 44 ПАГЗ.

Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс) на период 2008-2015 г.г. передана в Комитет по агропромышленному комплексу Ленинградской области и принята к внедрению.

2. Выполнено технико-экономическое обоснование создания инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники па природный газ.

В работе выполнено технико-экономическое обоснование создания инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс). Расчёт выполнен для следующих условий:

- 100% дизельной автотракторной техники агропромышленного комплекса Ленинградской области переводится на газодизельный процесс;

- замещение 85% расхода дизельного топлива природным газом;

Сзап - стоимость запуска одной АГНКС - 15,0 млн. руб.

Спагз - стоимость ПАГЭ-2500-32/4 - 6,0 млн. руб.

Сп/а - стоимость переоборудования автотракторной техники на газодизельный процесс от 65 тыс. руб. (МТЗ-82) до 145 тыс. руб. (КамАЗ), принимаем в среднем на единицу 105 тыс. руб.

Цд - цена дизельного топлива — 26 руб./л.

Цкпг - Цена КПГ - 10 руб./ Нм3.

Условия реализации комплексной программы представлены в табл. 2

Таблица 2. Условия общей реализации комплексной программы

Параметры Единицы измерения Значение

Затраты на выполнение комплексной программы: строительство АГНКС, покупка ПАГЗ, и переоборудование транспортных средств млн. руб. 1918,32

Годовой доход при выполнении комплексной программы от экономии дизельного топлива млн. руб. 1638,5

Срок окупаемости -1,17 года

Затраты при создании инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники агропромышленного комплекса Ленинградской области на газодизельный процесс при условии реализации разработанной комплексной программы окупятся за 1,17 года.

IV. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Для определения требований к впускной системе выполнен анализ известных конструкций систем питания автомобильных газодизелей, работающих на природном газе, который выявил проблему неоднородности и неравномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель, подтверждаемую разностью температуры отработавших газов по цилиндрам, достигающей на номинальном режиме 30%. Решением проблемы может стать установка газового аккумулятора между газовым редуктором низкого давления и газовыми форсунками.

2. Разработанная математическая модель процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с ГА позволяет подбирать коэффициент запаса ГА и повысить показатели токсичности до требований экологического класса 5 при снижении удельного эффективного расхода топлива на 12 % с сохранением других эффективных показателей газодизеля.

3. Разработанная методика расчета газового аккумулятора системы подачи газовоздушной смеси позволяет рассчитать оптимальный объем ГА по заданным параметрам автомобильного газодизеля.

4. Проведённое теоретическое исследование подтвердило необходимость установки газового аккумулятора. Выполненные расчеты для газодизеля Ка-мАЗ-7409 определили значение коэффициента запаса газа /с3 в ГА, равное 10.

5. Выполненное экспериментальное исследование автомобильной техники с газодизелями, оборудованными усовершенствованной системой подачи газовоздушной смеси, подтвердило снижение удельного эффективного расхода топлива на 11 % при установке ГА с к3 = 10, показало, что при установке ГА с к3 = 10 по сравнению с к3 = 5 снижаются выбросы ЫОх на 25%, СО на 3%, а СН на 57%.

6. Расхождение данных расчетных и экспериментальных исследований находится в пределах доверительного интервала, коэффициент корреляции равен 0,91.

7. Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на компримировапный природный газ (газодизельный процесс) предполагает разместить 54 модульных АГНКС. Для обеспечения заправок сельхозтехники в поле необходимо 44 ПАГЗ.

8. Выполненное технико-экономическое обоснование создания инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники на природный газ показало, что затраты при переводе дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на газодизельный процесс

при условии реализации разработанной комплексной программы окупятся за 1,17 года.

V. ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Публикации в изданиях по перечню ВАК РФ.

1. Пенкин, А. Л. Система подачи газовоздушной смеси в газодизель / А. Л. Пенкин // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - № 2 (31). — С. 232-235.

2. Пенкин, А. Л. Газовый аккумулятор в системе подачи природного газа в двигатель внутреннего сгорания / А. Л. Пенкин // Двигателестроение. - 2012 — № 1.-С. 23-26.

3. Шимченко, Н. И. Перевод на природный газ МТП Ленинградской области / Н. И. Шимченко, А. Л. Пенкин, Д. В. Дубников // Тракторы и сельхозмашины. - 2009. - № 3. - С. 51-53.

4. Капустин, А. А. Природный газ - альтернативное топливо для сельскохозяйственной техники / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко // Ав-тоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. - 2010. - № 2. - С. 13-18.

Патенты.

5. Система подачи газовоздушной смеси в двигатель : пат. 2443898 Российская Федерация : МПК Р02М21/00 (2006.01). / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин, К. С. Беляев ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Санкт-Пстсрбургский государственный архитектурно-строительный университет». -№ 2009139901 ; заявл. 28.10.2009 ; опубл. 10.05.2011. Бюл. № 6. - 7 с. : 1 ил., 3 табл.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций.

6. Капустин, А. А. Положительные экономические и экологические показатели газодизелей / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин // Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах : сб. докл. седьмой междунар. науч.-практ. конф. / СПбГАСУ. - СПб., 2006 - С. 500-502.

7. Пенкин, А. Л. Автобусы Петербурга / А. Л. Пенкин // История Петербурга. - 2007. - № 2. - С. 15-17.

8. Пенкин, А. Л. Повышение экологической безопасности автомобильного транспорта путем перехода на природный газ в качестве источника питания / А. Л. Пенкин // Актуальные проблемы современного строительства : сб. материалов 60-й междунар. науч.-техн. конф. / СПбГАСУ. - СПб., 2007. - Ч. 2. - С. 115120.

9. Оценка альтернативных источников энергии / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко и др. // Экология и развитие общества : тр. X междунар. конф. : доп. выпуск под ред. В. А. Рогалева ; МАНЭБ. - СПб., 2007. - С. 56-59.

10. Программа перевода сельскохозяйственной техники АПК Ленинградской области на КПГ в 2008-2015 гг. / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко и др. // Экология и развитие общества : тр. X междунар. конф. : доп. выпуск под ред. В. А. Рогалева; МАНЭБ. - СПб., 2007. - С. 59-61.

11. Природный газ — топливо для сельскохозяйственной техники ленинградской области / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко и др. // Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств : материалы междунар. науч.-техн. конф. / ВлГУ. - Владимир, 2007. - С. 68-74.

12. Капустин, А. А. Перспективы использования альтернативных видов топлива автомобильным транспортом / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. / СПбГАУ. - СПб., 2007. - С. 278-286.

13. Пенкин, А. Л. Повышение технико-экономических показателей автомобильного транспорта при использовании альтернативных топлив / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. / СПбГАУ. -СПб., 2007.-С. 374-379.

14. Пенкии, А. Л. Повышение экологической безопасности городского автомобильного транспорта путем применения природного газа в качестве моторного топлива / А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко // Экологическое благоустройство жилых территорий крупных городов России : тр. науч.-практ. семинара VII междунар. экологического форума / МАНЭБ. - СПб., 2008. - С. 103110.

15. Пенкин, А. Л. Природный газ - экологичное топливо для транспортных средств мегаполисов / А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко // Экологическое благоустройство жилых территорий крупных городов России : тр. науч.-практ. семинара VII междунар. экологического форума / МАНЭБ. - СПб., 2008. - С. 110114.

16. Пенкин, А. Л. Повышение эксплуатационных показателей транспортных дизелей путем перевода на газодизельный цикл / А. Л. Пенкин // Докл. 65-й науч. конф. профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета / СПбГАСУ. - СПб., 2008. - Ч. 2. - С. 176-180.

17. Пенкин, А. Л. Пути улучшения экономических и экологических показателей работы газодизельных двигателей / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. / СПбГАУ. - СПб., 2008. - С. 284-290.

18. Капустин, А. А. Оптимизация параметров газовоздушных смесей для ДВС / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, А. В. Пономарёв // Автотранспорт: от экологической политики до повседневной практики : тр. IV междунар. науч.-практ. конф. / МАНЭБ. - СПб., 2008. - С. 66-70.

19. Капустин, А. А. Улучшение показателей транспортных дизельных установок при подаче на впуск смеси воздуха и природного газа / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, К. С. Беляев // Водные пути Росии: строительство, эксплуатация, управление : материалы междунар. науч.-практ. конф. / СПГУВК. -СПб., 2009.-С. 314.

20. Пенкин, А. Л. Альтернативное топливо для городского автотранспорта / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин // Автотранспорт: от экологической политики до повседневной практики: тр. V междунар. науч.-практ. конф. / МАНЭБ. - СПб.,

2010.-С. 65-69.

21. Пенкин, А. Л. Повышение экологической безопасности городского автотранспорта путем применения природного газа / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин // Охрана окружающей среды и природопользование. - 2010. - № 3. - С. 16-18.

22. Пенкин, А. Л. Повышение равномерности поступления газовоздушной смеси в транспортный газодизель с инжекторной системой распределённого впрыска / А. Л. Пенкин, А. А. Капустин, К. С. Беляев // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : сб. науч. тр. меж-дунар. науч.-техн. конф. / СПбГАУ. - СПб., 2010. - С. 161 - 168.

23. Капустин, А. А. Регулирование автомобильного газодизеля / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин // 5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе : тезисы докладов юбилейной науч,-техп. конф. / МАДИ. - М., 2011 - С.112-113.

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печ. л. 1,4. Тираж 100 экз.

ООО Издательский дом «Петрополис» 197101, Санкт-Петербург, ул. Б. Монетная, д. 16, офис-центр I, пом. 22, тел.: 336-50-34. E-mail: info@pctropolis-ph.ru www.pctropolis-ph.m www.petrobook.ru

Отпечатано в типографии «Град Петров» ООО ИД «Петрополис»

197101, Санкт-Петербург, ул. Б. Монетная, д. 16.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Требования к эксплуатационным показателям автомобильных газодизелей

1.2. Известные конструкции систем подачи газовоздушной смеси автомобильных газодизелей

1.3. Возможные пути улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей 3 8 1.5. Задачи исследований

2. РАСЧЁТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Организация рабочего процесса автомобильного газодизеля

2.2. Тепловой расчет автомобильного газодизеля

2.3. Математическая модель процесса подачи газовоздушной смеси в газо дизель с газовым аккумулятором

2.4. Методика расчета газового аккумулятора системы подачи газовоздушной смеси в газодизель

2.5. Теоретическое обоснование концепции конструкторского решения насадка-гомогенизатора на газовую форсунку

2.6. Уточнение параметров газового аккумулятора системы подачи газовоздушной смеси в газодизель

2.7. Выводы по главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ

ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ГАЗОДИЗЕЛЬ

3.1. Разработка принципиальной схемы системы подачи газовоздушной смеси с газовым аккумулятором в газодизель КамАЗ

3.2. Исследования газодизеля КамАЗ-7409 с разработанной системой подачи газовоздушной смеси

3.3. Испытания газодизельного трактора МТЗ-82 с разработанной системой подачи газовоздушной смеси

3.4. Выводы по главе 3 111 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

4.1. Состояние инфраструктуры, обеспечивающей эксплуатацию газобаллонных автомобилей в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

4.2. Разработка программы перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса

Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс)

4.3. Технико-экономическое обоснование применения разработанной системы подачи газовоздушной смеси при переводе дизельной автотракторной техники на газодизельный цикл

4.4. Экономическая эффективность реализации программы перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса на газодизельный процесс (на примере

Ленинградской области)

4.5. Выводы по главе 4 131 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 132 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АГНКС - автомобильная газонаполнительная компрессорная станция;

АЗС - автозаправочные станции;

АТК - автотранспортный комплекс;

АТС - автотранспортные средства;

ВВ - вредные вещества;

ВМТ - верхняя мёртвая точка;

ГА - газовый аккумулятор;

ГБА - газобаллонные автомобили;

ГБО - газобаллонное оборудование;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

ДТ - дизельное топливо;

КПГ - компримированный природный газ;

КПД - коэффициент полезного действия;

ОГ - отработавшие газы;

ПАГЗ - передвижной автомобильный газовый заправщик;

ПГ - природный газ;

СНГ - сжиженный нефтяной газ;

ТНВД - топливный насос высокого давления;

ЭБУ - электронный блок управления;

ЭВМ - электронная вычислительная машина;

СпНт - углеводороды;

СО - окись углерода;

С02 - углекислый газ;

Ж)х - оксиды азота.

Природный газ в мире занимает одну из ведущих позиций в качестве моторного топлива для автомобилей. Россия обладает 1/3 всех мировых запасов природного газа, что является важным фактором, побуждающим развивать его применение [76, 25]. Однако, количество ГБА в России ничтожно. К 2012 году оно составило 86 тыс. единиц - 0,2 % от общей численности автопарка страны. Для сравнения: у лидера газомоторной отрасли, Пакистана, парк ГБА в 2012 г. достиг 2,85 млн. единиц, и в настоящий момент составляет 63,6 % от общей численности автопарка, а в соседней Украине парк ГБА в 2012 г. достиг 390 тыс. единиц, и в настоящий момент составляет 5,1 % от численности автопарка (табл. 1) [118].

В 2011 г. в России добыча природного газа увеличилась на 3,1% и достигла 670 млрд. куб. м газа. 23 марта 2012 г. в г. Кириши Ленинградской области премьер-министр РФ Владимир Путин провел совещание по развитию газовой отрасли. Он отметил «исключительную» перспективность использования газа в качестве моторного топлива и попросил соответствующие ведомства и транспортные компании обратить на это внимание, особо подчеркнув необходимость использования газового топлива на городском пассажирском транспорте [122].

Компания ExxonMobil [115] подготовила прогноз «Outlook for Energy: А View to 2030», согласно которому спрос на ПГ, нефть и другие углеводороды в целом вырастет на 33% к 2030 г. по сравнению с 2011 г. Основными точками роста при этом станут развивающиеся страны. Потребление энергоресурсов в этих государствах вырастет более чем в 1,7 раза. При этом доля ПГ будет расти быстрее, чем всех остальных источников энергии, ПГ заместит уголь, и станет к 2030 г. вторым мировым энергоисточником после нефти (в численном выражении доля ПГ к 2030 г. достигнет 27%). Потребление природного газа в Китае до 2030 г., по сравнению с 2011 г., должно вырасти примерно в шесть раз. Доля возобновляемых источников энергии, по мнению экспертов ExxonMobil, вырастет, но к 2030 г. займет в мировом масштабе долю всего порядка 2,5%.

Таблица 1

Количество АГНКС и ГБА на ПГ некоторых стран мира

Страна Кол-во ГБА, ед. 2010 г. Кол-во ГБА, ед. 2011 г. Кол-во ГБА, ед. 2012 г. Автопарк, ед. 2012 г. Доля ГБА в автопарке, % 2012 г. Кол-во АГНКС, ед. 2012 г.

Пакистан 2 300 000 2 740 000 2 850 500 4 481 799 63,60 3 285

Аргентина 1 807 186 1 901 116 1 900 000 12 399 887 15,32 1 878

Китай 450 000 650 000 1 000 000 140 108 779 0,71 1 350

Италия 628 624 730 000 779 090 46 256 248 1,68 790

Колумбия 300 000 340 000 348 747 4 912 963 7,10 614

Украина 200 000 260 000 390 000 7 683 955 5,08 285

Таиланд 162 023 218 459 300 581 24 598 388 1,22 426

Россия 100 000 90 000 86 000 41 000 000 0,2 244

В докладе отмечено, что одной из основных причин роста является то, что природного газа - более экологически чистое топливо

Снижение токсичности ОГ - это основное преимущество применения природного газа на автомобильном транспорте [8, 26]. Удельные выбросы вредных веществ газовыми двигателями, разработанными на базе дизелей, ниже, чем в базовых дизелях, особенно по выбросам твердых частиц [91]. При чрезвычайно малом выбросе твердых частиц в газовых двигателях не требуется применения дорогих сажевых фильтров.

Снижение выбросов вредных веществ с отработавшими газами обеспечивается высокой антидетонационной стойкостью ПГ (октановое число природного газа составляет 105 ед. [12]). Это позволяет применять в газовых двигателях высокие степени сжатия - 8=11-14, что на 20 - 25 % выше, чем у базовых моделей бензиновых двигателей. При этом межремонтный пробег газового двигателя в 1,5 раза выше, чем у бензинового, газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и снижает угар моторного масла, исключается образование лаковых отложений, а также нагарообразования в двигателе и системе питания.

При применении природного газа в качестве моторного топлива в атмосферу не поступают высокомолекулярные СпНт, сера, бензол, олефины и альдегиды. Также существенно ниже удельные выбросы С02, чрезмерное присутствие которого в атмосфере нарушает тепловой баланс вследствие меньшего инфракрасного излучения в космос от поверхности земли, при том что 20,3 % общих выбросов СОг приходится на автомобильный транспорт и 2 % — на остальные виды транспорта [104, 24]. Удельные выбросы С02 при использовании природного газа ниже, чем при использовании жидких углеводородных топлив на 20-25% [46]. Этим, в значительной мере, определяется интерес многих стран к широкомасштабному переводу транспортных средств на питание природным газом.

Снижение эксплуатационных расходов автомобильного транспорта по статье «Топливо» обеспечено тем, что по распоряжению Правительства в России стоимость 1 Нм КПГ для транспортных средств не превышает 50% стоимости 1 л бензина АИ-80 [74].

Природный газ может применяться в дизелях путём перехода на газодизельный процесс - когда газовоздушная смесь в цилиндре воспламеняется от «запальной» дозы дизельного топлива. Преимущества газодизельного процесса заключаются в возможности быстрого перехода на работу с дизельного топлива на газ и обратно без существенных конструктивных изменений базового варианта дизеля.

Развитие газодизелей в России сдерживается рядом факторов: отсутствует инфраструктура для эксплуатации автомобильной техники, работающей на природном газе, у заводов-изготовителей нет конструкций газодизелей, соответствующих требованиям технических регламентов, мало научных исследований рабочего процесса газодизеля, нет работ по повышению качества смесеобразования.

Всё перечисленное дает основание считать исследования, направленные на разработку методики улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей, актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение.

Цель работы - разработка методики улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей повышением однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси.

Научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту:

-математическая модель процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с газовым аккумулятором;

- методика расчета газового аккумулятора системы подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель;

- теоретическое и экспериментальное обоснование необходимости установки газового аккумулятора для обеспечения однородности и равномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель.

Разработанная методика улучшения эксплуатационных показателей автомобильных газодизелей позволяет снизить затраты в эксплуатации на дизельное топливо и уменьшить количество выбросов вредных веществ с отработавшими газами в окружающую среду. Разработанная математическая модель позволяет оптимизировать параметры системы подачи газовоздушной смеси газодизеля.

Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс) позволяет снизить затраты в эксплуатации на дизельное топливо и уменьшить количество выбросов вредных веществ.

Разработан комплект эксплуатационной и конструкторской документации на систему подачи газовоздушной смеси в газодизель, который реализован:

1. при переоборудовании двух тракторов МТЗ-82 в условиях эксплуатации для использования природного газа в качестве топлива в ООО «Лентрансгаз»;

2. при переоборудовании одного трактора МТЗ-82 в Северо-Западной Государственной зональной машиноиспытательной станции в г. Волосово Ленинградской области (договор с комитетом по агропромышленному и рыбохозяйственному комплексу Ленинградской области).

Комплект эксплуатационной и конструкторской документации по усовершенствованию системы подачи газовоздушной смеси в газодизель передан в ЦНИИАМТ НАМИ.

Разработанная программа перевода дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ (газодизельный процесс) на период 2008-2015 г.г. передана в Комитет по агропромышленному комплексу Ленинградской области и принята к внедрению.

Результаты диссертационной работы используются в курсе лекций и в расчетно-аналитических заданиях по дисциплине «Автотракторное оборудование и двигатели внутреннего сгорания» для студентов специальностей «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и «Механизация и автоматизация строительства» Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены:

- на 60-й Международной научно-технической конференции (МНТК) молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства» (СПбГАСУ, СПб, 2007 г.);

- на МНТК «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей» (СПбГАУ, СПб 2007-2011 гг.);

- на VII Международном экологическом форуме «Экологическое благоустройство жилых территорий крупных городов России» (СПб, 2007 г.);

- на X Международной конференции «Экология и развитие общества» (СПб, 2007 г.);

- на МНТК «Актуальные проблемы эксплуатации АТС» (ВлГУ, Владимир, 2007 г.);

- на IV МНТК «Автотранспорт: от экологической политики до повседневной практики» (СПб 2008 г.);

- на МНТК «Водные пути России: строительство, эксплуатация, управление» (СПГУВК, СПб, 2009 г.);

- на IV Международном форуме «Транспортная безопасность России» (СПб, 2011 г.);

- на X Международной научно-практической конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (СПбГАСУ, СПб, 2012 г.).

Диссертационная работа связана с выполненными НИОКР:

1. «Научное обоснование и выбор параметров элементной базы системы приготовления газовоздушной смеси газовой модификации дизеля с наддувом 12 ГЧН 18/20» - договор с ОАО «Звезда». № гос. регистр. 1.1.04;

2. «Разработка конструкторской и эксплуатационной документации по переоборудованию трактора МТЗ-82 для использования природного газа в качестве топлива (газодизель)», договор с ООО «Лентрансгаз». Гос. контракт №9/01 от 12.12.2005;

3. «Разработка конструкторской и эксплуатационной документации по переоборудованию трактора МТЗ-82 для использования природного газа в качестве топлива (газодизель)». Гос. контракт №32 от 03.07.2006;

4. «Разработка технико-экономического обоснования и программа перевода машинно-тракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на альтернативное газовое моторное топливо (сжиженный природный газ, компримированный природный газ, биогаз)». Гос. контракт №2/04 от 12.12.2006;

5. «Обоснование, разработка и испытание системы питания трактора МТЗ - 82 на рапсовом масле». Гос. контракт №26 от 06.04.2007;

6. «Исследование системы факторов и условий эффективного развития АТК на региональном уровне». № гос. регистр. 1.2.07. Фундаментальное исследование, 2007 - 2011 гг.:

6.1. Научное обоснование построения системы индикаторов оценки состояния и развития АТК в регионе. 2007 г.;

6.2. Изучение условий и факторов реформирования АТК на современном этапе. 2008 г.;

6.3. Бизнес-инновации в развитии АТК в условиях региона. 2009 г.;

6.4. Стратегические направления формирования рынка автотранспортных услуг с учётом его реформирования на уровне региона. 2010 г.;

6.5. Направление и формы модернизации технического обслуживания АТК в регионе. 2011 г.

По теме исследования опубликовано 26 печатных работ. Из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, по теме диссертации получен патент на изобретение.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 148 страницах основного текста и 5 страницах приложений, содержит 39 рисунков и 22 таблицы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Для определения требований к системе питания автомобильного газодизеля выполнен анализ известных конструкций, который выявил проблему неоднородности и неравномерности подачи газовоздушной смеси в газодизель, подтверждаемую разностью температуры отработавших газов по цилиндрам, достигающей на номинальном режиме 30%. Для решения проблемы предложена установка газового аккумулятора между газовым редуктором низкого давления и газовыми форсунками.

2. Разработанная математическая модель процесса подачи однородной и равномерной газовоздушной смеси в газодизель с ГА позволяет подобрать коэффициент запаса ГА и повысить показатели токсичности до требований экологического класса 5 при снижении удельного эффективного расхода топлива на 12 % с сохранением других эффективных показателей газодизеля.

3. Разработанная методика расчета газового аккумулятора системы подачи газовоздушной смеси позволяет рассчитать оптимальный объем ГА по заданным параметрам автомобильного газодизеля.

4. Проведённое теоретическое исследование подтвердило необходимость установки газового аккумулятора. Выполненные расчеты для газодизеля КамАЗ-7409 определили значение коэффициента запаса газа /с3 в ГА, равное 10.

5. Экспериментальное исследование автомобильной техники с газодизелями, оборудованными усовершенствованной системой подачи газовоздушной смеси, подтвердило, что при установке ГА с к3 = 10 удельный эффективный расход топлива снижается на 11 %, и снижаются вредные выбросы 1чЮх на 25%, СО на 3%, а СН на 57%.

6. Расхождение данных расчетных и экспериментальных исследований находится в пределах доверительного интервала. Коэффициент корреляции равен 0,91.

7. Разработанная программа перевода 7784 единиц дизельного автотракторного парка агропромышленного комплекса Ленинградской области на компримированный природный газ (газодизельный процесс) включает постройку и размещение 54 модульных АГНКС. Для обеспечения заправок сельхозтехники в поле необходимо приобретение 44 ПАГЗ.

8. Выполненное технико-экономическое обоснование создания инфраструктуры для перевода дизельной автомобильной техники агропромышленного комплекса Ленинградской области на природный газ показало, что затраты на реализацию разработанной комплексной программы окупятся за 1,17 года.

1. Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика / Г. Н. Абрамович // Части 1и 2 . М. : «Наука», главн. редакция физ.- мат. литературы, 1991. 600 с.

2. Автомобильный справочник : пер. с англ. : 2-е изд., перераб. и доп. -М. : ЗАО «КЖИ «За рулём», 2004. 992 с. : ил.

3. Васильев, Ю. Н. Газовые и газодизельные двигатели / Ю. Н. Васильев, Л. С. Золотаревский, С. И. Ксенофонтов // Гос. газовый концерн "Газпром". -М. : ВНИИ экономики орг. пр-ва и техн.-экон. информ. в газовой пром-сти, 1992.- 126 с. : ил. ; 19 см.

4. Галышев, Ю. В. Математическое моделирование и расчет рабочего процесса газодизеля / Ю. В. Галышев, М. Ю. Новичков // Тезисы докладов и сообщений. XXIX Неделя науки СПбГТУ. : ч.Н. материалы межвузовской науч. конф. / СПбГТУ. СПб., 2001. - С. 6-7.

5. Галышев, Ю. В. Принципы анализа рабочих процессов газовых двигателей / Ю. В. Галышев, Л. Е. Магидович, М. Ю. Новичков // Двигателестроение. 2003. - №2. - Приложение 1. : Материалы всероссийского конгресса двигателестроителей.

6. Говорущенко, Н. Я. Экономия топлива и снижение токсичности в автомобильном транспорте / Н. Я. Говорущенко // М. : Транспорт, 1990. 135 с.

7. ГОСТ 17.2.2.05-97. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин.

8. ГОСТ 27577-2000 Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Москва : Издательство стандартов, 2001. -8 с.

9. ГОСТ 2939-63. Газы. Условия для определения объема.

10. ГОСТ 30319.2-96. Газ природный методы, расчета физических свойств, определение коэффициента сжимаемости.

11. ГОСТ 31369-2008. Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава. Москва : Стандартинформ, 2009. - IV, 54 с. : ил.

12. Двигатели внутреннего сгорания / А. С. Орлин и др. // Том 1. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах : издание 2-е переработанное и дополненное / Машгиз. Москва, 1957. - 396 с.

13. Джой, М. Разработка и исследование на математической модели рабочего процесса газодизеля с внутренним смесеобразованием : Автореф: дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. : Спец. 05.04.02 / Моск. автомех. ин-т. М., 1990. -11 с.

14. Ерохов, В. И. Газодизельные автомобили (конструкция, расчет, эксплуатация) / В. И. Ерохов, А. Л. Карунин // М. : Граф-Пресс, 2005. 560 с.

15. Ерохов, В. И. Легковые газобаллонные автомобили : Устройство, переоборуд., эксплуатация, ремонт / В. И. Ерохов // М. : Академкнига, 2003. -238 с. : ил. ; 21 см.

16. Изменение климата, 2007 г. : Обобщающий доклад. : Вклад рабочих групп I, II и III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. МГЭИК, Женева, Швейцария, 2007 - 104 с.

17. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик // М. : Машиностроение, 1992. 672 с.

18. Исаков, Ю. Н. Газодинамика систем наддува // В кн.: Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / Машиностроение. -Ленинград, 1990.-С. 84-113.

19. Исследования опытной системы топливоподачи тракторного дизеля / Грехов Л. В. и др. // Сб. науч. тр., посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э.Баумана / МГТУ им. Н.Э.Баумана Москва, 2005. - С. 110-113.

20. Исследование процессов образования оксидов азота в цилиндре дизеля с турбонадцувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе / В. А. Лиханов и др. // Монография / Вятская ГСХА. Киров, 2006. - 126 с.

21. Исследование рабочих процессов в цилиндре газодизеля 44 11,0/12,5 : монография / В. А. Лиханов и др. // под общ. ред. акад. Рос. акад. трансп. д.т.н.,проф. В. А. Лиханова. / Киров : Вят. гос. с.-х. акад., 2004. 330 с. : ил., табл.; 20 см.

22. Кадхем, Н. С. Совершенствование системы подачи жидкого топлива для газодизеля / Н. С. Кадхем, Л. Е. Магидович // XXX Юбилейная Неделя науки СПбГТУ. : ч. III. Материалы межвузовской науч. конф. / СПбГТУ СПб., 2002.-С. 4-5.

23. Капустин, А. А. Влияние способа регулирования газовоздушной смеси на токсичность отработавших газов дизельного двигателя / А. А. Капустин // Тезисы доклада НТС / ЛСХИ, 1989. С. 81-82.

24. Капустин, А. А. Влияние способа регулирования на экономичность и токсичность газодизеля / А. А. Капустин // тез. докладов / СПбГАУ, 1996. с. 10-11.

25. Капустин, А. А. Газовая система питания дизеля ЯМЭ-238НГ / А. А. Капустин, Г. М. Левкин, А. В. Заикин // Информ. листок № 513-87 / Лен. МТ ЦУНТИ, 1987.-4 с.

26. Капустин, А. А. Газодизель / А. А. Капустин / Монография // СПбГИСЭ, СПб., 2000. - 144 с.

27. Капустин, А. А. Предпосылки к разработке алгоритма системы питания газодизеля / А. А. Капустин, Д. В. Мельников // тез. докладов СПбГАУ, 1998.-С. 25-27.

28. Капустин, А. А. Природный газ альтернативное топливо для сельскохозяйственной техники / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин, Н. И. Шимченко // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. - 2010. - № 2. -С. 13-18.

29. Капустин, А. А. Расчет подачи газовой фазы топлива в газодизеле / А. А. Капустин, Д. В. Мельников // тез. докладов постоянно действующего международного НТС / СПбГАУ, 1999. С. 71-73.

30. Капустин, А. А. Увеличение производства газодизелей, развитие топливно-энергетического комплекса / А. А. Капустин, С. К. Корабельников, Д. В. Мельников // тез. докладов / СПбГАУ, 1998. С. 21-23.

31. Конвертация дизелей на питание природным газом : Сб. ст. / Открытое АО "Газпром", Информ. реклам, центр газовой пром-сти (ИРЦ Газпром).-М. : ИРЦ Газпром, 2001,-40,1. с. : ил.

32. Кульчицкий, А. Р. Токсичность автомобильных и тракторных дви гателей. / А. Р. Кульчицкий // М.: Академический проект, 2004. 400 с.

33. Лаврус, В. С. Источники энергии / В. С. Лаврус // К. : НиТ, 1997. 112с.

34. Лиханов, В. А. Исследование процессов сгорания и тепловыделения в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе / В. А. Лиханов, А. А. Лопарев, Л. В. Рудаков // Монография / Вятская ГСХА -Киров, 2006.- 129 с.

35. Лиханов, В. А. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля : монография / В. А. Лиханов, О. П. Лопатин // Киров, 2004. 106 с. : ил., табл. ; 21 см.

36. Лиханов, В. А. Сгорание и сажеобразование в цилиндре газодизеля / В. А. Лиханов // Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2000. 102 с. : ил. ; 21 см.

37. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е. Н. Львовский // Учеб. пособие для втузов : 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 1998. - 239 с. : ил.

38. Малаховский, Я. Газогенераторные автобусы / Я. Малаховский // Автомобиль. 1941. - № 1. - С. 26.

39. Марков, В. А. Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей / В. А. Марков, С. И. Козлов. // М. : Изд-во МГТУ, 2000. 294 с. : ил. ; 22 см.

40. Мкртычан, Я. Новая концепция создания промышленного комплекса и сети автозаправочных станций для производства и реализации КПГ в Москве в 2007-2016 гг. / Я. Мкртычан // АГЗК+АТ. 2006. - № 5 (29). - С. 38-41.

41. Налимов, В. В. Теория эксперимента / В. В. Налимов // Наука. -Москва, 1971.- 208 с.

42. Не говора А. В. Улучшение экологических характеристик безнаддувного тракторного дизеля / А. В. Неговора, А. Г. Габбасов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. - №11. С. 22-25.

43. Новичков, М. Ю. Совершенствование рабочего процесса газодизеля : Автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. : Спец. 05.04.02 / М. Ю. Новичков // С.-Петерб. гос. политехи, ун-т. СПб., 2004. - 17 с. : ил.; 21 см.

44. Пенкин, А. Л. Альтернативное топливо для городского автотранспорта / А. А. Капустин, А. Л. Пенкин // Автотранспорт: от экологической политики до повседневной практики : тр. V между нар. науч.-практ. конф. / МАНЭБ. СПб., 2010. - С. 65-69.

45. Пенкин, А. Л. Газовый аккумулятор в системе подачи природного газа в двигатель внутреннего сгорания / А. Л. Пенкин // Двигателестроение. 2012. - № 1. - С. 23-26.

46. Пенкин, А. J1. Система подачи газовоздушной смеси в газодизель / А. JI. Пенкин // Вестник гражданских инженеров. 2012. - № 2 (31). - С. 232-235.

47. Поконова, Ю. В. Природный газ России / Ю.В. Поконова. Санкт-Петербург : б.и., 2009. - 178 с. : ил.; 21 см.

48. Постановление Правительства РФ № 2 от 20.01.2012 «О внесении изменений в пункт 13 технического регламента "О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ».

49. Постановление Правительства Российской Федерации № 31 от 15 января 1993 г. «О неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом».

50. Природный газ. Метан : справочник / к.т.н. С. Ю. Пирогов и др.. -Санкт-Петербург : Профессионал, 2008. 847 е., [2] л. цв. ил.

51. Состояние и перспектива использования газовых видов топлива на транспорте / Е. Н. Пронин и др. // Открытое АО "Газпром", Информ.-рекл. центр газовой пром-сти (ООО "ИРЦ Газпром"). М. : ИРЦ Газпром, 2002. - 37 с. : ил.

52. СТО Газпром 089-2010. Газ горючий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам. Технические условия. -Москва : ГАЗПРОМ и др., 2011. IV, 12 с.

53. Тареев, В. М. Справочник по тепловому расчёту рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания / В. М. Тареев // Речной транспорт. -Ленинград, 1961.-416с.

54. Филипосянц, Т. Р. Методы снижения вредных выбросов с отработавшими газами автомобильных дизелей: обзор, информ. / Т. Р. Филипосянц, А. П. Кратко, М. В. Мазинг // НИИНавтопром. М. : 1979. - 64 с.

55. Шимченко, Н. И. Перевод на природный газ МТП Ленинградской области / Н. И. Шимченко, А. Л. Пенкин, Д. В. Дубников // Тракторы и сельхозмашины. 2009. — № 3. - С. 51-53.

56. Шишков, В. А. Анализ систем управления ДВС автомобиля для работы на газе или бензине / В. А. Шишков // Транспорт на альтернативном топливе. 2008. - №6 - С. 24-28.

57. Кухтик, В. В. Зниження витрати рщкого палива та димност1 вщпрацювавших газ1в переобладнанням автомобшьного дизеля в газодизель :

58. Автореф. дис. на здобуття наук, ступеня к.т.н. : Спец. 05.04.02 / В. В.Кухтик // М-во осв1ти Укра'ши, Укр. трансп. ун-т. Кшв, 1997. - 16 с. : ил. ; 20 см.

59. Aly, Н. Experimental Investigation of Gaseous Hydrogen Utilization in a Dual-Fuel Engine for Stationary Power Plants / H. Aly, G. Siemer / ASME 1993. -ICE-Vol. 20.-pp. 67-79.

60. BP Statistical review of world energy. 2010.

61. Brogan, T. R. Operation of a Large Bore Medium Speed Turbosupercharged Dual Fuel Engine on Low BTU Wood Gas / T. R. Brogan and other //ASME 1993 ICE. Vol. 20. - pp. 51-66.

62. Compressed natural gas injection system for gaseous fueled engines : United States patent № S5329908 (A) : F02B43/00, F02M51/00 / Yul J. Tarr, Julius P. Perr ; assignee Cummins Engine Co, Inc. appl. № 73062 jun. 8, 1993. 10 p. : 27 c. : 3 d. s.

63. Daisho, Y. Controlling Combustion and Exhaust Emissions in a Direct-Injection Diesel Engine Dual-Fueled with Natural Gas / Y. Daisho // SAE Paper 952436.

64. Degobert, P. Automobiles and Pollution / P. Degobert // SAE Publications, Warrendale, PA, 1995.

65. Dietrich, W. R. Die Gemischbildung bei Gas- und Dieselmotoren sowie ihr Einfluss auf die Schadstoffemissionen Rückblick und Ausblick / W. R. Dietrich // MTZ.- 1999.-Teil l.-№ 1. - S. 28-38 ; teil 2.-№ 2. - S. 126-134.

66. Eickmann, C. Ermittlung der CCVEmissionen Methoden zum Vergleich im StraBenund Schienenverkehr / C. Eickmann // Der Eisenbahningenieur. 2002. - № 9.-P. 116-122.

67. Gebert, K. Development of Pilot Fuel Injection System for CNG Engine / K. Gebert, B. N. Jeck, R. L. Barkhimer, H. Wong // SAE Paper 961100.

68. Gebert, K. Strategies to Improve Combustion and Emission Characteristics of Dual Fuel Pilot Ignited Natural Gas Engines / K. Gebert, N. J. Beck, R. L. Barkhimer, H. Wong // SAE Paper 971712.

69. Gunea, C. The Effects of Pilot Fuel Quality on Dual Fuel Engine Ignition Delay / C. Gunea, M. R. M. Razavi, G. A. Karim // SAE Paper 982453.

70. Ishida, M. Effect of EGR and preheating on natural gas combustion assisted with gas-oil in a diesel engine / M. Ishida, T. Tagai, H. Ueki // JSME International Journal. 2003. - №1. - Series B. - Vol.46. - P. 124-130.

71. Karim, G. A. An Examination of Some Measures for Improving the Performance of Gas Fuelled Diesel Engines at Light Load / G. A. Karim / SAE Paper 912366.

72. Karim, G. A. Exhaust Emissions from Dual Fuel Engines at Light Load / G. A. Karim, Z. Liu, W. Jones / SAE Paper 932822.

73. Krishnan, S. R. Strategies for reduced NOx emissions in pilot-ignited natural gas engines / S. R. Krishnan, K. K. Srinivasan, S. Singh // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power July. 2004. - Vol. 126. - P. 665-671.

74. Liu, Z. The Ignition Delay Period in Dual Fuel Engines / Z. Liu, G. A. Karim // SAE Paper 950466.

75. Nigge, K.-M. Life cycle assessment of natural gas vehicles : Development a. application of site-dependent impact indicators : Diss. / K.-M. Nigge. // Berlin etc. : Springer, cop. 2000. XVI, 166 p.

76. Sanders, M. E. The regulation of natural gas : Policy a. politics, 1938-1972 / Elizabeth M. Sanders // Philadelphia : Temple univ. press, 1981. XVI, 254 p.

77. The Outlook for Energy: A View to 2030. / ExxonMobil., 2010.

78. Varde, K. S. Propane Fumigation in a Direct Injection Type Diesel Engine / K. S. Varde // SAE Paper 831354.