автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Научные основы проектирования автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт

(ФГУП «НАМИ»)

КОНОПЛЕВ Владимир Николаевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВАХ

Специальность 05 05 03 — «Колесные и гусеничные машины»

На правах рукописи

ии344ВУОи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 2 СЕН 2008

Москва —2008

003446708

Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете и в Федеральном государственном учреждении, Российском научном центре «Курчатовский институт»

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор, Лауреат

Государственных премий, Заслуженный работник транспорта РФ Грифф М И

Доктор технических наук, профессор Ерохов В И

Доктор технических наук, профессор Московкин В В Ведущее предприятие AMO ЗИЛ

Защита диссертации состоится « 2-3> » QlC^P^bpЛ 2008 года в / т на заседании диссертационного совета Д 217 014 01 при

Государственном научном центре Российской Федерации, Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ) по адресу 125438, г. Москва, ул Автомоторная, 2, ФГУП «НАМИ», в конференц-зале корпус А, 3-й этаж Этектронная почта ас!тт@пат1/ги

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «НАМИ» Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по указанному выше адресу

Автореферат разослан

«2» С>У 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А Г Зубакин

1. Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Автотранспортные средства являются с одной стороны ключевой составляющей экономики любой экономически развитой страны, а с другой - крупным потребителем энергоресурсов (мировой автомобильный парк насчитывает около 800 млн единиц общей мощностью более 51,5 млрд кВт) В нашей стране насчитывается около 36 млн АТС, из них более 14% - грузовых, с их годовым производством к 2007 году 293 тыс ед Поэтому, в нашей стране в условиях жестко централизованной экономической системы 19801990 гг, выполняя соответствующие Постановления правительства страны, автозаводами ЗИЛ, ГАЗ, Камаз и МАЗ были разработаны газовые и газодизельные модификации автомобильной техники, организовано их производство и была создана инфраструктура обеспечения крупномасштабного использования природного газа в качестве топлива для автотранспорта

— на территории СССР вошли в строй 350 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС),

— на автозаводах ЗИЛ, ГАЗ, КАМАЗ, ЛАЗ было налажено производство 13 моделей автотранспортных средств, работающих на сжатом природном газе и 14 моделей для работы на сжиженном нефтяном газе,

В итоге к 1991 году парк газобаллонных автомобилей насчитывал свыше 315 тыс пгг и потреблял более 510 млн м3 газа, что обеспечивало сокращение потребления нефтяных топлив

В связи с вышесказанным, а также современное состояние экономических условий в РФ, связанное с ее вступлением в ВТО, подписанием Киотского протокола, внедрением норм ЕВРО 3, 4 и 5, реструктуризацией нефтегазового комплекса страны с целью наращивания энергетического ресурса и необходимости улучшения экологической обстановки в крупных городах, мировые тенденции, связанные с конечностью нефтяных запасов, показывают то, что переход на использование альтернативных энергоносителей - это не просто научный поиск, а необходимая практическая деятельность, развитие которой определит конкурентное преимущество страны, имеющей свой достаточно богатый опыт в этой области

Связь работы с крупными научными программами, темами.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, нашедшие отражение в данной диссертации, проводились совместно с НАМИ, НИЦИАМТ, МГИУ (МАСИ), ФТИНТ АН УССР, Таджикским политехническим институтом, ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», Институтом Машиноведения АН, МГУ, АвтоВАЗом

Цель работы. Формирование в условиях современной экономики России, характеризующейся наращиванием энергетического ресурса, предпосылок развертывания конкурирующей автотранспортной системы в евроазиатском регионе на основе

1 Создания научных основ проектирования грузовых автотранспортных средств (ГАТС), использующих газомоторные топлива (ГМТ), по критериям энергетической эффективности, производительности и

безопасности с учетом степени их реализации на стадии серийного производства

2 Выбора рациональной конструкции ГАТС категории N2 и N3, работающих на ГМТ, по энергопотреблению и безопасности

Задачи исследования.

1 Провести изучение энергопотребления и скоростных свойств (ЭСС) ГАТС категории N2, N3 в системе «автомобиль-водатель-окружающая среда-производство» (А-В-Д-ОС-Пр)

2 Провести формализацию системы А-В-Д-ОС-Пр на стадии проектирования и разработать методику формирования заданного уровня энергопотребления и производительности ГАТС категории N2, N3 с учетом фактора неоднородности продукции серийного производства

3 Разработать методологию экспериментальных и теоретических исследований функциональных, надежностных свойств ГАТС, работающих на ГМТ и организовать их проведение

4 Провести исследование безопасности ГАТС, работающих на ГМТ, и разработать основы формирования стратегии их безопасности при использовании существующих видов ГМТ и в последующем к возможности использования водорода в топливных смесях ДВС ГАТС

5 Разработать методики проведения измерений расхода газового топлива при стендовых и лабораторно-дорожных испытаниях, в эксплуатации и методики диагностики системы хранения и подачи газового топлива

6 Разработать компоновочно-конструкторскую схему (ККС) и провести исследования первого образца ГАТС ЗИЛ, оснащенного металлогидридным аккумулятором водорода для обеспечения работы двигателя на бензоводородных смесях

7 На основе разработанных теорий, методик синтеза компонентов ГАТС, использующих газомоторные топлива (природный газ, пропан-бутан, водород и др ) предложить ККС ГАТС, работающих на ГМТ, и обеспечить их внедрение в промышленное производство

8 Разработка методологических основ проектирования ГАТС по критериям энергетической эффективности, производительности и безопасности на основе передовых технологий и перспективных материалов

Методы исследования.

Выполненные в работе исследования базировались на основных положениях теории математической статистики, математического моделирования процессов движения, математического анализа с использованием экспериментальных факторных моделей, теории планирования эксперимента, теории корреляционного, регрессионного и факторного анализов, методов оптимизации, теории принятия решений, математических методов исследования операций и анализа систем

Экспериментальные исследования проводились лабораторными и лабораторно-дорожными методами на натурных образцах ГАТС, работающих на ГМТ, их узлах, агрегатах, элементах системы хранения газового топлива и его подачи к двигателю с разработкой «программ - методик» стендовых испытаний по

результатам дорожных испытаний на дорогах НИЦИАМТ и в стендовых условиях

УКЭР AMO ЗИЛ, МГИУ

Научную новизну работы представляют:

1 Разработка основ теории проектирования ГАТС на основе понятия «потенциальные свойства технических систем», теории проектной эффективности, теоретического обоснования комплекса критериев эффективности энергопотребления конструкции ГАТС, использующих альтернативные виды топлив и достижений высоких технологий

2 Разработка методологии подготовки данных для принятия решения главным конструктором по конструкции ГАТС на ГМТ и его систем на основе комплекса экспериментально исследовательских и теоретических работ.

3 Методика прогнозирования технического уровня разрабатываемых образцов ГАТС или их систем с учетом фактора неоднородности продукции серийного производства

4 Результаты теоретического исследования, стендовых дорожных испытаний, подтвердивших возможность применения водорода в качестве моторного топлива для грузовых автотранспортных средств

5 Разработка методологии испытаний ГАТС, работающих на ГМТ, на пожаровзрывобезопасность, получение экспериментальной информации и использование математических методов прочностных расчетов и анализа

6 Обоснование и практическую реализацию ККС ГАТС при работе на ГМТ с учетом потенциальных свойств системы хранения газового топлива (метана) в производстве и эксплуатации

7 Разработка методологии испытаний по оценке энергопотребления и производительности в эксплуатации ГАТС, работающих на природном газе и водороде

Практическая ценность заключается в следующем

1 Созданные методы проектной эффективности, блоков регрессионных и феноменологических математических моделей позволяют использовать их при подготовке информации для принятия решений по выбору рациональных компоновочно-конструкторских схем систем хранения газового топлива, как при создании перспективных образцов ГАТС, так и при доводке серийно-выпускаемых ГАТС, а также позволяют сократить объем натурных испытаний

2 Созданная система испытаний (лабораторных, дорожно-лабораторных, эксплутационных, расчетных экспериментов с применением методов математической статистики) позволяет эффективно решать задачи доводки и проектирования автотранспортных средств серийного производства на газомоторных топливах и закладывает основы автоматизированной системы обработки экспериментальных данных (АСОЭД)

Реализация результатов работы.

Полученные автором результаты исследований, теоретических разработок

были использованы и внедрены

1 В серийное производство ГАТС, работающих на ГМТ.

1 1 работающих на сжиженном нефтяном газе (пропан + бутан)

(ЗИЛ-13 8) ЗИЛ-431810

ЗИЛ-441610 (ЭИЛ-138В1) ЗИЛ-446210 (ЗИЛ-1Э8Д2) ЗИЛ-433630 новый модельный ряд

1 2 работающих на сжатом природном газе

ЗИЛ-138А

ЗИЛ-1Э8И (с двиг Е=8,0) ЭИЛ-138АГ

ЗИЛ 431610 с 8-ю и 12-ю баллонами ЗИЛ-433530 (новый модельный ряд) ЗИЛ-ММЗ-45054

ЗИЛ-8Э130Г с ДВС работающим по газодизельному процессу ЗИЛ-433500 с ДВС работающим по газодизельному процессу

2 В изготовление и испытания (заводские и эксплутационные) опытной партии в количестве 50 автомобилей ЭИЛ-138П, работающих на сжиженном природном газе в автохозяйствах г Москвы

3 В изготовление опытного образца и его испытании с опытной системой питания и хранения водорода в металлогидридных модулях (и под давлением 19,6 МПа)

4 В конструкцию крепления баллонов высокого давления седельных тягачей ЗИЛ-441610, обеспечивающих выполнение требований по пассивной безопасности и снижения металлоемкости

5 В проектирование и доводку конструкции самосвала ЗИЛ-45054 с улучшенными показателями боковой устойчивости при разгрузке на площадке с поперечным уклоном под задними колесами,

6 В проектирование и создание опытных образцов газобаллонных автомобилей нового модельного ряда ЭИЛ-433630, ЗИЛ-433530,

7 В изготовление бортового автомобиля ЗИЛ-431610 с увеличенным объемом системы хранения (на 50%) природного газа под давлением 19,6 МПа с 12-ю баллонами

Личный вклад соискателя заключается:

- в разработке основ теории проектной эффективности применительно к обоснованию рациональных параметров ККС ГАТС, работающих на ГМТ,

- в создании методик испытаний опытных образцов ГАТС, работающих на ГМТ и систем хранения газового топлива с использованием методов планирования эксперимента,

- в разработке методик эксплутационных испытаний ГАТС, работающих на ГМТ,

- в создании методик измерения энергопотребления ГАТС в лабораторно-дорожных и эксплутационных испытаниях при работе ДВС на газомоторных топливах,

- непосредственное участие в освоении производства ГАТС на ГМТ AMO ЗИЛ и создания производственных мощностей по производству 30 тыс газобаллонных автомобилей в год,

- в проведении заводских (в НИЦИАМТ) и эксплуатационных испытаний в опорном автохозяйстве в г Львове 1981 г в качестве руководителя группы испытателей,

- в руководстве бюро "По исследованию и доводке грузовых транспортных автомобилей, работающих на газообразном топливе" AMO ЗИЛ с 1988 по 1992 г

- участие в совместных работах ЗИЛа, НАМИ, КАМАЗа, МАЗА, НИЦИАМТ по использованию природного газа в качестве моторного топлива для дизельных автомобилей;

- в организации исследований, разработке системы и методики измерения расхода водорода при испытании 1-го образца ГАТС ЗИЛ-431410, работающего на бензоводородной смеси,

участие в учебном процессе МГИУ по подготовке специалистов специальности 1902 01 (1501) «Автомобили и тракторостроение», а также разработка учебно-методической литературы

Апробация работы

Основные материалы диссертации доложены и обсуждены в докладах, семинарах, симпозиумах

1 ТаджикНИИНТИ (г Душанбе) семинар «Обмен опытом по применению альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте общего пользования» 1991 г 26 04 доклад «Опыт работы ПО ЗИЛ по эксплуатации газобаллонных автомобилей»

2 Всесоюзная научно-техническая конференция «Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания» Кировский сельскохозяйственный институт, Киров, 1987 г Доклад «Оценка эффективности конструкций газобаллонных автомобилей ЗИЛ-433530 и ЗИЛ-433610»

3 1-ый Всероссийский семинар профессионалов автобизнеса «Топ-мастер-XXl век», 22-25 06 1998 г (ДК. AMO ЗИЛ) Доклад о роли МГИУ в подготовке кадров по техническому обслуживанию автотранспортных средств

4 ХХУТ1 Научно-техническая конференция ААИ «Автотракторостроение, промышленность и высшая школа, Москва МГТУ «МАМИ» 29,30 сентября 1999 г

5 XXX Международная научно-техническая конференция ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва МГТУ «МАМИ», 25,26 сентября 2002 г

6 X Международная научно-техническая конференция «Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и

компрессорного оборудования» - Гервикон г Сумы Украина, Сумской государственный университет, 10-13 сентября 2002 г.

7. IX Международные научные чтения Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ) семинар 5-7 октября 2005 г

8. II Международная конференция «Альтернативные источники энергии для больших городов», Москва, 2006 г

9 V Международный автомобильный научный форум (МАНФ) в ТНЦ РФ «НАМИ», октябрь 2006 г

10 Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых 13-14 июня 2007 г «Российский автопром теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения» Институт машиноведения им А А Благонравова, РАН, Москва, 2007 г

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 34 печатных трудах, в том числе в 3-х монографиях

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5-и глав, общих выводов, списка литературы (142 наименований)

Диссертация содержит 343 стр машинописного текста, 147 рис, 91 таблиц, 3 приложения

Содержание работы

Первая глава посвящена обоснованию актуальности проблемы «Проектирования ГАТС, работающих на ГМТ», исходя из различных аспектов развивающейся экономики РФ (исторического, международной системы товародвижения, мирового производства ГАТС, финансового состояния мирового автопрома, топливно-энергетического комплекса РФ, водородной энергетики, экологии), формулированию целей работы, определению основных задач

Трудами таких ученых как Чудаков Е А, Фалькевич Б С, Ротенберг Р В , Полунгян А А , Петрушов В А, Певзнер Я М, Липгарт А А, ЗимелЬв Г В , Есеновский Ю.К, Высоцкий М С, Бухарин Н А и др были заложены основы разработки ГАТС в нашей стране

В рассмотренный период разработкой и испытаниями ГАТС и ДВС на ГМТ, а также исследованиями проблем применения ГМТ на автотранспорте работали Самоль Г И, Гольдблат И И, Генкин Г А, Кригер А М, Островцев А Н, Мазепа В Г, Брашн А В , Трофимов О Ф , Морев А И, Загладин П Г, Васильев Ю Н, Гриценко А И , Гайнуллин Ф Г, Мкртычан Я С, Ерохов В И, Карп И Н, Пятничко А И, Гусаров А П, Лукшо В А, Кабалкин В Н, Гусаров В В и др

По изучению энергопотребления ГАТС большой вклад внесли такие ученые, как Токарев А А , Петрушов В А, Евграфов А Н, Московкин В В и др

Вторая глава посвящена изучению энергопотребления ГАТС на различных видах топлива на стадии проектирования и производства

В п 2 1 получены точечные оценки ЭСС ГАТС и показателей внешней скоростной характеристики ДВС, позволяющие осуществить

- проведение нормирования этих показателей и разработку карт контроля качества для управления производством,

- формирование основ методологии проектной эффективности при разработке ГАТС, работающих как на жидких нефтяных топливах, так и на газомоторных топливах (см табл 2 1,2 2)

В п 2 2 проведена оценка уровня соответствия ГАТС серийного производства нормативам по энергопотреблению и рассчитана удельная оценка фактора неоднородности ГАТС серийного производства

— по критерию энергопотребления - 4,02 МДж/100 км т,

— по критерию скоростных свойств - 0,59 с/т

В п 2 3 на основе использования факторного и регрессионного анализов результатов лабораторно-дорожных испытаний по оценке топливно-скоростных свойств ГАТС в соответствии с методиками ГОСТов 20306-90 и 22576-90 осуществлена формализация сложной системы «автомобиль-водитель-дорога-окружающая среда-производство» (А-В-Д-ОС-Пр) в систему А-Пр с обоснованием критериев энергопотребления, скоростных свойств и общезначимых параметров конструкции (рис 2 1)

В п 2 4 проведены результаты идентификации сложной технической системы А- Пр в виде двадцати регрессионных моделей (табл 2 3)

В п 2 5 проведено теоретическое исследование энергопотребления и скоростных свойств ГАТС ЗИЛ-4331, работающих на дизельном топливе, и ЗИЛ-481610, работающих на природном газе, серийного производства и определены необходимые диапазоны показателей энергопотребления, скоростных свойств и пределы варьирования значений конструктивных параметров (удельная мощность, удельный литраж ДВС, передаточное число главной передачи), обеспечивающих заданный при проектировании уровень реализации этих свойств на стадии серийного производства

В п 2 6 приведены результаты оценки энергопотребления опытных образцов ГАТС в различных весовых состояниях, работающих на природном газе, пропан+бутановых смесях, двухтопливных смесях (бензин+природный газ) (табл 2 4)

В п 2 7 исследованы энергопотребление и скоростные свойства (ЭСС) ГАТС по планам полнофакгорных экспериментов типа 23 и 24 Результаты эксперимента позволили получить уравнения регрессии и количественно оценить весомость каждого конструктивного параметра при работе ДВС ГАТС как на бензине, так и на природном газе, определить характер функциональной связи между показателями ЭСС и конструктивными параметрами, показателями выходных свойств двигателя в режимах движения с Vconst и при разгоне (табл 2 5)

В п 2 8 приведены результаты испытаний ГАТС на бензоводородовоздушных смесях, показавшие целесообразность применения водорода в качестве добавки к бензину (энергопотребление в режиме городского цикла при этом сокращается на 2,4 - 5,6 %) и разработано ТЗ на систему хранения водорода для ГАТС ЗИЛ-431410

95% интервалы оценки истинных значений показателей энергопотребления грузовых автотранспортных средств, серийного производства, работающих на жидких нефтяных и газомоторных топливах

ПП Автомобили, автопоезда Расход энергии (МДж/100км) при скорости (км/ч) <5™. МДж/100 км Р мец МДж/100 км 0 общ МДж/100 км

30 40 50 60 70 80

1 ЗИЛ-431410 (шины И-Н142Б), бензин А-76 724,9-751,4 747,0 -773,5 791,2т 835,4 844,2-914,9 937,0-1021,0 1047,5-1171,3

2 ЗИЛ-431410 (шины МИ-151), бензин А-76 782,3-853,1 808,9 -875,2 979,6т 941,5 941,5-1012,2 1052,0-1105,0 1180,1-1233,2

3 ЗШ1-431410 + ПСБ-817 (шины И-Н142Б) 861,9 -923,9 906,1-976,8 968,0т 1038,7 1047,5-1127,1 1171,3-1029,9 -

4 ЗИЛ-431410+ ГКБ-817 (ШИНЫ МИ-151) 954,7-1034,3 998,9-1078,5 1074,1-1153,6 1180,1-1268,5 1317,2-1427,7 -

5 КамАЭ-5320, диз топливо 658,8-701,3 684,3-735,3 739,5+ 790,5 816,0- 875,5 922,3 -990,3 1062,5-1156,0

6 КамАЗ 5320 + ГКБ-8350Э диз топливо 862,8 -896,8 879,8- 922,3 935,0- 977,5 1032,8-1083,8 1168,8-1236,8 1360 0-1436,5

7 МАЗ-5335, диз топливо 603,5 -646,0 641,8 -675,8 701,3 -752,3 794,8- 845,8 918,0-969,0 1062,5-1130,5

8 МАЭ-5335 + МАЗ-«926 диз топливо 879,5 -905,3 918,0- 986,0 998,8- 1083,8 1113,5-1224,0 1296,3-1440,8 1483,3^1687,3

9 ЗИЛ-431610 бензин А-76 985,4-1056,6 1213,3-1270,7 1118,9-1466,5 898,3-933,3 947,9-1179,5

10 ЗИЛ-431610 УЬ=бл природный газ 907.8-1076,6 1111 1-1235,7

11 ЗИЛ-431610 УЬ=7л природный газ 909,4-989,0 1148,5-1188,9

12 ЗИЛ-431810 (смесь пропан+бутан) 822,3-952,5 1045,6-1148,8 1260,2-1542,6 868,1-1206,5 1022,7-1291,5

Статистические оценки показателей энергопотребления двигателей ЗИЛ

(ГОСТ 14846-81)

Модель двигателя Объем выборки Минимальный удельный расход

МДж/кВт ч* а, МДж/кВт ч Й>,%

ЗИЛ-130, Бензин А-76 20 13,7 0,69 5,0

ЗИЛ-130Ф, Бензин А-76 20 13,3 0,65 4,9

ЗИЛ-375 Ф, Бензин А-76 20 13,1 0,53 4,1

ЗИЛ-375, Беюин А-76 10 14,3 0,47 33

ЗИЛ-375, Беюин АИ-93 10 13,9 0,49 3 5

ЗИЛ-645, диз топливо 38 9,7 0,38 3,9

При работе на природном газе 7 14,4 1,0 6,9

При работе на смеси пропан+бутан 8 12,7 0,84 6,6

* Величина низшей теплоты сгорания принята для бензина 44,2 МДж/кг,

для дизельного топлива 42,5 МДж/кг, природного газа 47,7 МДж/кг (метан 49,8 МДж/кг), смесь «пропан+бутан» - 46,1 МДж/кг

Рис 2 1 Блок-схема «Уровни - связи»

Таблица 2.3

Идентификация сложной системы «автомобиль-производство»

Наименование блоков моделей Номер блока №№ п/п Единица измерений Регрессионная модель

1 2 3 4 5

Критерии ЭСС-выходные параметры двигателя 1 1 кг/100 км ft*-23,7 (1,43 - 0,044 Л^) (0,706 + 0,0015gwm)

2 с •'м-бо = ^0,4 ~ 1,72^ (автомобили)

3 с 7"и-бо =386,4-36,0^ (автопоезда)

4 с ^=220,0-13,6^

Критерии ЭСС -конструктивные параметры автомобиля 2 5 кг/100 км Й60 =29,8-15,5^/0,

6 С 7»-» = 1432 - 5930 (Г4 /G,) + 8287 (К, IG, f - 3779 (^/G,)3

7 С 7^,, = 2256 -12084(К, / G„) +16747(КЛ / Gd f

8 с См =191 б -202 OF,/G,

Показатели эксплуатационных свойств - выходные параметры двигателя 3 9 кг/100 км йя-.то = 35 0(1 508 - 0 056 JV ^ )(-5 8 + 0 069 g ml„ - 0 00017 г! ) (25 3 - 74 8/«.) + + 57 3(л„ /и.)2)

10 км/ч С . =88 0-1 19JV . 1Шх|«-70

Показатели ЭСС -критерии ЭСС 4 11 км/ч ^С7=97,9-0,203 ТЯ(0

12 с ЛорЗ 1,0+0,106 Т2обо

13 С К„„=3 8,2-0,61

14 кг/100 км ^„=0,4+1,14

15 кг/100 км е*м=-3,5+1,5

16 с Г«[р-102,7+3,90 Г<(М

17 с Гцо=-90,8+4,50 Г<0(,

18 С í/oee^S.S+l,7 Tico

Показатели эксплуатационных свойств -критерии ЭСС 5 19 кг/100 км Q . =-3,7+1,4 Qs60 SValO

20 км/ч V . =64 7 + 0 14 lio» mix

Удельные энергетические показатели грузовых автотранспортных средств, работающих на различных видах топлива (смесь пропан+бутан, природный газ, бензин А-76, смесь природный газ+А-76, природный газ+ДТ)

№№ пп Тип, модель ГАТС, двигатель Показатели *

Ош МДж/ЮОкм Т От МДж/100км Т Олш МДж/ЮОкм Т 0а£Я О, МДж/ЮОкм Т

1 Бортовой грузовой автомобиль о грузом ДВС с искровым зажиганием 90, »=3,8% 107, и=4,4% 132,2^ ¡»=1,4% 97 9®7

2 Бортовой автопоезд с грузом ДВС с искровым зажиганием 76,5^ щ=10Д% 85,2(64) 0=7,5% - -

3 Бортовой грузовой автомобиль с грузом ДВС дизельный процесс 65,1;; С0=6,6% 78,3{5;, ю=б,5% - -

4 Бортовой грузовой автомобиль бхб (ЗИЛ-1ЭШ и УРАЛ-3750) 109,7*4 (0=5,8% 155 о49 ' (2) й-3,2% 131,5^ (0=1,6% -

• верхний индекс - среднее квадратическое отклонение,

• нижний индекс в скобках - количество объектов,

• ш - коэффициент вариации

Регрессионные модели энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств ЗИЛ-138А и ЗИЛ-1Э8И

Автомобиль Режим движения Показатель Обозначение х„ Коэффициенты регрессии

X, Х2 X, X» х,х2 х,х, Х2Х3 Х,Х2Х Х,Х3Х

мэ ОО ^ 1 "Т А Разгон на пути 400м Время, с ТА 42,4 2,7 -2,5 -1,5

Расход топлива, г вл 265,9 10,1 20,9 -6,4

Разгон на прямой Время, с ТГЛ 86,7 33,1 -35,2 -32,3 -19,2 -17,4 19,7 12,6

Расход топлива, г Сл 420,4 151,3 -69,9 -115,7 -60,3 -59,5 37,7 35,6

Усопн 40/60 км/ч Расход топлива, кг/100 км 2« 25 7 1,6 2,4 2,9 1,8*

к ОО т СП Разгон на пути 400м Время, с т„ 41,5 4,4 -1,75 -1,3 -0,8

Расход топлива, г Ом 263,5 27,3 23,7

Разгон на прямой Время, с ТТи 57,7 22,6 -15,0 -11,7 -8,3 -8,3 5,2 4,1

Расход топлива, г Ои 310,4 106,7 -24,5 -33,5 -24,0 -47,3 9,4 13,4

Усот! 40/60 км/ч Расход топлива, кг/100 км в*" 24,3 1,6 2,9 1,8 1,6* 0,7 0,6

• Принято следующее кодированное обозначение варьируемых переменных

— полная масса автомобиля (Са) - X,

— передаточное число главной передачи (/„) -Х2

— ввд топлива (йы) ~Х3

— частота вращения коленчатого вала двигателя при переключении передач в КП (пи) (Усот!) -Х4

V -Х1~ ^о,

Кодированное значение переменной определялось по формуле Л., — — , где Х( - натуральное, текущее значение переменной, Хс1 - натуральное значение нулевого уровня переменной, I - натуральное значение интервала варьирования обозначение X/ — С а, Х2—10, Х3—вид топлива, Х4—пн,

В третьей главе заложены научные основы организации испытаний ГАТС и создания автоматизированной системы обработки экспериментальных данных (АСОЭД) ГАТС на ГМТ

В п 3 1 заложены научные основы формирования методологии натурных испытаний ГАТС, работающих на ГМТ, и их элементов В п 3 2 разработаны

— общий алгоритм исследований (рис 3 1),

— структура этапов испытаний ГАТС, работающих на ГМТ, и получения информации (рис 3 2),

— структура научно-производственного комплекса для внедрения ГМТ в автотранспортный комплекс (рис 3 3), являющейся основой создания АСОЭД,

— приведена разработанная и реализованная стратегия повышения эффективности использования свойств ГМТ в ДВС и ГАТС ЗИЛ, в тч повышение КПД ДВС и снижения токсичности выхлопных газов (на 1796% по отдельным компонентам)

В п 3 3 показано, что перечисленные выше направления деятельности позволили создать систему сопровождения и поддержания работоспособности ГАТС на ГМТ в эксплуатации и обеспечить эффективность проведения стендовых испытаний как ГАТС, так и их элементов на испытательном комплексе «Гидропульс» фирмы «Шенк» (ФРГ)

В п 3 4 для измерения энергетических показателей при лабораторно-дорожных и эксплуатационных образцов ГАТС на природном газе и водороде была обоснована и разработана методика косвенного измерения расхода топлива с контролем результатов замеров весовым способом Последнее позволило совместно с НИИАТом разработать расходный метод диагностирования работоспособности систем питания и хранения ГАТС на ГМТ

Вп 35ип 36 проведены всесторонняя оценка регрессионных моделей из табл 2 3 по критериям значимости коэффициентов регрессии, информативности и адекватности (на основании использовании критерия Фишера табл 3 1), а также сопоставление результатов исследований скоростных свойств и энергопотребления на основе полнофакторных экспериментов 2 и 24 (рис 3 4 и 3 5), подтвердивших качество моделей и методологию их построения

Рис. 3.1. Общий алгоритм исследования

Рис.3 2 Этапы испытаний ГАТС на ГМТ и получения информации

......... поток информации

Рис. 3.3. Структура научно-производственного комплекса

Табища 3 1

Результаты оценки информационной способности и адекватности регрессионных моделей.

№№пп функций из табл 2 3 Информативность Критерии расч, табт Адекватность

И % Рь Р табл

1 3 4 83 0 76 2,3 +

2 7,2 168 0,16 32 +

3 7,2 167 0,33 3,3 +

4 20 8 356 0,16 2,3 +

5 10,7 227 0 26 23 +

6 1 8 34 0,71 4,1 +

7 5,5 125 0 36 3,3 +

8 39 97 0,87 2,3 +

9 12,2 302 0,1 29 +

10 2,4 55 0 76 28 +

11 11,8 243 0,48 22 +

12 11 8 243 0,55 22 +

13 9,4 207 021 22 +

14 55 638 006 22 +

15 69 163 0,52 2,3 +

16 20,4 352 0,47 2,2 +

17 12,4 252 006 3,2 +

18 174,0 1200 0 05 22 +

19 122 250 0,58 2,8 +

20 12,5 253 0,39 2,8 +

с У-соп51 =60 км/ч» и полученных по регрессионным моделям*

1 - общая, потучека по априори (табл 2 3),

2 - получена по экспериментальным данным планов 23 полнофакторны\ экспериментов с автомобилем ЗИЛ-431610, топливо - газ,

Д - погрешность относительно оценок показателя по модели 1

Рис 3 5 Сопоставление оценок показателей «Разгон на пути 400 м», полученных по регрессионным моделям

1 - общая, получена по априори (табл 2 3),

2 - получена по экспериментальным данным планов 24 полнофакторных экспериментов с

автомобилем ЗИЛ-431610, топливо-газ (табл 2 5),

Д - погрешность относительно оценок показателя по модели I

Четвертая глава посвящена исследованию и формированию безопасно ГАТС, работающих на ГМТ, на стадии проектирования

Особенностям проектирования кабин и платформ ГАТС посвятили работы Высоцкий М С, О И Гируцкий, Ю А Долматовский, Б В Гольц, А М Е В Михайловский, В В Осепчугов, А Н Островцев, А А Полунгян, В Ф Роди Б М Фиттерман, и другие Вопросы исследования прочности кузовны тонкостенных пространственных конструкций рассмотрели в своих ра Е В Александров, Р А Акопян, Г М Багров, С Ф Безверхий, Трофимов В Н Белокуров, Ю Ф Благородный, Б Ф Банков, М В Винокуров, В 3 BJ Н И Воронцова, А А Захаров, А А Иванов, Е А Коган, Г К Ми Л Н Никольский, В В Осепчугов, В И Песков, И Н Порватов, Н Б Со Л Н Орлов и другие Исследованию пассивной безопасности, ра конструкций за пределами упругости при статистическом и ударном нагру посвящены работы В П Агапова, В Н Андронова, В В Берминова, Н А Бух А А Гвоздева, К И Гвинерия, А М Иванова, В Н Коршакова, А И Рябчи В И Сальникова, М В Лыюрова, О В Мельникова, Э Н Никульникова и друг Исследованию пассивной безопасности конструкций автомобилей и . нашей стране посвятили свои работы В В Амбарцумян, М А Ан А В Арутюнян, В А Астров, В Л Будник, В Н Иванов, В А Ила

И К Коршаков, Г В Максапетян, ЛН Орлов и др Проведенный анализ работ по безопасности показал, что проблема снижения тяжести последствий ДТП с участием ГАТС, работающих на ГМТ, является многоплановой и до настоящего времени комплексно не прорабатывалась

В п 4 1 на основе анализа литературных источников в области безопасности ГАТС, автотранспортного процесса и существующих нормативных документов разработаны схемы структуры безопасности автотранспортного процесса при использовании ГМТ и схема системы обеспечения пассивной безопасности (рис 4 1,4 2)

В п 4 2 приведено обобщение исследовательского материала по результатам испытаний ГАТС моделей ЗИЛ, работающих на ГМТ, на пассивную безопасность методами опрокидывания и фронтального столкновения, характеризующееся соответственно ускорениями 5-6 g и замедлением до 130 g

В п 4 3 на основе разработанного алгоритма процесса доводки ниппельного соединения и проведения комплекса соответствующих испытаний элементов системы подачи и хранения ГМТ было обеспечено

— гарантированная герметичность ниппельного соединения в условиях серийного производства,

— повышение надежности соединительных трубопроводов высокого давления между баллонами за счет повышения сопротивляемости усталостным разрушениям путем оптимизации конфигурации и длины соединительных трубопроводов

— оптимизация компоновочно-конструкторской схемы (ККС) систем хранения ГМТ на лонжеронах рам ГАТС ЭИЛ-4331, ЭИЛ-133 ГЯ и ЗИЛ-130 Г из условия вероятности безотказной работы 0,999 ресурса лонжерона рамы не ниже 300 тыс км пробега по дорогам 1 категории,

— разработка математических моделей нагруженности лонжерона рамы для различных вариантов компоновки обоймы баллонов

Перечисленный выше комплекс теоретических, исследовательских работ создал предпосылки для проведения модернизации ГАТС ЗИЛ, работающих на ГМТ, с целью повышения их надежности и пассивной безопасности

В п 4 4 были сформированы задачи, решение которых обеспечивало послеаварийную безопасность ГАТС, работающих на ГМТ, в том числе и на сжиженном природном газе

Разработана блок-схема пожарной опасности ГАТС на ГМТ (рис 4 3 ) в основе которого лежит величина пожарной нагрузки (для ГАТС ЗИЛ-433610, работающего на сжатом природном газе, больше, чем для бензинового варианта на 5,6 %)

Результаты лабораторно-дорожных и эксплуатационных испытаний ГАТС, оборудованных криогенными системами хранения природного газа с вакуумной изоляцией (50-ть образцов СХ1 00 00 00) массой 80 кг и порошково-вакуумной (производство НПО «Криогенмаш» массой 216 кг) подтвердили возможность эксплуатации таких ГАТС и возможности выполнения при этом требований по пожаробезопасности, испаряемости, по динамике роста давления в криогенной системе при хранении

- суточные потери 2,3 % - 5,8%,

- испаряемость 0,136-0,196 кг/час

- ухудшение параметров за 2 года эксплуатации составили от 11 до 15,9%

Установлена степень влияния на приращение выдачи газа (У) из криогенного сосуда дорожных условий (Хз - грунт, асфальтобетонные покрытия)

У = 0,268+0,081X2+0,048Х3 Х2 - фиксированные проходные сечения газовой магистрали

Рис. 4.1 Схема структуры безопасности автотранспортного процесса при использовании газомоторных топлнв,

где САБ - система активной безопасности, СПБ - система пассивной безопасности, СПАБ - система послеаварийной безопасности, СПЖБ - система пожаробезопасное™, СВдБ - система пзрывобезопасности

и>

Внешняя ПБ Внутренняя ПБ

Рис 4.2 Структурная схема системы обеспечения пассивной безопасности

СПБ - система пассивной безопасности,

ПБА - пассивная безопасность автомобиля,

ПБД - пассивная безопасность дороги (дорожные

ограждения, травмобезопасные стойки и т п), ПБЧ - пассивная безопасность человека (шлемы, УС, ДУС),

А-П - автомобиль-пешеход,

А-ОУ - автомобиль-объект удара,

А-Ч-УСч - автомобиль-человек-удерживающее средство человека, А-Г-УСг-Ч - автомобиль-груз-удерживающее средство груза-человек, А-А - автомобиль-автомобиль,

НП-А - неподвижное препятствие-автомобиль, БСХПгчт - безопасность системы хранения и подачи газомоторного топлива

Теоретическое исследование огнестойкости и пожарной опасности этементов ГАТС, особенно деревянных конструкции (грузовая платформа, продольные брусья, на которых устанавливаются баллоны высокого давления автомобиля ЗИЛ-431610) показало целесообразность использования высокоэффективных огнезащитных средств нового поколения, содержащих ортофосфорную кислоту, продукты гидролиза крахмала, дициандиамид, сульфаты аммония и др, которые кроме огнезащитных свойств характеризуются технологической доступностью обработки древесных материалов (непосредственно в АТП при техническом обслуживании или переоборудовании ГАТС)

Испытания по тушению криогенного бака ЗИЛ-Э138П, заправленного природным газом, огнетушителем ОП-2 осуществлялось за 3 секунды и тем самым подтвердили достаточность штатных средств активной пожарной безопасности

Рис 4 3 Блок-схема пожарной опасности грузового автотранспортного средства на газомоторных топливах

В п 4 5 на основе проведенных натурных испытаний стальных баллонов, бывших в эксплуатации от 2 до 30 лет на борту автомобилей, работавших на сжатом природном газе, проведено точечное оценивание показателей механических свойств материала баллонов, их конструктивной прочности, надежности и рекомендовано следующее

1 Возможность дальнейшей эксплуатации баллонов, изготовтенных из стали 38ХА, бывших длительное время в эксплуатации (более 20 лет) и показавших свои высокие эксплуатационные свойства,

2 Целесообразность увеличения срока периодического освидетельствования автомобильных баллонов, изготовленных из стали 38ХА (ЧМТУ 2815-51) и стали ЗОХМА (ТУ 14-3-1248-84) с двух до пяти лет,

3 Целесообразность увеличения срока периодического освидетельствования автомобильных баллонов, изготовленных из углеродистой стали марки «Д» с двух до трех лет и более при условии ужесточения контроля качества при их изготовлении и освидетельствовании на испытательных станциях

4 Возможность эксплуатации баллонов из легированной стали ЗОХМА на грузовых автомобилях в условиях холодного климата

5 В целях снижения массы систем хранения ГМТ, автомобильные баллоны высокого давления для сжатого природного газа целесообразно изготовлять из стали ЗОХМА, что будет способствовать снижению энергопотребления ГАТС в эксплуатации

В п 4 6 при создании композиционных баллонов массой меньше стальны\ на 25% разработан подход создания баллонов с заданными свойствами за счет разработки программ для ЭВМ «ХВАЬЬО№>, «ХМОТКА» по расчету намоточных напряжений, с улучшенными свойствами пожаровзрывобезопасности (безосколочное разрушение), герметичности

В п 4 7 приведены результаты испытаний на нагрев баллонов

— разрушение стальных баллонов происходило при давлении 610-635 кг/см2, а стеклопластикового - при 400 кг/см2,

— при оборудовании баллонов предохранительными клапанами срабатывание происходило при 310-390 кг/см2

Результаты испытаний подтверждают достаточно высокий уровень взрывобезопасности баллонов высокого давления (время до взрыва баллонов составило от 14,2 до 37,5 мин)

Испытания баллона, заполненного газовой смесью пропан-бутан при наличии в конструкции предохранительного клапана подтвердили его взрывобезопасность (стравливание и горение газа длилось 40-45 минут)

Испытания ГАТС ЗИЛ-431810, работающего на газовой смеси пропан-бутан и ЗИЛ-431610, работающего на природном газе методом создания искусственного очага загорания подтвердили взрывобезопасность ГАТС, работающих на ГМТ при наличии в системах хранения газа под давлением предохранительного устройства Процесс горения автомобиля длился 50 мин

В п 4 8 на основе проведенного комплекса исследовательских натурных испытаний лабораторно-дорожных и теоретических исследований разработан комплекс расчетных методов, позволивший осуществить

— модернизацию ГАТС ЗИЛ, работающих на ГМТ,

— оценку соответствия требованиям пассивной безопасности 2-х новых модификаций ГАТС ЗИЛ, работающих на сжатом природном газе (бортовой ЗИЛ-431610 с 12-тью баллонами емкостью 50 л для хранения природного газа под давлением 19,6 МПа, ЭИЛ-138АВ -седельный тягач, оборудованный 8 баллонами емкостью по 50 л каждый),

— разработку опытных образцов ГАТС, работающих на сжатом природном газе и сжиженном нефтяном газе нового модельного ряда (ЗИЛ-433530, ЗИЛ-433610, ЗИЛ-4335 с газодизельным процессом)

В п 4 9 проанализированы результаты испытаний первого образца ГАТС ЗИЛ-431410, работающего на бензоводородовоздушной топливной смеси, и проведен анализ систем хранения водорода применительно к ГАТС В связи с чем были определены задачи, решение которых предопределит возможность применения водорода в качестве топлива для ГАТС из условий безопасности

В п 4 10 на основе проведенных исследований разработаны феноменологические математические модели с достаточной степенью точности (коэффициент множественной корреляции 11-0,95) позволяющие моделировать

— изменение прочностных свойств лонжеронов рамы ГАТС для различных ККС обойм крепления баллонов,

— динамику процесса хранения сжиженного природного газа в криогенном сосуде с вакуумной и порошково-вакуумной изоляцией (табл 4 1),

— процесс нагрева открытым пламенем баллонов из стали «Д», металлостеклопластиковых, заправленных природным газом под давлением 155-190 кг/см2 и сжиженным нефтяным газом (смесь пропан+бутан), по величине давления и температуры,

— процесс динамики горения ГАТС, работающих на сжатом природном и сжиженном нефтяном газах, во времени по изменению давления в баллоне и температуры стенки баллонов, вентилей и в подкапотном пространстве (табл 4 2)

Таблица 4.1

Математическая модель процесса хранения сжиженного природного газа в криогенном сосуде с вакуумной и порошково-вакуумной изоляцией.

№№ ПП Тип балланов Наименование функциональной зависимости Функциональная зависимость

1 « Изменение (рост) давления в криогенном сосуде при степени заполнения 7,9 % в зависимости от времени, ч Р=1(0,000391+0 055)

2 а к 1=: о Изменение (рост) давления в криогенном сосуде при степени заполнения 14,1 % в зависимости от времени, ч P=t(D,000141+0 01)

3 тс « Изменение (рост) давления в криогенном сосуде при степени заполнения 24,5% в зависимости от времени, ч Р=1(0 00061+0 002)

4 2 >t и Изменение (рост) давления в криогенном сосуде при степени заполнения 46,0 % в зависимости от времени, ч P=t(0,000391+0,025)

5 a Изменение (рост) давления в криогенном сосуде при степени заполнения 77,0 % в зависимости от времени, ч P=t(0,00015t+0 015)

6 6 1 к В в: § Испаряемость сжиженного природного газа при хранении в криогенном баке с открытым дрена/кеч (в начале эксплуатационных испытаний) в зависимости от времени, сут Gr, (t)= - 4,6S6t+82

62 С ез i Испаряемость сжиженного природного газа при хранении в криогенном баке с открытым дрена/кем (после 2-х лет эксплуатации) в зависимости от времени, сут G„ (t) = - 5 32>t+82

63 & я ш О Степень увеличения испаряемости сжиженного природного газа за 2 года эксплуатации (ухудшение эксплуатационных характеристик) в зависимости от времени, сут A= G„ (1)- Gn (0= -0 6391

7 О О а. о С Динамика роста дав тения в криогенном баке при бездренажном хранении сжиженного природного газа в зависимости от времени, ч к-тзаполнения бака ^=0,9, к-т заполнения бака (5=0,43, к-т запотнения бака ц> =0,3, P-t(0 00431+0 057/+2 P=l(0,002t+0,7)+2,l P=t(0 0061+0 25}+3 9

Таблица 4 2

Математическая модель имитации пожара грузовых автотранспортных средств ЗИЛ-431610, ЗИЛ-431810, работающих на природном газе_

№№ пп Топливо Наименование функциональной зависимости Функциональная зависимость Примечание Интервал, мин

1 2 3 4 6

1 Система хранения газового топлива (смесь пропан+бутан) на автомобиле ЗИЛ-431810 (ЗИЛ-13 8) Изменение давления сжиженного газа (смесь пропан+бутан) в баллоне, кг/счг Р^НО 1НЩ р =з2е-('-12'5)2 13,8 =9-0,7(1-16,5) 0<<<10 10</<12 16,5<«30

2 Изменение температуры стенки баллона Г -25,5/ + 115е 1 014 89 0£/<11 11</<36

3 Изменение температуры предохранительного клапана Т„рк. = 11,4(1-2) ' 0,38 0,14 9,6 Тпр к = 16(Г-22)+500 2а<10 10</<21 21<«36

4 Изменение температуры в подкапотном пространстве =-3,34 /+160,35/-1358,2 11 </537

5 Система хранения природного газа под давлением 19,6 МПа на автомобиле ЗИЛ-431610 (ЗИЛ-138А) Изменение давления в баллонах при имитации пожара Р= 101+160

6 Изменение температуры в подкапотном пространстве Г,,„от=80+190г 0</<3 3£(<15

7 Изменение температуры стенки 1-го баллона ТСте«1 = 80 + 220е ~~~~~ з,ьь 1<(<9

Пятая глава посвящена разработке методологических основ проектирования ГАТС, работающих на ГМТ

В п 5 1 ГАТС рассмотрено с одной стороны как объект со сложной структурой в сложной организационно иерархической транспортной системе (рис 5 1) а с другой стороны как энергетическая сложная техническая система с жизненным циклом промышленного изделия из 11 этапов, характеризующимся критериями эффективности и развития

В п 5 2 ГАТС рассмотрено как совокупность потенциальных свойств функциональных, надежностных и технико-экономических (ФПС, ПСН, ПТ-ЭС), уровень которых формируется на стадии проектирования, и реализуется на стадиях производства, эксплуатации (рис 5 2) (на стадии производства это

происходит ступенчато, а в эксплуатации уровень эффективности снижается практически экспоненциально

a(t) = а, exp [-K(t-l)] где a (t) - производительность на t-оч году эксплуатации, co¡ - производительность на 1-ом году эксплуатации, К - коэффициент интенсивности изменения показателей свойств ГАТС

При этом закон развития техники 3=<p{Fi,X=a[y =f(F)]t} (где т - время, критерии эффективности 3=(p(F X), критерии развития Х=а(у), внутренние факторы Y=f(F), внешние факторы F) предполагает преимущество вариантов ККС ГАТС, которые при данной совокупности внутренних и внешних условий достигают максимальной энергетической эффективности

В п 5 3 проведен анализ физико-химических свойств ГМТ позволивший

1 Получить статистические оценки химического состава природного газа различных месторождений и оценить стабильность по содержанию метана 92% (коэффициент вариации а = 9,4%) и по теплоте сгорания (о =2,98%)

2 Разработать обобщенную таблицу диапазона показателей изменения свойств моторных топлив для оценки эффективности применения того или иного вида ГМТ в конкретных условиях эксплуатации (табл 5 1) на основании использования шкалы желательности

В п 5 4 Определены методологические особенности исследования эффективности ГАТС на этапе проектирования

Всесторонне и углубленно раскрыто понятие категории «эффективность» применительно к проектированию ГАТС как элемента транспортной системы и предложен принцип выбора численных значений критериев эффективности Э ({И}, m, {U}) -шах, при С ({И}) = С0 С ({И}) -Min, при Э ({И}, {р}, fUJ) = Эо , где Э - эффективность, С - затраты,

И - измерители свойств ГАТС, Р и U- условия первой и второй трупп Последнее позволяет решить проблемы

— выбора рациональных направлений развития техники АТС,

— наращивания энергетического ресурса для обеспечения растущих потребностей общества в транспортных услугах, не вызывающих отрицательных экологических последствий

Рис. 5 1. Структура организационно-иерархической транспортной системы.

Ср-внутренняя среда (масло, воздух, тормозная жидкость, тосот ),

Ср,„ - внешняя среда (атмосферная, дорожная),

27? - совокупность режимов,

ПЗых - выходные характеристики,

Р„ - рабочие процессы,

М - конструкционные материалы,

Э - целевая функция эффективности,

И„ Иф И„ - измерители надежностных, функциональных, эксплуатационных свойств ГАТС, Кф Кн - конструктивные параметры, определяющие функциональные или надежностные свойства, Вн - внешняя среда

I

I 1

Рис. 5.2.. Формирование и реализация ФПС, ПСН и ПТ-ЭС

ТС - уровень технического состояния; Пэ — показатель эффективности; С — себестоимость (затраты) на перевозки грузов; N - количество циклов; Рэ - величина нагрузки (режим эксплуатации), NPm3 =Pe3=const- характеристика выносливости; Сюд,- стоимость изделия; m-степень, от которой зависит напряженное состояние, tgai=l/P3im, , tga2=l/P32m, m=const, Рез= const, + А - неоднородность продукции

Зона усталостных

разрушении

ективно й зк с плу агаци и

Проеетиро- Провз-е ание ' зодсхво

Cmin

изд.

Эксплуатация (амортизодия)

N=10'7 Утилизация

Те,% Пэ

С.

Рез-1

Таблица 5 1

Диапазон изменения показателей основных свойств газомоторных топлив

Номера блоков пп Наименование показателя Единица измерения Диапазон изменения

1 2 3 4 5

Показатели свойств ГМТ определяющие рабочие процессы в ДВС 1 Теплота сгорания стехиометричесхой смеси (при 15°С, давлении 760 мм рт ст) МДж/м3 2,99-3,99

2 Минимальная энергия зажигания МДж (0,02-0,29) 103

3 Количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания (при 15°С, 760мм рт ст ) м'/м3 3,72-38,1

4 Энергетический фактор топлива Фэ МДж/м' 3,13-3,57

5 Октановое число (ОЧ/Н) - 56-120

6 Температура горения стехиометрической смеси "С 2020-2370

7 Температура воспламенения "с 220-700

8 9 Диапазон воспламенения горючей смеси нижний верхний % % 0,6-30 6-77

Показатели свойств ГМТ, определяющие рабочие процессы, их конструкцию, метод хранения топливоподачи 10 Плотность топлива при 15°С 760 мм рт ст ш/иъ кг/л 0,67-2,46 0,071-0,855

11 Температура кипения °с -253-86

12 Низшая теплота сгорания МДж/м' МДж/л 10,228-111,7 8,583-32,812

13 Коэффициент сжимаемости для компримированных газов (при 20,0 МПа) - 0,81-1,14

14 Упругость паров(для сжиженных газов и жидких фаз) при 20°С МПа 1,0+5,0

15 Идеальные затраты работы для ожижения газа с начальными параметрами 300 К и 101,3 кПа кДж/кг 140-12019

Показатели свойств ГМТ, определяющие безопасность своего использования в транспортном процессе 16 Концентрационные пределы воспламенения газовых смесей с воздухом %по объему 0,7-75

17 Концентрационные пределы детонаций газовых смесей с воздухом % по объему 18,3-59,0

18 Температура пламени "С 750^2050

19 Скорость горения м/с 0,34-2,78

20 Скорость распространения в воздухе м/с 0,0017-0,025

21 Коэффициент диффузии в воздухе мг/с 5 10б—200 Ю-4

22 Максимальное давление взрыва МПа 0,72-0,9

Показатели свойств ГМТ, определяющие технико-экономические свойств ГАТС 23 Коэффициент относительной эффективности Коэ 0,35-1,42

24 Стоимость производства энергии из различных источников Я/ГДж 2,0-20,0

В п 5 5 Разработана схема формирования потенциальных свойств ГАТС в зависимости от вида топлива на основе учета системно-технической увязки элементов ГАТС (рис 5 3)

входящих в состав объектов более высокого уровня ГАТС (рис 5 1) применительно к типажу ГАТС семейства ЗИЛ (рис 5 4)

ФПС АТС ПСН АТС МТТ АТГ

Рис 5 3 Формирование потенциальных свойств грузовых автотранспортных средств в зависимости от вида топлива,

где и - символ технического объединения, _ [тт показатель эффективности решения задачи

ч

системой (5+ 1)-то уровня, Э, (П,) - показатель эффективности решения задачи п, системами 51- го уровня без их системно-технической увязки

МТЗК, МТЗП, МТЗЭ, МТЗУ - материально-технические затраты конструирования, производства, эксплуатации, утилизации

СРЕДНИЙ КЛАСС

Базовые модели Вариант

1Л 108

140 я с

Бензин У8 150 л с

1А 108 140 л с

ш

%

L6180 л с

ЕМ

1Л 136 150 л с Ь6 150 209 л с

1Л 136 150 л с Ьб 150 209 л с

Бензин У8 150 л с

У8 185 250 л с

и 149 250 л с

У8 230 300 л с

У8 185 250 л с

16226 250 л с

1.6 150 250 л с

1.6 150 250 л с

КЛАСС БОЛЬШОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ

| 10 | ,12,13,5т

Полный вес автопоезда 34,38,42т

Рис 5 4. Варианты компоновочно-конструкторских схем грузовых автотранспортных средств ЗИЛ и систем хранения природного газа под давлением 19,6 МПа в баллонах емкостью 50 л, 300 л, 500 л.

Решению теоретических вопросов и проблем эффективного использования грузового автомобильного транспорта посвящены работы Чудакова Е А, Лейдермана СР , Каниовского П В , Афанасьева Л Л (научные аспекты эксплуатации автомобильного транспорта), Великанова ДП (проблемы эффективного использования автомобилей), Говорущенко НЛ, Корчагина В А , Резника Л Г, (проблемы теоретических основ эксплуатации грузовых автомобилей), Николина В И, (теоретические основы функционирования транспортных систем доставки грузов), Бронштейна Л А (вопросы экономики, организации и планирования АТП), Дегтярева ГН, Батшцева И И (вопросы организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте), Гриффа М И , Чеботарева А А (вопросы эффективного использования специализированного автотранспорта), Жаворонхова Е П, Одинцова Д Г, Беленького С Е (проблемы транспортного обеспечения строительства) и многих других ученых и практиков

На основе системного подхода к функционированию ГАТС в транспортном процессе (обобщенные графы состояний ГАТС в АТП) было определено содержание внешних условий первой (активных <ф>) и второй (пассивных «и») групп и предложена математическая модель транспортного процесса ГАТС, состоящая из 3-х этапов и 20-ти фаз (рис 5 5)

Математическая модель транспортного процесса может быть представлена зависимостью вероятности успешного его выполнения Р^,, с учетом всех или части перечисленных выше фаз (рис 5 5)

Ртрп ~'Р трп [Рх^х), Рз(Р,/ 8х), Р П.ДВИж(Р П.ДЭИЖ I ,) вз, р разг ( Зраз,/ , 83, 8 пдвиж)> Русопй (^Усопг/^х ; в пдвиж> 83, Б разг) , Рзаммл( 8 2ш! 8х, Бз, Б п движ> 8 разг > ^УсопзО ,

Рп/р( , вз, вндвиж, Бразг, ЗусопзС > ^зам) 1 Рб( 8 б/ 8Х , Эз, 8ПдВИЖ, 8рМГ, Зусм^ >

8 зам> 8 п/р)],

где 8Х ¿6 - события, отражающие успешное выполнение соответствующих фаз, Рх Р6 - условные вероятности выполнения соответствующих фаз (при условии, что все предшествующие фазы выполнены)

В п 5 6 было показано, что исследование эффективности на этапе проектирования предполагает решение основной задачи проектной эффективности, направленной на выбор рациональных параметров проектируемого элемента сложной системы Ее решение основано на-

1 проведении проектного и эксплуатационного направления исследований при подготовке исходных данных (рис 5 6),

2 разработке математических моделей (рис 5 7), особенностями которых является' блочный принцип, широкое использование статических методов (факторный, регрессионный анализы),

3 использовании критериев принятия решений (критерий Вальда, Сэвиджа) и шкалы желательности при обосновании выбора рационального вариант ККС ГАТС или его элемента (рис 5 8)

Os

Типовые фазы

и

5

Транспортный процесс

Типовые фазы

4. Подготовка к движению

1 .Заправка топлива 2. Хранение 3. Запуск ДВС 4.1. Прогрев ДВС 4.2. Прогрев КП,ЗМ 4.3. Прогрев шин 4.4. Заполнение воздухом тормозных систем 4.5. Прогоны ГАТС 4.6. Работа ДВС на XX

Начальный этап

ЯЗШЙ

Типовые фазы

0

1, 1

1 |

QJ О

I * I

&

Конечный этап

Рис. 5.5. Основные этапы и фазы транспортного процесса грузовых автотранспортных средств.

Рис 5 б Направления исследования при подготовке исходных данных

Рис 5 7 Модель проектной эффективности

ДЗ - действующее звено

ККС - компоновочно-конструкторские схемы

РЕЗУЛЬТАТЫ

Таблицы Графики

ип

Неопределенные факторы

АНАЛИЗ

Рис 5.8. Типовые формы представления результатов и их анализа

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 На основании проведенного комплекса исследовательских, лабораторно-дорожных эксплуатационных, производственных и научно-теоретических работ решена проблема, имевшая важное народно-хозяйственное значение для нашей страны, заложившая начало

- крупномасштабного производства грузовых автотранспортных средств,

работающих на сжатом природном газе,

проведению подготовительных работ по организации производства и

использованию сжиженного природного газа в качестве моторного топлива

для грузовых автотранспортных средств

2 Анализ аспектов (исторического, международной системы товародвижения, мирового производства грузовых автотранспортных средств, финансовая составляющая мирового автопрома, топливно-энергетический комплекс РФ, стратегия международной энергетической безопасности, экологическая нагрузка) предопределяет стратегию проектирования грузовых автотранспортных средств создаваемые ГАТС, их обеспечивающие структуры должны быть ориентированы на рациональное использование различных видов топлива, как нефтяного происхождения, так и альтернативных источников энергии (в первую очередь природного газа, водорода, электроэнергии) и на комплектующие, изготовленные на базе новейших технологий

3 Решена проблема формирования на стадии проектирования заданного уровня энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств серийного производства, работающих на газомоторных топливах, на основе методов проектной эффективности

4 Заложены научные основы формирования автоматизированной системы обработки экспериментальных данных (АСОЭД) на стадии проектирования ГАТС по результатам деятельности сформированной научно-исследовательской, заводской, эксплуатационной и производственной баз

5 Решена проблема обеспечения пожаровзрывобезопасности автотранспортного процесса при использовании природного газа в сжатом и сжиженном состоянии в качестве моторного топлива грузовыми автотранспортными средствами ЗИЛ и разработаны перспективные образцы грузовых автотранспортных средств ЗИЛ, работающих на этих видах топлива (ЗИЛ-433530, ЗИЛ- 433610 и ЗИЛ-4335 с газодизельным процессом)

6 Проведены испытания первого опытного образца ЗИЛ-431410, работающего на бензоводородных смесях с металлогидридным (ТьБе) аккумулятором водорода и сформулированы требования к обеспечению безопасности

— решения конструкторских задач по контролю параметров состояния водорода должны базироваться на использовании наноматериалов,

— процесс аварийного выброса водорода из топливных сосудов и магистралей в эксплуатационных условиях должен отслеживаться системами воспламенения и дожигания выбросов водорода поджигающими устройствами,

— учета влияния на испаряемость резервуаров с жидким водородом средней температуры кожуха и содержания в жидком водороде ортофазы, которое не должно превышать 1,5-2,0 %,

— проектирование образовательной программы, обеспечивающей подготовку кадров для работы с водородными технологиями в автомобилестроении и обеспечении безопасности в автотранспортном процессе

7 Разработаны теоретические основы формирования потенциальных свойств грузовых автотранспортных средств, работающих на жидких нефтяных и газомоторных топливах с учетом

— фактора неоднородности продукции серийного производства по критериям эффективности энергопотребления, скоростных свойств,

— процедуры принятия решения по выбору рациональных параметров компоновочно-конструкторских схем из условий обеспечения безопасности с использованием методологии проектной эффективности и блоков феноменологических математических моделей

Основные публикации по теме диссертации. Монографии.

1 Коноплев В Н Формирование топливно-скоростных качеств грузовых автотранспортных средств серийного производства, работающих на газомоторных топливах, на стадии проектирования с использованием статистических методов / Изд РНЦ «Курчатовский институт», 2006 г, 147 с , илл

2 Коноплев В Н Безопасность грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах/ Изд РНЦ «Курчатовский институт», 2007 г, 253 с , илл

3 Мазепа В Г, Брагин А В , Коноплев В Н и др Автомобили и двигатели AMO ЗИС, ЗИЛ за 90 лет 1916-2006 г г, ГОУ МГИУ, Москва, 2006 г

Список статей в изданиях, рекомендованных ВАКом

1 Коноплев В Н Газобаллонные автомобили ЗИЛ/Автомобильная промышленность №9,1988 г, с 17,18

2 Коноплев В Н Соединения типа «врезающееся кольцо» в трубопроводах высокого давления грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах /Вестник машиностроения № 4,2007 г, с 81,82

3 Коноплев ВН Методология формирования заданного уровня качества грузовых автотранспортных средств на стадии проектирования по энергетическим показателям / Вестник машиностроения № 7, с 83,84

4 Коноплев В Н Прогнозирование показателей топливной экономичности и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств на стадии их проектирования /Автомобильная промышленности № 11,2007 г

5 Коноплев В Н Оценки качества автотранспортных средств по энергетическим показателям /Автомобильная промышленность № 2,2008 г

Научные статьи

1 Супрун Г И, Коноплев В Н Расчетный эксперимент на стадии проектирования автомобиля, - В сб Теория, проектирование и испытания автомобиля, М 1982, вып 1, с 85-89

2 Коноплев В Н Исследование топливно-скоростных качеств газобаллонных автомобилей ЭИЛ-138А и ЭИЛ-138И, М 1983, 12 с Рукопись предст Заводом-ВТУЗом при ЗИЛе Деп ВНИИНавтопроме 10 02 1983 г, № 845 АП-Д83

3 Коноплев В Н Исследование неустановившихся режимов движения газобаллонных автомобилей ЭИЛ-138А и ЗИЛ-138И, М 1983, 12 с Рукопись предст Заводом-ВТУЗом при ЗИЛе Деп ВНИИНавтопроме 15 04 1983 № 870 АП-Д83

4 Коноплев В Н Оценка и анализ уровня топливно-скоростных качеств серийных грузовых автомобилей ЗИЛ, КАМАЗ и МАЗ М, 1983, 12 с Рукопись предст Заводом-Втузом при ЗИЛе Деп ВНИИНавтопроме 15 04 19 № 871 АП-Д83

5 Коноплев В Н, Андреев А А Результаты проведения стендовых испытаний автомобиля-самосвала ЗИЛ-45054 на боковую устойчивость при разгрузке на площадке с поперечным уклоном под задними колесами Сборник научных трудов AMO ЗИЛ № 18 Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля, AMO ЗИЛ, М, 1992 г

6 Коноплев В Н, Волков ВЕК анализу стабильности топливно-скоростных свойств автомобилей массового производства/ сб научных трудов, выпуск № 15, Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля/Изд ЦНИИТЭИАВТОПРОМ, М, 1987, с 110

7 Коноплев В Н Измерение расхода газового топлива при испытаниях автомобилей/ Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля/ Сб научных трудов, выпуск № 17/ Изд НИИСтандартавтосельхозмаш, М, 1991, с 94-101

8 Ивлев В.П, Коноплев В Н, Латышев А П Оценка газовой аппаратуры для автомобилей ЗИЛ, работающих на сжатом природном газе Ж Грузовик № 5, 2005 г

9 Макарихин А В, Коноплев В Н Системы пуска автомобилей с альтернативным источником энергии / Труды XXVI Научно-технической конференции ААИ «Автотракторостроение, промышленность и высшая школа»/ МГТУ «МАМИ» 09 1999 г, с 33-34

10 Бей АВ, Коноплев ВН, Шкурко Л С Анализ отказов в эксплуатации грузовых автомобилей, обусловленных влиянием внешней образивной среды и определение мероприятий по их устранению/ Техника, технологии и перспективные материалы Межвузовый сборник научных трудов/ Под редак Шляпина А Д - М, МГИУ, 2003 г, с 226-228

11 Коноплев ВН, Шкурко Л С и др Герметизирующие и фиксирующие материалы в автомобилях (AMO ЗИЛ, МГИУ)/ Труды XXX Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров/ Москва, МГТУ «МАМИ», 25-26 сентября 2002 г

12 Коноплев В Н, Резчиков Е А Особенности и результаты экологических показателей газобаллонных автомобилей ЗИЛ на стадии производства/ Сборник трудов IX Международных чтений МАНЭБ с 60 61/ Самара 2005 г

13 Коноплев В Н, Карнаухов Е А Оценка безопасности грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах (природный газ и водород) / Тезисы докладов II Международной

конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов», с 51/Москва Изд-во Прима-Пресс-М, 2006 г, с 128

14 Коноплев В Н, Карнаухов Е А, Шкурко JIС Особенности подбора резинотехнических изделий для дизельного двигателя грузового автомобиля ЗИЛ-5301, работающего на демитил-эфире / Тезисы докладов II Международной конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов», с 58/ Москва Изд-во Прима-Прес-М 2006 г, с 128

15 Коноплев ВН, Лукшо В А и др Исследование прочностных свойств стальных баллонов высокого давления, находившихся в эксплуатации на грузовых автотранспортных средствах от 2 до 30 лет Сб научных докладов по материалам докладов на III Международном автомобильном научном форуме (МАНФ) в ТНЦ РФ «НАМИ» выпуск 236, 2006 г

16 Коноплев В Н Опыт использования и перспективы применения водородного топлива на грузовых автотранспортных средствах/Ж «Грузовик», № 1, 2006 г, с 49-54

17 Коноплев ВН, Земсков ДВ Методы обоснования выбора легковых автомобилей / Сб научных трудов, т 1, Техника, технология и перспективные материалы/ Под ред Шляпина А Д - М МГИУ, 1999 г

18 Коноплев ВН, Макарихин А В Энергетические показатели систем пуска ДВС/ Сб научных трудов, Техника, технология и перспективные материалы / Под ред Шляпина А Д, Таратынова О В - М МГИУ, 2001 г

19 Коноплев В Н, Шкурко Л С О применении онаэробных герметиков в двигателе внутреннего сгорания / Сб научных трудов, Техника, технология и перспективные материалы/ М МГИУ, 2003 г

20 Коноплев В Н, Карнаухов Е А Особенности разработки функциональных свойств систем хранения природного газа под давлением для грузовых автомобилей / Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Российский автопром теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения» с 21/ Институт машиноведения им. А А Благонравова РАН, Москва, 2007

21 Коноплев В Н Разработка основ безопасности для автотранспортных средств, использующих водородное топливо / Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Российский автопром теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения» с 56 / Институт машиноведения им А А Благонравова РАН, Москва, 2007

22 Коноплев В Н Водородная энергетика, стратегия международного энергопотребления и ее связь с перспективой развития автотранспортных средств / Ж «Теоретические и прикладные проблемы автосервиса» № 2, 2008 г, с 27-32

Учебники и учебные пособия

1 Коноплев В Н Основы проектирования грузовых автотранспортных средств, М, 2008 г, Изд МГИУ, с 140, ил

2. Евграфов А Н, Коноплев В Н Компоновка грузовых автомобилей, Уч Пособие по курсу «Конструирование и расчет автомобиля», МГИУ, 2004 г

3 Коноплев ВН, Сарбаев В И и др Механизация производственных процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей Учебное пособие рекомендовано Департаментом автомобильного транспорта РФ, 2003 г 284 с, ил

4 Демин Ю Н, Коноплев В Н, Сарбаев В И и др Техническое обслуживание и ремонт автомобилей механизация и экологическая безопасность производственных процессов/ Серия «Учебники, учебные пособия» - Ростов н/Д «Феникс» 2004 448 с ил Рекомендовано Департаментом автомобильного транспорта России

Подписано в печать 19 08 08 Формат 60x90/16 Печать офсетная Уел печ л 2 75 Тираж 120 Заказ 50

Отпечатано в РНЦ «Курчатовский институт» 123182 Москва, пл Академика Курчатова, д 1

ГЛАВА 1. НОВЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПРИ

ИСПОЛЬЗОВАНИИ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА.

1.1 Введение. Объект исследования.

1.2. Обзор использования альтернативных газомоторных видов топлива для автотранспортных средств г

1.3. Энергетическая составляющая в автотранспортном комплексе международной системы товародвижения.

1.4. Анализ мирового производства грузовых автотранспортных средств.

1.5. Мировой автопром с точки зрения мирового финансового рынка.

1.6. Природный газ в структуре топливно-энергетического комплекса РФ.

1.7. Водородная энергетика в стратегии международного энергопотребления.

1.8. Альтернативные виды топлива, как направление решения экологических проблем.

1.9. Требования к проектированию автотранспортных средств.

1.10. Новые подходы в проектировании грузовых автотранспортных средств при использовании газомоторных топлив.

1.11. Выводы. Постановка задач.

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ (на примере отечественных грузовых автотранспортных средств категории N2, N3).

2.1. Нормирование показателей энергопотребления грузовых автотранспортных средств и двигателей серийного производства.

2.2. Оценка заданного уровня энергопотребления грузовых автотранспортных средств серийного производства и фактора неоднородности

2.3. Разработка блок-схемы формирования эксплуатационных свойств грузовых автотранспортных средств на стадии проектирования по результатам экспериментальных данных.

2.4. Разработка алгоритма прогнозирования показателей энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств серийного производства.

2.5. Теоретическое исследование энергопотребления и скоростных свойств серийных грузовых автомобилей на стадии проектирования и доводки.

2.5.1. Исследование энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств ЗИЛсерийного производства.

2.5.2. Теоретическое исследование энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств ЗИЛ - 431610 (ЗИЛ-138А), работающих на сжатом природном газе.

2.6. Исследование скоростных свойств и энергопотребления опытных образцов грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

2.7. Экспериментальные исследования энергопотребления и скоростных свойств автотранспортных средств, работающих на природном газе.

2.8. Энергетика грузового автотранспортного средства, работающего на бензоводородовоздушных смесях.

2.9. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ИСПЫТАНИЙ ГРУЗОВЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ,

РАБОТАЮЩИХ НА ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВАХ.

3.1. Научные основы разработки методологии испытаний грузовых автотранспортных средств.

3.2. Обзор этапов исследования грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

3.3. Стендовые прочностные испытания грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

3.4. Измерение энергетических показателей при испытаниях грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

3.5. Особенности диагностирования систем питания газомоторных топлив расходомерным способом.

3.6. Оценка содержательности и адекватности регрессионных моделей, приведенных в табл. 2.9.

3.7. Сопоставление регрессионных моделей, полученных по априорной и экспериментальной информации.

3.8. Исследование металлогидридных аккумуляторов водорода для бензоводородных грузовых автотранспортных средств ЗИЛв стендовых и лабораторно-дорожных испытаниях.

3.8.1. Разработка математической модели исследования кинетики десорбции водорода из аккумулятора.

3.8.2. Результаты расчетов, анализ и сравнение с экспериментальными данными режимов работы аккумулятора.

3.8.3. Лабораторно-дорожные и эксплуатационные испытания металлогидридных аккумуляторов водорода на автомобиле ЗИЛ-431410.

3.8.4. Разработка технического задания на проектирование металлогидридного аккумулятора с повышенным содержанием водорода (на основе магниевых сплавов).

3.9. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ,

РАБОТАЮЩИХ НА ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВАХ.

4.1. Структура безопасности грузового автотранспортного процесса при использовании газомоторных топлив.

4.2 Оценка пассивной безопасности грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах, методами опрокидывания и фронтального столкновения.

4.3. Исследование надежности элементов системы подачи и хранения газомоторных топлив.

4.3.1 Исследование надежности ниппельного соединения типа «врезающееся кольцо» в трубопроводах высокого давления грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

4.3.2 Сравнительная оценка сопротивления усталости серийных и опытных конструкций трубок между баллонами сжатого газа.

4.3.3 Исследование прочностных свойств конструкции элементов крепления газовых баллонов и лонжементов на раму грузовых автотранспортных средств.

4.4. Пожаровзрывобезопасность грузовых автотранспортных средств.

4.4.1. Система послеаварийной безопасности грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

4.4.2 Пожаробезопасность грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

4.4.3. Топливные системы грузовых автотранспортных средств.

4.4.4. Оценка огнестойкости элементов конструкции автотранспортных средств.

4.4.5. Средства активной пожарной безопасности.

Оценка степени пожаробезопасности системы хранения природного газа в криогенном сосуде.

4.5. Исследование прочностных свойств стальных баллонов высокого давления, находящихся в эксплуатации на грузовых автотранспортных средств от 2 до 30 лет.

4.6. Создание и исследование прочностных свойств металлостеклопластиковых баллонов высокого давления.

4.7 Оценка пожаровзрывобезопасности грузовых автотранспортных средств, работающих на сжатом природном газе и сжиженном газе пропан + бутан).

4.8 Модернизация и разработка перспективных образцов грузовых автотранспортных средств ЗИЛ, работающих на газомоторных топливах.

4.9. Безопасность грузовых автотранспортных средств, использующих в качестве моторного топлива водород.

4.9.1. Особенности изготовления и испытаний криогенных сосудов для водорода.

4.9.2. Особенности тепломассообмена в транспортных криогенных резервуарах.

4.9.3. Обеспечение безопасности при выбросе водорода из топливных сосудов и магистралей в эксплуатационных условиях и аварийных ситуациях.

4.9.4. Датчики водорода.

4.9.5. Применение плазменно-каталитических конвертеров в конструкции систем питания грузовых автотранспортных средств.

4.10. Блоки математических моделей пожаровзрывобезопасности грузовых автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах.

4.11. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА

ГАЗОМОТОРНЫХ ТОПЛИВАХ.

5.1 Объект исследования. Основные этапы жизненного цикла грузового автотранспортного средства.

5.2. Грузовые автотранспортные средства - совокупность потенциальных свойств.

5.3. Теоретические исследования свойств газомоторных топлив.

5.4 Методические особенности исследований эффективности, проводимых на этапе проектирования.

5.5. Формирование моделей функционирования грузовых автотранспортных средств.

5.6. Задачи исследования эффективности при проектировании и принципы принятия решения по конструкции грузовых автотранспортных средств и его элементов.

5.7. Выводы по главе.

5.7. Выводы по главе.

1. Грузовое автотранспортное средство рассмотрено с одной стороны как объект со сложной структурой в сложной организационно иерархической транспортной системе (рис. 5.2) и с другой стороны как энергетическая сложная техническая система (рис. 5.4-5.6) с жизненным циклом промышленного изделия из 11 этапов (рис. 5.1) с процессом развития, характеризующимся критериями эффективности, развития и качеством.

2. Грузовое автотранспортное средство рассмотрено как совокупность потенциальных свойств (функциональных, надежностных и технико-экономических), уровень которых формируется на стадии проектирования, в первую очередь исходя из назначения, и реализуется на стадиях производства, эксплуатации (рис. 5.8) (на стадии производства это происходит ступенчато, а в эксплуатации уровень эффективности снижается практически экспоненциально: у(У= со, ехр [-К(1-1)] . где со (0 - производительность на 1-ом году эксплуатации/ й)] - производительность на 1-ом году эксплуатации; К - коэффициент интенсивности изменения показателей свойств грузовых автотранспортных средств (см. рис. 4.28 и табл. 4.41).

3. Проведен анализ физико-химических свойств газомоторных топлив, позволивший:

3.1. Получить статистические оценки химического состава природного газа различных месторождений и оценить стабильность по содержанию метана (коэффициент вариации со = 9,4%) и по теплоте сгорания (со =2,98%).

3.2. Подтвердить целесообразность применения природного газа в качестве моторного топлива на основе: диаграмм областей нормальной работы ДВС на различных видах топлив (рис. 5.9, 5.10), энергетического фактора, общего энергетического КПД и коэффициента относительной эффективности (табл. 5.6).

3.3. Показать возможность использования хладоресурса газомоторных топлив для повышения энергетической эффективности грузовых автотранспортных средств в целом (холодильные установки).

3.4. Подтвердить необходимость учета таких свойств газомоторных топлив, как сжимаемость газов, дифференциальный дроссель-эффект, точка выпадения росы, давление насыщенных паров, оказывающих влияние на работоспособность заправочной аппаратуры, редуцирующей топливно-дозирующей, систем хранения и процесса воспламенения газомоторных топлив в ДВС при отрицательных температурах. Последнее накладывает определенные требования, как к конструкции данных технических систем грузовых автотранспортных средств, так и к инфраструктуре технической эксплуатации данных грузовых автотранспортных средств.

3.5. Показать возможность увеличения эффективности преобразования химической энергии газомоторных топлив в механическую за счет высокого октанового числа, высоких значений коэффициента избытка воздуха и однофазности составляющих топливно-воздушной смеси и применения наддува.

3.6. Разработать по результатам проведенного анализа обобщенную таблицу диапазона показателей изменения свойств моторных топлив для оценки эффективности применения того или иного вида газомоторных топлив в конкретных условиях эксплуатации (табл. 5.7) и совместить её со шкалой желательности (Приложение 1).

4. Определены методологические особенности исследования эффективности грузовых автотранспортных средств на этапе проектирования (рис. 5.16). Всесторонне и углубленно раскрыто понятие категории «эффективность» и «качество» (табл.5.8) применительно к транспортному процессу и проектированию грузовых автотранспортных средств как элемента транспортной системы и предложен принцип выбора критериев эффективности:

Э ({И}; {р}; {и}) -шах; при С ({И}) = С0

С ({И}) ->тт; при Э ({И}; {¡5}; {и}) = Э0 , где Э - эффективность;

С - затраты;

И - измерители свойств грузовых автотранспортных средств; и £/- условия первой и второй групп,

ЭоИ Со - заданный уровень эффективности и затрат.

5. Разработана схема формирования потенциальных свойств грузовых автотранспортных средств в зависимости от вида топлива на основе учета системно-технической увязки элементов грузовых автотранспортных средств:

На основе анализа теоретических работ по эффективному использованию грузовых автотранспортных средств, системного подхода и дискретного представления о протекании транспортного процесса и функционирования грузовых автотранспортных средств (см. обобщенные графы состояний грузовых автотранспортных средств в системе технической эксплуатации в АТП рис. 5.23, 5.25) было определено содержание внешних условий первой (активных «р») и второй (пассивных «(/») групп и предложена математическая модель транспортного процесса грузовых автотранспортных средств, состоящая из 3-х этапов и 9-ти фаз (см. рис. 5.27, Приложение 2).

6. Исследование эффективности на этапе проектирования предлагает решение основной задачи проектной эффективности (рис.5.28), направленной на выбор рациональных параметров проектируемого элемента сложной системы. Ее решение основано на оценке эффективности множества вариантов элемента грузовых автотранспортных средств, удовлетворяющих заданным ограничениям, в диапазоне условий эксплуатации. Возможные постановки основной задачи могут предусматривать сравнение ККС элемента, выбора его параметров и оценку эффективности относительно заданного варианта. Типовая схема решения основной задачи (рис. 5.28) включает подготовку исходных данных, анализа характеристик и элементов грузовых автотранспортных средств, построение математической модели и выбор рационального варианта с последующим анализом результатов расчетов.

Модели проектной эффективности включают модель проектируемого элемента системы и модель операции (рис.5.30). Модель проектируемого элемента обеспечивает расчет проектных параметров элемента (рис. 5.31, табл. 2.9, 4.40-4.43. Модель операции строится на основе модели типовых фаз, этапов операций (рис. 5.27).

Принятие решения при выборе рационального варианта ККС ГАТС в условиях неопределенности предопределяется разработанным механизмом на основе формализации исходной информации измерителей рассматриваемых свойств (Иф; И„), конструктивных параметров (КПф и КПн) с применением факторного и регрессивного анализа, критериев теории принятия решений и шкалы желательности (рис. 5.32, Приложение 3).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. На основании проведенного комплекса исследовательских, лабораторно-дорожных эксплуатационных, производственных и научно-теоретических работ решена проблема, имевшая важное народно-хозяйственное значение для нашей страны, заложившая начало:

- крупномасштабного производства грузовых автотранспортных средств, работающих на сжатом природном газе; проведению подготовительных работ по организации производства и использованию сжиженного природного газа в качестве моторного топлива для грузовых автотранспортных средств.

2. Анализ аспектов (исторического, международной системы товародвижения, мирового производства грузовых автотранспортных средств, финансовой составляющей мирового автопрома, топливно-энергетического комплекса РФ, стратегии международной энергетической безопасности, экологической нагрузки) предопределяет стратегию проектирования грузовых автотранспортных средств: создаваемые ГАТС, их обеспечивающие структуры должны быть ориентированы на рациональное использование различных видов топлива, как нефтяного происхождения, так и альтернативных источников энергии (в первую очередь природного газа, водорода, электроэнергии) и на комплектующие, изготовленные на базе высоких технологий высокого уровня качества.

3. Решена проблема формирования на стадии проектирования заданного уровня энергопотребления и скоростных свойств грузовых автотранспортных средств серийного производства, работающих на газомоторных топливах, на основе методов проектной эффективности.

4. Заложены научные основы формирования автоматизированной системы обработки экспериментальных данных (АСОЭД) на стадии проектирования ГАТС по результатам деятельности сформированной научно-исследовательской, заводской, эксплуатационной и производственной баз.

5. Решена проблема обеспечения пожаровзрывобезопасности автотранспортного процесса при использовании природного газа в сжатом и сжиженном состоянии в качестве моторного топлива грузовыми автотранспортными средствами ЗИЛ и разработаны перспективные образцы грузовых автотранспортных средств ЗИЛ, работающих на этих видах топлива (ЗИЛ-433530, ЗИЛ- 433610 и ЭИЛ-4335 с газодизельным процессом).

6. Проведены испытания первого опытного образца ЗИЛ-431410, работающего на бензоводородных смесях с металлогидридным (ТьБе) аккумулятором водорода и сформулированы требования к обеспечению безопасности: решение конструкторских задач по контролю параметров состояния водорода должны базироваться на использовании наноматериалов; процесс аварийного выброса водорода из топливных сосудов и магистралей в эксплуатационных условиях должен отслеживаться системами воспламенения и дожигания выбросов водорода поджигающими устройствами; необходимость учета влияния на испаряемость резервуаров с жидким водородом средней температуры кожуха и содержания в жидком водороде ортофазы, которое не должно превышать 1,5+2,0 %; проектирование образовательной программы, обеспечивающей подготовку кадров для работы с водородными технологиями в автомобилестроении и обеспечении безопасности в автотранспортном процессе.

7. Разработаны теоретические основы формирования потенциальных свойств грузовых автотранспортных средств, работающих на жидких нефтяных и газомоторных топливах с учетом фактора неоднородности продукции серийного производства по критериям эффективности энергопотребления, скоростных свойств и процедуры принятия решения по выбору рациональных параметров компоновочно-конструкторских схем из условий обеспечения безопасности с использованием методологии проектной эффективности и блоков феноменологических математических моделей.

Функция и параметры желательности параметров газомоторных топлив. ехр[-ехЬ(-у!)] ы зг> 40

0 0 1 07 03

4(1 30 70 10 0

7 О 3 0 40 хп 100 120

2000 3000

300 500 700

0 10 20 30

0 70 40 60 80

0 07 04 06 08

-200 -100 0 100

70 40 КО 80 100

08 1,2

1 0 20 30 40 5 0

10000 6000 2000

0 7П 40 60 80

60 40 70

1200 1600 2000

0 1 0 70 .3 0

0.018 0.010 0.002

200 100 0

1 1 09 0,7

ОЧ 1.0 1,5 —►

30 20 10,0 П со и) С\

У], МДж/м3 - Теплота сгорашш стехнометрнческой смеси (при 15°С, давлении 760 мм.рт.ст.)

У2, мДж-10'3 - Минимальная энергия зажигания

Уз, м7м' - Количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания (при 15°С, 760мм.рт.ст.) мДж/м' - Энергетический фактор топлива Фэ

Уз - Октановое число (ОЧ/Н)

Уб, °С - Температура горения стехиометрической смеси

У7, °С - Температура воспламенения

У8, % - Диапазон воспламенения горючей смеси - нижний

Уд, % - Диапазон воспламенения горючей смеси - верхний

Ут. кг/м3 (кг/см3) - Плотность топлива при 15°С 760 мм.рт.ст.

Уп,°С - Температура кипения

Уп , мДж/м3 -Низшая теплота сгорания

Уп - Коэффициент сжимаемости для компрнмпрованных газов (при 20,0 МПа)

Ун, МПа - Упругость паров(для сжиженных газов и жидких фаз) при 20°С

У15, кДж /кг - Идеальные затраты работы для ожижения газа с начальными параметрами 300 К И 101,3 кПа

У16, % - Концентрационные пределы воспламенения газовых ГМНРГ^Й г. ппчп\лгпи

У17, % - Концентрационные пределы детонаций газовых смесей с воздухом

Уи, °С - Температура пламени

У19, м/с - Скорость горения

У20, м/с - Скорость распространения в воздухе

У21, м'/с-Ю'* - Коэффициент диффузии в воздухе

У22, МПа - Максимальное давление взрыва

У2з - Коэффицие1гт относительной эффективности Коэ (табл. 5.6)

У и , $/ гДж - Стоимость производства энерпш из различных источников [18]

Проект энергетического паспорта грузовых автотранспортных средств.

Проведенные в гл. 2 теоретические исследования энергопотребления и скоростных свойств ГАТС категории N2 и N3 с применением факторного, регрессионного анализов, построения регрессионных моделей, планирование экспериментов п3 и п4, также теоретические разработки 5 главы по проектированию ГАТС на базе методологии проектной эффективности (введение понятия «потенциальные свойства» п. 5.2 и «эффективности» п. 5.4) создают предпосылки к обсуждению изменений существующих методик оценки топливно-экономических свойств ГАТС по ГОСТ 20306-90 и скоростных свойств по ГОСТ 22576-90 и разработке объединенной методики оценки энергопотребления ГАТС в предельных режимах фаз движения ГАТС (рис. 5.27), т.к. в эксплуатации (при осуществлении транспортного процесса) происходит их реализация (разгон на полной подаче топлива или частичной, торможение экстренное или служебное и т.д.) на основании выше сказанного ниже приводится пример проекта формирования «энергетического паспорта ГАТС». Мдж Режим: Разгон с места с переключением передач

Рис. 1. Энергопотребление грузовых автотранспортных средств и показатели скоростных свойств в 2-х весовых состояниях (полная масса и снаряженная масса) в различных фазах движения.

Обозначения к рис. 1:

Ог, С^б/грУтах, О,гУтах " энергопотребление при разгоне с места до максимальной скорости (например, 90 км/ч) в весовом состоянии «полная масса» и «снаряженная масса», т.е. без груза; - энергопотребление в режиме стоянки ГАТС с работающим двигателем на холостых оборотах коленчатого вала двигателя; О' р.г» р б/г энергопотребление ГАТС при разгоне с минимально устойчивой скоростью Утщ 4Ст, до максимальной скорости Утах в весовых состояниях «полная масса» и «снаряженная масса»;

0 г Ушт » О б/г Утш ~ энергопотребление ГАТС при движение с минимально устойчивой скоростью на высшей передаче в весовом состоянии «полная масса» или «снаряженная масса»; * р.г •> tp б/г - время разгона ГАТС в 2-х весовых состояниях;

1 Зг > б/г - время торможения (замедления) в 2-х весовых состояниях с максимальной скоростью до полной остановки или до минимально устойчивой скорости движения.

Обоснование выбора параметров компоновочно-конструкторской схемы грузовых автотранспортных средств , работающего на сжатом природном газе.

В разделе 2.5.2 на основе приведенного теоретического исследования энергопотребления м скоростных свойств ГАТС, работающих на сжатом природном газе, определены значения конструктивных параметров вариантов ККС, обеспечивающих на стадии производства заданный уровень энергопотребления и скоростных свойств (см. рис. 2.19). наибольшим эффектом из б-ти вариантов (как видно из рис. 2.19) обладают ККС ГАТС № 1 ( Nyd= 11,9 кВт) и № 4 (Vr/Ga =0,78).

Однако, с учетом технико-экономических (табл. 7.1, 7.2 [41]) и экологических (стр. 133 [49]) показателей ККС ГАТС, работающих на сжатом природном газе, обоснование наилучшего варианта ККС ГАТС затруднительно.

Поэтому для обоснования рационального варианта ККС сравниваемых ГАТС используем методологию предложенную в п. 5.6 данной работы на основе критериев принятия решений и шкалы желательности.

Первоначально на основе информации из указанных источников составляем табл.3 п.1.

Т.к. в табл.3 п.1 приведены показатели с различными единицами измерений, то для их обезличивания с целью возможности применения критериев принятия решения строим шкалу желательности (рис.Зп.1) и обезразмериваем показатели из табл. 3 п. 1 и сводим полученные оценки по шкале желательности в табл.3 п. 2.

Далее, используя данные в табл.Зп.2 осуществим обоснование рационального варианта по 2-м критериям и сравним с результатми первоначального выбора ККС ГАТС.

1. Максимальный критерий Вальда или критерий осторожного наблюдателя:

Э =maxmin3//v

11 И v

Анализ результатов табл. 3 п. 2, т.е. значений minЭ/лу показал, что V критерий Вальда Э = max min Э/лу = 0,89 гарантирует определенный V выигрыш при наихудших условиях 5-ому варианту ККС ГАТС с двигателем имеющим 8,0 и передаточным отношением главной передачи г'о = 5,9.

2. Проведен поиск рационального варианта ККС ГАТС по критерию минимаксного риска или критерию Сэвиджа S = min max ггде

Ц V ^ rßV = max 3ßV -3ßv - потери эффективности, т.е. риск. Результаты расчета r„v и max г представлены в табл.Зп.З и м демонстрируют, что 5-ый вариант ККС ГАТС минимизирует потери эффективности при наихудших условиях.

Таким образом, оба критерия (Вальда и Сэвиджа) подтверждают приоритетность варианта ККС ГАТС с £=8,0 и i0=5,9 по сравнению с ранее определенными вариантами имеющих Nyd= 11,9 кВт или V,/Ga = 0,78 в источнике [41].

Исходные значения показателей функциональных и технико-экономических свойств вариантов ККС ГАТС, работающих на сжатом природном газе. пп Показатели Объекты ГАТС г, Амортизационные отчисления, % г2 Затраты на топливо, % Г3 Себестоимость перевозки, % У4 Предотвращение экологического ущерба, руб. Г5 (¿560, кг/100км У6 Тго-бо, с

1 ЗИЛ-431610 (ЗИЛ-1348А) базовая модель База 3800 мм +31.9 -64 -8,3 1237,0 22,0 70,4

2 ЗИЛ-431610 (ЗИЛ-1Э8АГ) База 4500 мм +39,7 -68,5 -8,7 1387,0 19,7 62,3

3 ЗИЛ-431610 Куд=11,9 кВт/т +40,9 -73,0 -9,8 1788,1 17,2 42,9

4 ЗИЛ-431610 Уп/Са= 0,78 +36,2 -71,4 -9,9 1804,5 18,1 34,0

5 ЗИЛ-431610 8 = 8,0 Ь=5,9 +31,9 -69,5 -9,8 1788,1 19,1 48,6 или «-» - степень увеличения или уменьшения показателя относительно базового значения ЗИЛ-130 А = —-— -100%

Хбаз и>

1. Гольдблат И.И. Доклад на Коллегии Госплана СССР: «О мероприятиях по обеспечению использования сжиженных газов в качестве топлива для автомобильного транспорта и стационарных двигателей внутреннего сгорания». М., 1972 г.

2. Ипатов A.A. Приоритетные вопросы организации устойчивого развития автомобильной промышленности. М., Сб. научных трудов по материалам докладов на III Международном автомобильном научном форуме (МАНФ) в ТНЦ РФ «НАМИ», выпуск 236, 2006 г., с. 5-16.

3. Переход автотранспорта на природный газ: нормативно-справочное пособие для руководителей и специалистов автотранспортных организаций /А.И. Морев, П.Г. Загладин, O.A. Петренко и др./ М., ИРЦ ГАЗпром, 1995, с. 140.

4. Франк С. Конструктивный диалог II. Транспортное дело России, 2003 г., №2, с. 11.

5. Чеботаев A.A. «Из трех зол остается одно». Мир транспорта, 2004 г., № 1, с. 62-71.

6. Багинова В.В. Международные транспортные коридоры: региональные проекции. Мир транспорта, 2004 г., № 1, с. 77-84.

7. Чеботаев A.A. Специализированные автотранспортные средства: выбор и эффективность применения. М., Транспорт, 1988, с. 159.

8. Машиностроительный комплекс: состояние и варианты развития в 1996 году. -II., Экономист, 1996 г., № 1.

9. П.Фасхиев Х.А. «Концепция разработки деталей и узлов грузовых автомобилей на основе оценки их технико-экономической эффективности и конкурентоспособности». диссертация на соискание звания д.т.н., М., 1999 г.

10. Автоизвестия, № 8 (31) 04.2006 г.

11. Безверхов Андрей. Ж. «Эксперт», №21,9 июня 2003 г., с. 91.

12. Белов Михаил. Альянсы XXI века. Ж. Автоизвестия № 14 (37) 26.-7-23.08 2006 г. с. 11.

13. Этингер И.Л. Необъятные запасы и непредсказуемые катастрофы (Твердые растворы газов в недрах земли) М., Наука, 1988, с. 175.

14. Боксерман Ю.И., «Век газа» Ж. Энергия и экология, № 4, 1988, с.13-16.

15. Шохина Екатерина. «Остановите бензин». Ж.Эксперт, № 28, 25-31 июля 2005 г., с. 28-29.

16. Понаморев-Степной H.H. «Водород и атом. Основа устойчивого будущего». РНЦ «Курчатовский институт», семинар «Передвижная школа WNV в России», 10.06.2004 г.

17. Алексеев Г.М. Энергоэнтропика. М., Знание, 1983, с. 192.

18. Ильичев «Эффективность проектируемых элементов сложных систем». -Учебное пособие, М., Высшая школа, 1982 г., с. 280.21.0стровцев А.Н. Основы проектирования автомобилей. М., Машиностроение, 1968 г., 204 с.

19. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М., Наука, 1968, 288 с.

20. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных. Пер. с англ. М., Мир, 1980, 614 с.

21. Коноплев В.Н. Оценка и анализ уровня топливно-экономических качеств серийных грузовых автомобилей ЗИЛ, КамАЗ и МАЗ. М., 1983, 12 с. Рукопись пред ст. Заводом-ВТУЗом при ЗИЛе. Деп. в НИИНАвтопроме 15.04.83 № 871 ап-Д83.

22. Автомобильный справочник/ Пер. с анг., 2-е изд., перераб. и доп. М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2004, 902 е., ил.

23. Окунь Я. Факторный анализ. М., Статистика, 1976, 180 с.

24. ИберлаК. Факторный анализ. Пер. с нем. М., Статистика, 1980,298 с.

25. Дубров A.M. Обработка статистических данных методом главных компонент. М., Статистика. 1978, 194 с.

26. Исследование режимов работы агрегатов трансмиссии автомобиля ЗИЛ-130. М., 1976, 60 с. (Технический отчет ЗИЛ № 1337-76).

27. Реализация системного подхода к вопросам топливной экономичности автомобилей ВАЗ. Тольятти, 1981, 54 с. (Технический отчет № 0001020/2104-00).

28. Островцев А.Н. Необходимые основы теории управления качеством. -Автомобильная промышленность, 1980, № 4, с. 3-7.

29. Курицкий Б.Я. Применение пакетов прикладных программ по экономико-математическим методам в АСУ. М., Статистика, 1980. 200 с.

30. Пакет прикладных программ, М., Статистика, 1975, 270 с, Т, 4.

31. Дрейлер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Пер. с англ. -М., Статистика, 1973, 392 с.

32. Кокс Д., Хинкли Д. Теоретическая статистика/ Пер. с анг. М.: Мир, 32 л.

33. Налимов В.В., Чернов H.A. Статистические метода планирования экстремальных экспериментов. М., Наука, 1965, 340 с.

34. Коноплев В.Н. Газобаллонные автомобили ЗИЛ. Ж. Автомобильная промышленность, № 9, 1988 г., 17-18 с.

35. Ивлев В.П., Коноплев В.Н., Латышев А.П. Оценка газовой аппаратуры для автомобилей ЗИЛ, работающих на сжатом природном газе. Ж. Грузовик, № 5, 2005.

36. Московкин В.В., Коновалов В.В. Влияние мощности двигателя на топливную экономичность автомобиля/ Сб.науч.трудов, III Международный автомобильный научный форум (МАНФ), 20-25.10.2005 г., ГНЦ РФ «НАМИ», с. 44-50.

37. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Металлургия, 1976, 280 с.

38. Эндрюс Дж., Мак-Лоун Р. Математическое моделирование. Перевод с англ. Под ред. Гупало Ю.П. М.: Мир, 1979, 250 е., ил.

39. Коноплев В.Н. Исследование топливно-скоростных качеств газобаллонных автомобилей ЭИЛ-138А, ЗИЛ-138И. М., 1983, депонирована в НИИНавтопроме 10.02.1983, № 845ап-83.

40. Коноплев В.Н. Исследование топливно-скоростных качеств газобаллонных автомобилей ЗИЛ-138А, ЭИЛ-138И. М., 1983, депонирована в НИИНавтопроме 10.02.1983, № 870ап-83.

41. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. Под ред В.И. Соколова. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982.

42. Натурный эксперимент: Информационное обеспечение экспериментальных исследований/ А.Н.Белюков, Г.М. Солодохин и др; Под.ред. Н.И. Баклашова, М.: Радио и связь, 1982, с.304, ил.

43. Высоцкий М.С., Беленький Ю.Ю. Грузовые автомобили. М., Машиностроение, 1979, 384 с.

44. Проектирование технологических процессов в машиностроении, Учебное пособие для ВУЗов /И.П.Филатов, ГЛ.Белчев и др., под общ.ред. И.П.Филиппова, СД-СС: Уп «Технопр.», 2003 , с. 910.

45. Гальчук В .Я., Соловьев А.П., Техника научного эксперимента, Л.: Судостроение, 1982, с. 256, ил. (Автоматизированная система обработки экспериментальных данных)

46. Макарихин A.B. Исследование структур, параметров систем пуска автомобилей ЗИЛ и методов их улучшения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, спец. , М., 2006.

47. Нефедов А.Ф., Высочин Л.Н. Планирование эксперимента и моделирование при исследовании эксплуатационных свойств автомобилей. Львов, Вища школа, 1976, 160 с.

48. Последовательное улучшение сочетаний характеристик двигателя, коробки передач и главной передачи грузовых автомобилей нового поколения 80-х годов фирмы Даймлер-Бенц. М., 1981, 90 с. (Информационная записка ЗИЛ № 435-81).

49. Шехтман А.М. Газодинамические функции реальных газов: Справочник -М.: Энергоатомиздат, 1988, 175 е., ил.

50. Боксерман Ю.И., Мкртычан Я.С., Перевод автотранспорта на газовое топливо, Москва, «Недра», 1988

51. Коноплев В.Н. Измерение расхода газового топлива при испытаниях автомобиля/ с. научных трудов AMO ЗИЛ № 17. Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля М., 1991, НИИСтандарта автосельхозмаш, 94-101 с.

52. Дрейлер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Пер. с англ. М., Статистика, 1973, 392 с.

53. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях, М., Финансы и статистика, 1981,264 с.

54. Козин В.П., Фатеев Г.А. Расчет сорбции водорода интерметаллических соединений/ сб трудов Института тепло и массообиена им. A.B. Лыскова, АН БССР, -Минск, 1980, 10-12 с.

55. Отчет по НИР А7-5 УДК621.43 № регистрации 81087919 Исследование двигателя ЗИЛ-375 с бензоводородной системой топливоподачи (заключительный) М., 1982.

56. Шейпак A.A., Кабалкин В.Н., Семененко К.Н., Вербецкий В.Н. Применение гидридов интерметаллических соединений в автомобилях. -Автомобильное производство, 1984, 7, 15-18 с.

57. Технический отчет УДК 621.43 Стендовые т доводочные испытания транспортного варианта бензоводородного двигателя ЗИЛ-130 и системы подачи водорода для макетного образца автомобиля ЗИЛ, Завод-ВТУЗ,-М., 1985, 100 с.

58. Автореферат на соискание ученой степени ДТН Русакова В.З. Безопасность автотранспортных средств в эксплуатации, М., 2005.

59. Исхаков Х.И., Пахомов A.B. Пожарная безопасность автомобиля М.: Транспорт, 1987, с. 87.

60. Рябчинский А.И. Правила № 29. ЕЭК ООН нуждаются в переработке. Факты. История вопроса. Ж. Автомобильная промышленность, № 1, 2005, с. 35-37.

61. Рябчинский А.И. Регламентация активной и пассивной безопасности автотранспортных средств, учебное пособие для студентов высш. Учеб.заведений /А.И.Рябчинский, В.В.Кисуленко, Т.Э.Морозова/ М., Издательский центр «Академия», 2006, 432 с.

62. Отчет НИЦИАМТ о научно-исследовательской работе «Испытания автомобиля ЗИЛ-ММЗ-45054, оборудованного газовой аппаратурой, на пассивную безопасность методами опрокидывания и фронтального столкновения, архивный номер №6378.

63. Отчет НИЦИАМТ Испытания модернизированного автомобиля самосвала ЗИЛ-ММЗ-45054, оборудованного газовой аппаратурой, напассивную безопасность методами опрокидывания и фронтального столкновения, арх. № 6364.

64. Протокол испытаний автомобиля ГАЭ-33076 на пассивную безопасность методами опрокидывания и фронтального столкновения на соответствие требованиям И 37.001.027-82, арх. № 7468.

65. Оценка ресурса узлов крепления емкости пропан-бутановой смеси расчетными методами (Заключительный отчет, М., 1990, Трофимов О.Ф., гос.регистрация № 0188, 0030665ю

66. Разработка методики расчета эксплуатационного ресурса прочности узлов крепления газовой аппратуры газобаллонных автомобилей ЗИЛ-13 8, ЗИЛ-138А. Отчет НИР, завод-ВТУЗ при ЗИЛе, М., 1986, 79 с.

67. Трофимов О.Ф. Влияние широкополостности нагружения на усталостную долговечность автомобильных конструкций, сб. «Конструкция, ■ исследование, технология автомобиля», М.: Машиностроение, 1978.

68. Гольд Б.В., Трофимов О.Ф. и др. Прочность и долговечность автомобиля. -М.: Машиностроение, 1974, 328 с.

69. Трофимов О.Ф. и др. Корректировка оценки долговечности конструкций транспортных машин при использовании методов теории случайных функций, Вестник машиностроения, № 10, 1971.

70. Исхаков Х.И. Пожарная безопасность автомобиля. Ж. Автомобильная промышленность, № 8, 1985, 18-21 с.

71. Человеческий фактор в 6-ти т.т., Т.2 Эргономические основы проектирования производственной среды: Пер.с англ./ Д.Джоунз, Д.Бродбент и др. М., Мир, 1991, 500 е., ил.

72. Результаты определения испаряемости криогенных систем для хранения и подачи СПГ 03.542-87.

73. Лабораторно-дорожные испытания опытного образца автомобиля ЗИЛ-138П с криогенной системой хранения и выдачи сжиженного природного газа (СПГ) производства НПО «Криогенмаш», 03.37.105.02.352-90.

74. Тычино H.A. Научно-технические принципы и технологические способы придания древесным материалам огнезащитных свойств. М.: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук по спец. 05.26.03., 2002.

75. Петров Е.А. Снижение горючести строительных материалов на основе древесины. М.: Автореферат на соискание ученой степени к.т.н., 2003.

76. Образцов И.Ф., Васильев В.В., Булаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1977.

77. Зайцев Г.П., Василевский В.М., Голландцев A.B., Копыл Н.И. Оценка напряженно-деформированного и предельного состоянийкомбинированных баллонов под внутренним давлением. Механика композиционных материалов, № 2, 1981, 262-266 с.

78. Галышев Ю.В. Анализ перспективы создания водородных двигателей // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2(«»), 2005, 19-23 с.

79. Schlapbach L/ Hydrogen as a fuel and its storage for mobility and transport// MRS Bulletin/ September 2002. P. 675-679.

80. Yartys V.A., Lototsky M.V. An overview of hydrogen storage methods // In: «Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials». NATO Science Series II. Kluwer Academic Publishers. 2004. Vol. 172. P. 75104.

81. Тарасов Б. П. Бурнашева В. В., Лотоцкий М. В., Яртысь В. А. Методы хранения водорода и возможности использования металлогидридов // Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 12. С. 14-37.

82. Тарасов Б. П. Проблемы и перспективы создания материалов для хранения водорода в связанном состоянии. // Альтернативная .энергетика и экология. 2006. № 2. С. 11-17.

83. Тарасов Б. П ,Фокин В. Н., Борисов Д. П., Гусаченко Е. И., Клямкин С.Н., Яковлева Н. А., Шилкин С. П. Аккумулирование водорода сплавами магния и редкоземельных металлов с никелем // Альтернативная энергетика и экология. 2004. № 1. 47-52.

84. Тарасов Б.П.//Разработка новых водородно-аккумуляторных материалов: проблемы перспективы//Альтернативные источники энергии для больших городов// Тезисы докладов 2-ая Международная конференция, 2006, с. 71

85. Тарасов Б.П. Фуллерены и нанотрубки // Новости науки. ИПХФ РАН, Черноголовка.

86. Чабак А.Ф.//Аккумуляторы водорода на основе микропористых структур// Наука технологии в промышленности, № 2 , 2005, с. 12-15

87. Матвеев B.C., Будницкий Г.А. Многоликие волокна. hflp://www.fort.ru/rus/publ/publ I .htm

88. Свойства жидкого и твердого водорода М., Изд-во стандартов, 1969

89. Сайдаль Г.И. и др.//Испытания жидководородных криогенных резервуаров на потери водорода от испытания// Альтернативная энергетика и экология № 1 (21) 2005, с. 30-33

90. Домашенко А. М. Исследование влияния степени заполнения жидкостью стационарных и транспортных криогенных резервуаров на эксплуатационные характеристики // Автогазозаправочный комплекс. 2003. №3. С. 53-56

91. Домашенко А. М., Филин Н. В., Агафонов И. М., Цфасман Г. Ю Разработка и результаты испытаний топливной системы сжиженного природного газа // Межвузовский сб. научных трудов ВЗМИ. 1987. С. 1720.

92. ПБ-10-225-96 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». СПб.: Dean, 2000

93. Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ) I-III, п. 212277. Нью-Йорк, 2000.

94. Домашенко A.M. Тепломассообмен в стационарных и транспортных криогенных резервуарах, его влияние на эксплутационные харакгеристики//Альтернативная энергетика и экология № 3 (23), 2005, с. 32-38

95. Галлеев А.Г. Методы повышения безопасности испытаний ракетных двигателей, связанные с выбросами водорода// Альтернативная энергетика и экология № 2 (22), 2005, с. 9-14

96. Водород: Свойства, получение, хранение, транспортировка, применение. Справ. Изд./Под ред. Д.Ю.Гамбурга, М.: Химия, 1989

97. Гусев A.JI. Датчики водорода и водородосодержащих молекул// Альтернативная энергетика и экология № 5 (25), 2005, с. 23-30

98. Бабарицкий А.И., Животов В.К., Русанов В.Д. и др. Плазмокаталитическая переработка углеводородного сырья и моторных топлив, разработка бортового автомобильного плазменного конвертора жидкого топлива в синтез-газ, РНЦ «Курчатовский институт», М., 2003

99. Раменский А.Ю., Шелищ П.Б. и др. Применение водорода на городском автомобильном транспорте/ Тезисы докладов/ II Международная конференция «Альтернативные источники энергии для больших городов», М., 2006, с. 80.

100. Ю9.Манн JI. Транспорт, энергетика и будущее. Пер. англ. М.: Мир, 1987, 160 с.

101. Колчин А.И., Расчет автомобильных и тракторных двигателей, Учебное пособие для ВУЗов, 2 изд. перераб. И доп., М., Высшая школа, 1980, С.400 с илл.

102. ПЗ.Терентьев Г.А. и др., Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов /Г.А.Терентьев, В.М.Тюков, Ф.В.Смаль/ М., Химия, 1989-272 с; ил.

103. Генкин К.И., Газовые двигатели, М., Машиностроение, 1977- 196 с.

104. Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей. М., изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2000 - 296 с.

105. Пб.Роднянский В.Н., Воделага B.C. и др.: Сертификация газомоторного топлива, Сб. начн. трудов ВНИИГАЗ, М., 1995 108 с.

106. Газобаллонные автомобили/ Е.Г.Григорьев, Б.Д. Колубаев, В.И. Ерохов и др./, М., Машиностроение, 1989 ,216 с. ил.

107. Гаинулин Ф.Г., Гриценко А.И., Природный газ как моторное топливо на транспорте, Недра, Москва, 1986 г, 255 с, ил.

108. Баррон Р.Ф., Криогенные системы, пер. с англ., 2-е издание, М., Энергоатомиздат, 1989 -408с: ил.

109. Магидович JI. Е., Румянцев В. В. Условия сгорания водородовоздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания // Двигателестроение. 1983. № 5. С. 59-60.

110. Enomoto R-, Furuhama S., Nishiguchi Т. Ignitability of hydrogen-air mixture by hot surfaces and hot gases in hydrogen-fueled engine // JSAE Rev. 1981. Vol. 5. P. 23-29.

111. Магидович JI. E., Румянцев В. В., Шабанов А. Ю. Особенности тепловыделения и рабочего процесса дизеля, работающего с добавками водорода//Двигателестроение. 1983. № 9. С.7-9.

112. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ/Под ред. Р. М. Петриченко. JL: Машиностроение, 1990.

113. Галышев Ю. В., Вылегжанин Г. А., Румянцев В. В., Серебренников В. А. Влияние пароводородной добавки в рабочую смесь карбюраторного двигателя на процессы сгорания и тепловыделения // Науч. тр. ЛПИ. Л.: ЛПИ, 1983 № 394. с. 29-33

114. Рид Р, Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие/ пер. с англ. под ред. В.И.Соколова/, 3-е издание, перераб. и доп., Л, Химия 1982 592 с ил.

115. Гуревич Г.Р. и др. Справочное пособие по расчету фазового состояния и свойств газоконденсатных смесей, М., Недра, 1984

116. Архоров A.M., Микулин Е.И и др., Техника низких температур, М.-Л: Энергия, 1964-448 с

117. Васильев Ю.Н., Грниценко А.И. и др.,Транспорт на газе, М., Недра, 1992 -342 с

118. Галимов Л.С. и др.,Физический и химический хладоресурсы углеводородных топлив, Казань, 2000 240 с.

119. Галимов Ф.М. , Реализация хладоресурса углеводородных топлив в силовых и энергетических установках: Автореферат дис. доктора технических наук Казань, 2001 - 18 с.

120. Автомобильный справочник, перев. с англ. 1-е русское издание, М., Издательство «За рулем», 1999 896 с

121. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М., Радио и связь,1985, 200с., ил.

122. Ходош М.С. Грузовые автомобильные перевозки: Учебник для автотранспортных техникумов 4 изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт,1986, 208 е., ил.

123. Вовша П.С., Левитан Е.С., Панов С.А. Проблемы концентрации грузового автомобильного транспорта. -М.: Транспорт, 1987, с. 165.

124. Мочалин С.М. Развитие теории грузовых автомобильных перевозок по радиальным маршрутам. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по спец. 05.22.10 Эксплуатация автомобильного транспорта, Тюмень 2004.

125. Ротенберг Р.В. Основы надежности системы «водитель-автомобиль-дорога-среда» М.: Машиностроение, 1986, 216 е., ил.

126. Высоцкий М.С., Беленький Ю.Ю. и др. Грузовые автомобили/ Машиностроение, М., 1979 384 е., ил.