автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Повышение эффективности многоцелевой автомобильной техники при использовании альтернативных видов топлива

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТРАКТОРНЫЙ ИНСТИТУТ- НАТИ

Для служебного пользования Экз. №

На правах рукописи

КАРУНИН Анатолий Леонидович

УДК 629.113; 629.114.21; 662.6

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОЦЕЛЕВОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИИ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА

Специальности: 05.05.03. - «Колесные и гусеничные машины» 05.04.02. - «Тепловые двигатели»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва -1999

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете -МАМИ.

Официальные оппоненты:

ЛУКАНИН В Н. - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор

ПОЛУНГЯН А. А. - доктор технических наук, профессор КУТЬКОВ Г. М. - доктор технических наук, профессор

Ведущая организация — 21 НИИИ АТМОРФ

Защита состоится « 1999 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 132.01.01 при Государственном научно-исследовательском тракторном институте (НАТИ) по адресу: 125040, г.Москва, ул. Верхняя, 34, комн. 325.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке НАТИ.

Отзыв представляется в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью предприятия.

Автореферат разослан « ¿7 » и 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета^^^^^^-^^* Л В. Васильев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Особенности природно-географического положения России, исторически сложившиеся технико-экономические принципы формирования различных отраслей производства и базовых структур хозяйства предопределили существенную роль автомобильного транспорта в экономике Российской Федерации.

За последние годы в международных отношениях, экономике страны, в области научно-технической политики, в структуре Вооруженных Сил и их техническом оснащении произошли значительные изменения.

В первую очередь, существенные изменения претерпела промышленная база выпуска военной автомобильной техники. После распада СССР в Российской Федерации осталось примерно 40% средств производства автомобильная техника многоцелевого назначения (АТМН). Если говорить о военной автомобильной технике, то она лишилась производства базовых колесных шасси под монтаж стратегических ракетных комплексов «Тополь», базовых гусеничных машин под монтаж ракетных комплексов ПВО «Тунгуска» и «Тор», самых массовых многоцелевых транспортеров -тягачей МТ-ЛБ, высокопроходимых и грузоподъемных шасси под монтаж инженерных средств вооружения (КрАЗ).

Кроме того, изменилась доктрина строительства Вооруженных Сил, в которой принципиально поменялись роль и значение Сухопутных войск и следовательно, масштабы использования автомобильной техники.

Особую роль в структуре общего выпуска автомобилей (особенно для Вооруженных Сил) приобретает АТМН всех классов грузоподъемности, предназначенная для перевозки людей, различных грузов, а также установки разнообразного оборудования, используемого при движении и на стоянке. Использование АТМН осуществляется как в одиночном исполнении, так и с прицепами.

Структура автомобильного парка безусловно влияет и на структуру топливно-энергетического баланса, поскольку последняя качественно и количественно определяется потреблением различных топлив, как традиционных автомобильных, так и его заменителей, получивших название альтернативных видов топлива (АВТ).

Следует отметить, что устойчивыми тенденциями в настоящее время являются с одной стороны дизелизация автомобильного транспорта, а с другой - использование газового топлива.

При этом для поддержания высокой готовности АТМН к использованию по функциональному назначению должна быть обеспечена возможность работы двигателей на нескольких видах топлива Применительно к дизельным двигателям это работа на дизельном топливе, бензинах и их смесях, для карбюраторных двигателей - на бензинах и на сжиженных природном и нефтяном газах.

Несмотря на значительный прогресс в области расширения использования альтернативных видов топлива этот вопрос по-прежнему остается актуальным, и в первую очередь в Вооруженных Силах. Это обусловлено необходимостью использования машин в условиях изменяющейся обстановки, включая снабжение топливом, без снижения тактико-технических характеристик, особенно при работе в экстремальных природно-географических условиях.

Актуальность определяется также увеличивающимися объемами использования АВТ, что приводит к необходимости повышения внимания к вопросам безопасности и экологии, которые могут быть решены в результате разработки более эффективных систем питания (смесеобразования) двигателей, хранения и транспортировки топлива.

В совокупности эти вопросы составляют проблему повышения обеспечения готовности и эффективности использования многоцелевой автомобильной техники в условиях изменяющейся обстановки, в том числе снабжения топливом за счет

расширения использования ABT без снижения уровня тактико-технических характеристик при работе в экстремальных условиях эксплуатации.

В основе решения этой актуальной проблемы лежит анализ новых (в результате реформирования ВС) условий использования военной автомобильной техники, сложившихся потребностей войск в ней, технических возможностей и целесообразности перевода автомобильных двигателей на применение АВТ.

С учетом вышеизложенного целью настоящей диссертационной работы является обоснование возможности повышения эффективности военной автомобильной техники за счет применения альтернативных видов топлива, разработка рекомендаций по совершенствованию конструктивных схем, обеспечивающих работу двигателей на альтернативных видах топлива, а также технико-экономическая оценка целесообразности их реализации.

Для достижения цели исследования в настоящей работе поставлены следующие задачи:

разработать и обосновать концепцию применения альтернативных и смешанных видов топлива;

разработать комплекс математических моделей определения функциональных и параметрических качеств АТМН при работе на АВТ;

разработать современные методы экспериментальных исследований в соответствии с поставленными задачами;

разработать и реализовать конструкции систем питания двигателей для работы на АВТ и их смесях;

провести комплекс стендовых, лабораторно-дорожных и эксплуатационных испытаний АТМН на АВТ и смешанных видах топлива;

провести технико-экономическую оценку эффективности применения АВТ на АТМН и определить пути ее дальнейшего повышения.

Методы исследования. Выполненные в работе исследования базировались не основных положениях фундаментальных теорий механики, гидравлики, газодинамики теплотехники, прикладных теорий двигателя, автомобиля, инженерного эксперимента у проводились на основе общей методики системного анализа. В работе применены логический метод, анализ и синтез, математическое и физическое моделирование с использованием аппарата математической статистики и теории вероятностей.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в том, что обобщен многолетний опыт исследований по применению альтернативных видов топлива с двигателях внутреннего сгорания и определения их влияния на эффективность многоцелевой автомобильной техники в условиях реформирования экономики и Вооруженных Сил Российской Федерации.

Осуществлен теоретический анализ результатов исследования по влиянию веществ органического синтеза на экологическую безопасность применения горючего в ДВС. Эффективность действия химических веществ объяснена особенностями их химического строения, обеспечивающего при окислении в пламени большое количество активных радикалов и активного кислорода, что в свою очередь обеспечивает дегидрогенизацию молекул углеводородов и препятствует коагулированию образующихся частиц сажи.

Разработаны:

а) принципы и методы определения параметров и условий использования многоцелевой техники;

б) математическая модель работы линии низкого давления системы питания многотопливного дизеля на АВТ. позволившая установить закономерности и параметры ее структуры;

в) уточненная модель процесса сгорания топлива в камере сгорания для оценки степени вредности отработавших газов при использовании АВТ;

г) ряд технических решений по улучшению конструкции элементов системы питания двигателей АТМН, проверенных экспериментально на работоспособность;

д) рекомендации по повышению работоспособности дизелей на резервных гопливах.

Обоснованы принципы целесообразности использования альтернативных топлив и гребования к системам питания топливом ДВС на основе уточненной методики военно-гехнико-экономической целесообразности и эффективности применения АВТ на АТМН.

Достоверность результатов. Достоверность проведенных исследований подтверждается всесторонней экспериментальной проверкой теоретических положений, то статочной для инженерных расчетов сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, метрологической оценкой полученных результатов, 1рименением поверенной установленным порядком контрольно-измерительной и эегистрирующей аппаратуры и использованием аттестованных методик измерений.

Практическая ценность. Полученные автором результаты исследований позволили рекомендовать к внедрению технические решения по повышению эффективности работы системы питания на АВТ, в том числе:

устройство для поддержания в каналах ТНВД давления независимо от частоты зращения его вала;

устройство для обеспечения прокачки линии низкого давления перед пуском горячего двигателя;

байпасная линия с перепускным клапаном топливоподкачивающего насоса;

рациональные смеси бензинов и дизельного топлива в различных соотношениях, в гом числе с присадкой ЦГН.

Реализация результатов исследования. Основные результаты исследований реализованы:

Главным автобронетанковым управлением МО России при формировании типажей многоцелевого назначения на 1981 - 1990 г.г., 1991 - 2000 г.г. и 2001 - 2010 г.г., а также при разработке и уточнении общих технических требований (OTT) к указанному виду техники;

ГНЦ НАМИ, НАТИ при проведении НИР по обоснованию применения АВТ па автомобильной и специальной технике и повышению ее эффективности;

заводами отрасли в конструкциях автомобилей и их нормативных документах (химмотологических картах) по применению АВТ в качестве резервных;

21 НИИИ AT МО при проведении НИР по обоснованию применения АВТ в многотопливных дизелях военной автомобильной техники;

ВУЗами и ВВУЗами автомобильного профиля в учебном процессе подготовки специалистов автомобильной службы.

Апробация работы. Материалы диссертации в различное время с 1980 г. по 1999 г. были рассмотрены и получили одобрение:

на научно-технических конференциях, семинарах, заседаниях кафедр в МГТУ (МАМИ), МГТУ им. Баумана, а также в НАМИ и НАТИ;

на технических совещаниях в AMO «ЗИЛ», АО «ГАЗ», «УралАЗ», «КамАЗ»; на международной конференции «100 лет российскому автомобилю» в 1996 г.; на конференциях Российской Ассоциации автомобильных инженеров в 1998-1999 гг.; на конференциях отделения спецтехники и конверсии Академии проблем качества. Публикации Основные результаты работы изложены в 31 публикациях, в том числе одной книге, монографии и 4 патентах.

Объем работы. Диссертация содержит введение, шесть глав, общие выводы, список литературы в количестве 276 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе анализируются развитие и особенности использования автомобильной техники.

Оценивается развитие структуры автомобильного парка страны, в том числе и военной автомобильной техники. Дается анализ топливно-энергетических и экологических проблем развития автомобильной техники, базирующихся на работах Великанова Д П., Говорущенко Н.Я., Гуреева A.A., Покровского Г.П., Варшавского И.Л., Генкина К.И., Ерохова В.И., Иванова В.Н., Кутенева В.Ф., Луканина В.А., Платонова В.Ф., Кутькова Г.М., Усина В В. и др.

Дана классификация и характеристика климатических и дорожно-грунговых условий применения автомобильной техники многоцелевого применения.

Анализируются методы теоретического и экспериментального исследования тягово-скоростных свойств грузовых автомобилей.

Выявляется актуальность применения АВТ.

Дается анализ видов и способов применения энергоносителей АТМН.

Анализируются конструктивные особенности систем питания АТМН при работе на АВТ, способы и технические решения по обеспечению готовности АТМН к работе на различных топливах в экстремальных климатических условиях.

Проведенный анализ позволил выявить проблему, сформулировать цель и задачи исследования, изложенные в общей характеристике работы.

Во второй главе изложены результаты теоретических исследований эффективности применения легких топлив в силовых установках многоцелевых автомобилей.

Определены элементарный, групповой и фракционный состав смесей топлива.

Массовый элементарный состав смеси топлива позволил уточнить формулу для расчета коэффициента избытка воздуха, при этом установлено, что смешение бензина с

дизельным топливом или керосином ТС-1 практически не вызывает заметного изменения группового состава полученной смеси в момент смешения и при хранении ее в обычных условиях до одного месяца.

Определен фракционный состав топлив и их смесей методом перегонки, причем для смесей, содержащих более 50 % бензина, по методике разгонки бензинов, а менее 50 % - по методике разгонки дизельного топлива. На основании выявленных закономерностей разработан графический метод определения фракционного состава смесей с различной концентрацией исходных компонентов. Учитывая незначительность отличий фракционных составов бензинов друг от друга и дизельных топлив друг от друга, установлено, что на графиках разгонки они могут быть заменены соответственно обобщенными кривыми. В этом случае графический способ определения фракционного состава смесей автомобильных бензинов с дизельными топливами становится универсальным для всех марок бензинов и дизельных топлив и с достаточной для практических целей точностью позволяет провести экспресс-анализ ожидаемого фракционного состава приготовляемой смеси.

Определено давление насыщенных паров топливных смесей как расчетным путем так и экспериментально с хорошим согласованием результатов. Оно подчиняется закону Рауля и может быть рассчитано по формуле

Р« = Рв (Уб/100), (1)

где Рш и Рб - соответственно давление насыщенных паров смеси и бензина, мм рт. ст.;

Уб - содержание бензина в смеси в процентах по объему.

Как следует из формулы (1) добавка дизельного топлива или керосина снижает давление насыщенных паров и уменьшает образование паровоздушных пробок в топливопроводах низкого давления.

Для оценки величины изменения массовой подачи топлива при работе двигателя на смесях проведены лабораторные исследования по определению зависимости плотности смеси от различных концентраций ее исходных компонентов. Выявлена линейность плотности смеси при изменении соотношения компонентов, описываемой уравнением

рсм = Рлт + ( Ргг " Рлт ) (Vtt / 100), (2)

где Рот, Ртг - плотность легкого и тяжелого топлива соответственно;

VTr - содержание тяжелого топлива в смеси в процентах по объему.

Изменение вязкости топлива и смесей приводит к изменению величины коэффициента подачи топливного насоса.

Исследованиями установлено и экспериментально подтверждено, что при принятии кинематической вязкости бензинов v = 0,6 сСт = const уравнение вязкости смеси представляется в виде выражения

lg vCM = lg (v„ - 0,6 ) / (V„ / 100)u (3)

Для оценки моторных свойств смесей разработана расчетная методика определения цетанового числа смеси в зависимости от соотношения компонентов. Она основывается на известных значениях цетановых чисел исходных компонентов и основных закономерностях изменения воспламеняемости смеси при изменении концентрации составляющих ее компонентов.

Для определения цетановых чисел высокооктановых бензинов отечественного производства, имеющих октановое число по исследовательскому методу в пределах 90. ..98 ед. предложена зависимость

ЦЧ = (146 - 1,48 (ОЧИ) / к (4)

где ОЧИ - октановое число по исследовательскому методу;

К = 1,8-дляэтилированных бензинов;

К - 1,0 - для неэтилированных бензинов.

Для конкретных топлив, предназначенных для смешивания методика позволяет расчетным путем определить необходимые соотношения топлив для приготовления смесей. Методика ориентируется на приготовление смесей экономического состава, то есть таких смесей, при которых расходуется меньше высокоцегганового топлива. При этом критерием оценки воспламеняемости смеси принято условие

ЦЧСМ = ЦЧд-72 = 24 ед. (5)

где ЦЧд-72 - цетановое число бензина А-72, для работы на котором приспособлены многотопливные двигатели.

Проанализированы способы и схемы топливоподачи при использовании легких топлив и их смесей с дизельным топливом, в частности схемы по размещению фильтра грубой очистки топлива, по месту установки ручного топливоподкачивающего насоса, по установке дополнительного топливного бака для пуска холодного многотопливного дизеля и его прогрева. На основе анализа делается вывод, что наиболее доработанной системой питания для использования легких топлив является система питания автомобиля многоцелевого назначения типа КрАЭ-6316, которая выбрана для дальнейших исследований.

Для изучения процессов, протекающих в ЛНД системы питания МТД, и оценки влияния на них различных эксплуатационных факторов, а также определения предельных значений температуры и давления окружающего воздуха, при которых она работоспособна на легком топливе, была разработана модель ее работы.

Модель разрабатывалась на основе математических зависимостей, полученных при проведении теоретического исследования влияния отдельных факторов на работоспособность элементов ЛНД и известных уравнений гидравлики применительно к системе питания топливом двигателя автомобиля КрАЭ-6316. Принципиальная схема системы и характер параметров топлива при ее работе приведены на рис. 1.

Онтб^тпн М/аь ДОх

Оп^^Чц

О «ПК

Рис. 1. Принципиальная схема ЛВД системы питания автомобиля КрАЗ-6316 с многотоплнвным дизелей ЯМЗ-8425: а- схема системы питания, б- характер изменения давления и расхода топлива:

1-топливный бак, 2-1ГГБ, 3-кран, 4-ФГО, 5-трубопроводы, 6-ТПП, 7-демпфср, 8-ТНВД, 9-перепускной клапан, 10-клапан-дроссель, 11-ФТО.

Сущностью решения задачи являлось определение параметров топливоподачи в ЛНД, в частности, вычисление расходов и давлений топлива в контролируемых точках: на выходе в ТПН и в каналах ТНВД в зависимости от температуры и давления окружающего воздуха и сорта топлива.

Исследованиями определено в качестве критерия давление топлива в каналах ТНВД которое удовлетворяет условию

Р(> Р5 хЮ4/6-(,430/т), (6)

которое должно сохранятся на всех режимах работы системы питания и во всех условиях эксплуатации АТМН.

При составлении основных уравнений и разработке математической модели были сделаны следующие допущения: все элементы ЛНД связаны гидравлически;, элементы системы, перемещаемые топливом или от привода, имеют определенные массы и

нагружены пружиной определенной жесткости; течение топлива в системе изотермическое, одномерное, скорость потока по всему сечению трубопровода одинакова.

На основе разработанной модели проведены исследования по определению закономерности изменения подачи ТПН в зависимости от частоты вращения вала ТНВД температуры и давления окружающей среды и сорта перекачиваемого топлива, пределов работоспособности системы питания по температуре и давлению в ней легкого топлива, путей улучшения работоспособности системы питания на легком топливе в различных условиях эксплуатации АТМН.

Наиболее вероятными режимами работы двигателя, при которых может наступать отказ, являются режимы, близкие к минимальной частоте вращения холостого хода, так как при снижении подачи ТПН снижается циркуляция топлива в каналах ТНВД, что приводит к повышению его температуры в них. Повышенная температура и пониженное давление топлива в каналах ТНВД, характерные для работы исследуемой системы питания на минимальных частотах, приводит к самопроизвольной остановке дизеля.

Для того, чтобы обеспечить надежную подачу топлива секциями ТНВД необходимо либо повышать минимальную частоту вращения холостого хода двигателя до 850...900 мин -1, либо изменять конструкцию перепускного клапана.

Установлено, что при обеспечении в каналах ТНВД давления топлива больше Р,75 =205 кПа пределы работоспособности системы питания практически не зависят от частоты вращения вала ТНВД.

В районах с жарким климатом, где температура окружающего воздуха может

достигать + 50°С применяется топливо с Р8 ниже 45 кПа и температурой начала кипения выше 50°С. Это существенно расширяет температурный диапазон работоспособности системы питания двигателя на АВТ. Так, при использовании топлива даже с Р8 = 47,3 кПа при и* = 60 °С величина давления на входе в ТПН снижается до 112 кПа.

При работе МТД температура топлива, сливаемого в топливный бак, значительно выше температуры начала его кипения, что приводит к выкипанию из него легких фракций (до 7,0%). Потеря топливом легких фракций из негерметичного топливного бака способствует снижению давления его насыщенных паров. Так, для легкого топлива с Ps=66,5 кПа, по данным анализа в в/ч 74242, потеря 5% легких фракций снижает Р, до 57 кПа, а 10% - до 48 кПа.

Делается вывод, что для обеспечения надежной системы питания МТД независимо от режима работы дизеля необходимо, чтобы давление топлива в каналах ТНВД было больше давления насыщенных паров при tBX = 75 °С, то есть в нашем случае больше 205 кПа, а давление топлива на входе в ТПН не ниже 125 кПа.

Из результатов исследования следует, что:

для работоспособности системы питания на легком топливе необходимо обеспечить постоянство давления в каналах ТНВД независимо от частоты вращения и возможность пуска горячего двигателя;

для надежного пуска горячего дизеля необходимо снижение температуры топлива в каналах ТНВД;

для облегчения прокачки системы питания перед пуском горячего двигателя, а также улучшения всасывающей способности и равномерности подачи ТПН одностороннего действия целесообразно вместо поршневого демпфера параллельно ТПН постановка топливного аккумулятора с пружинным пластинчатым клапаном.

В третьей главе изложены особенности рабочего процесса двигателей с учетом влияния особенностей различных видов АВТ на экологические факторы и в итоге на безопасность АТМН, при этом приоритет был отдан изучению механизмов воздействия компонентов присадок и добавок на полноту сгорания топлива и моторного масла в двигателях. Разработан поэтапный алгоритм проведения исследований.

Для исследования влияния на организацию процесса полноты сгорания горючей смеси в камере сгорания ДВС выбрано дистиллятное дизельное топливо и целый спектр различных классов химических соединений органического синтеза.

Компоненты присадок и топливных композиций выбраны на основе анализа их свойств по патентной и другой научно-технической информации, а также лабораторных и стендовых испытаний по определению влияния различных веществ на полноту сгорания топлив в ДВС и снижения токсичности отработавших газов двигателя.

Для изучения влияния составов моторных масел на процесс полноты сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания ДВС были выбраны основные марки-представители масел для различных типов двигателей, имеющие в своем составе основную номенклатуру современных присадок, улучшающих основные эксплуатационные свойства масел.

В дальнейшем экспериментальные исследования ориентировались на определение влияния конкретных классов химических соединений на токсичность отработавших газов ДВС и массу высокотемпературных отложений на деталях цилиндро-поршневой группы двигателя.

Влияние веществ органического синтеза на процесс сгорания топлива в ДВС показано на примере дистиллятного дизельного топлива в камере сгорания одноцилиндрового дизельного двигателя 148,5/11 при варьировании компонентного состава и концентрации присадок в топливе, а также при различных степенях сжатия в камере сгорания.

Для решения проблемы снижения уровня токсичности автотракторных ДВС в условиях эксплуатации транспорта изучено воздействие различных производных азотоводородов на процесс сгорания дизельного топлива в камере сгорания.

Эффективность действия производных азотоводородов оценена по изменению массы сажи (С), процентного содержания углеводородов (С„Нт) и оксида углерода (СО)

в составе отработавших газов дизеля при работе на дизельном топливе с добавкой производных азотоводородов относительно топлива без добавок.

В результате экспериментальных исследований установлено: наиболее эффективно снижается сажеобразование при сгорании мононитрозоогептила и соли цианэтиленгептила и жирной кислоты. Эффект снижения колеблется в пределах 42 - 97%;

большинство исследованных азотоводородов эффективно снижают концентрацию углеводородов в составе отработавших газов дизеля на 73 -94%;

наиболее эффективно (на 20 -29%) снижают концентрацию оксида углерода йодид и смесь нитрилов;

с увеличением степени сжатия двигателя полнота сгорания горючего возрастает, а тенденции усиления влияния производных азотоводородов на образование токсичных составляющих в отработавших газах сохраняются.

Для решения проблемы снижения уровня токсичности автотракторных ДВС в условиях эксплуатации изучено влияние на процесс сгорания дизельного топлива в камере сгорания различных производных амидов.

Экспериментальными исследованиями установлено:

все исследованные производные амидов и аминов снижают сажеобразование при сгорании дизельного топлива. Наиболее эффективно (на 25-38%) снижают сажеобразование диметил и амин;

большинство исследованных химических соединений снижают концентрацию углеводородов в составе отработавших газов дизеля: 2,4- диметил-З-пропил-пентанамид -на 29-36%, амин перфторпальмитиновой кислоты - на 8-11%, этилендиамин -1,2 - на 45%, N14- диметилформамид незначительно увеличивает концентрацию углеводородов (на 5-10%);

производные амидов и аминов незначительно на 4-13% снижают концентрацию оксида углерода в составе отработавших газов дизеля. Исключение составляют N14-диметилформамид, который увеличивает концентрацию оксида углерода на 3-9%;

с увеличением степени сжатия двигателя полнота сгорания горючего возрастает, тенденции в усилении влияния производных аминов и амидов на образование токсичных составляющих отработавших газов сохраняются. С увеличением степени сжатия до 18 концентрация токсичных составляющих в присутствии производных аминов уменьшается на 40-60%.

Наиболее целесообразными к использованию из исследованных соединений в качестве компонентов присадок к дизельному топливу являются 2,4-димстил-З-пропилпентанамид, амин перфторпальметиновой кислоты и этилендиамин-1,2 (ЭК-13, 14, 16, 20).

Для решения проблемы повышения эффективности сгорания горючего в дизеле были изучены производные азотоводородов, амидов и аминов. Все вещества 4-го класса опасности. Поскольку основная масса химических соединений не растворяется самостоятельно в углеводородах нефтяного происхождения, то для введения компонентов в горючее использовались алифатические спирты (этанол, пропанол, бутанол) и ароматический углеводород (толуол). Композиции веществ вводились в дизельное топливо в количестве 0,1-0,2% масс.

Эффективность сгорания горючего в камере сгорания дизеля оценивалась по массе высокотемпературных отложений (ВТО) на деталях цшшндро-поршневой группы (ЦПГ) двигателя и количественным характеристикам показателей токсичности отработавших газов двигателя: массе сажи , концентрации оксида углерода (СОЛ и углеводородов.

Экспериментальными исследованиями определено влияние различных веществ органического синтеза на полноту сгорания дизельного топлива в камере сгорания дизеля 148,5/11.

Наиболее эффективно снижается сажеобразование при сгорании дизельного топлива в присутствии мононитрозогептила и соли производной геггтила и жирной кислоты. Эффективность снижения колеблется в пределах 42-97% при концентрации композиций ЭК-1 и ЭК-23 в топливе 0,1 - 0,2% масс. Присутствие в горючей смеси нитрилов (ЭК-6) и йодида диметилами-нагептила (ЭК-11) увеличивает сажеобразование дизеля в пределах 6-61%.

Для исследования влияния составов моторных масел на полноту сгорания горючего в ДВС исследованы масла, содержащие в своем составе присадки алкилфенольного и алкилдитиофосфатного типа.

Эффективность действия присадок оценивалась по изменению массы сажи, процентного содержания углеводородов, оксида углерода и массы высокотемпературных отложений на деталях цилиндро-поршневой группы двигателя. Исследования осуществлялись на двигателе 148,5 /11 (установка ИДТ -69) при времени сгорания порции топлива 0,1 с, градиенте температур в камере сгорания 500° С, степени сжатия двигателя 18 ед. Количество С и ВТО оценивалось гравиметрическим методом с точностью ± 1 х 10~5г.

Экспериментом установлены наиболее эффективные сочетания химических соединений обеспечивающих благоприятное воздействие на облагораживание отработавших газов и экранирующие свойства горючей смеси в камере сгорания ДВС.

В целом результаты испытаний показали, что общая закономерность снижения концентрации С, СОу, С„ Нт и ВТО обеспечивается добавлением сульфированных соединений алкилфенолята Ва и фосфорорганических соединений Хп. Отмеченные закономерности снижения выбросов токсичных веществ и накопления ВТО в заданных

условиях сгорания топливо-масло-воздушных смесей объясняется каталитической и экранирующей способностью сульфинированных барийорганических солей (алкилфенолятов Ва) на заключительной стадии процесса сгорания топлива и масла, когда внося дополнительное количество кислорода, они усиливают окислительные процессы в пристеночном пространстве камеры сгорания ДВС. Кроме того, рассматривая эффект по снижению ВТО, следует учитывать способность бария и сернистого ангидрида катализировать равновесие активных углеводородных радикалов как по пространству в камере сгорания, так и во времени процесса окисления углеводородов нефтяного происхождения (т.е. углеводородов основного горючего и масляной основы) в пламени.

Таким образом, металлорганические соединения присадок моторных масел обеспечивают эффективное сгорание углеводородов горючего и масла в камере сгорания ДВС, снижая при эксплуатации опасное воздействие на окружающую среду.

Результаты экспериментальных исследований подтверждают и развивают теорию сгорания в части интенсификации процесса.

В четвертой главе изложены результаты экспериментальных безмоторных и моторных исследований двигателей и их систем при работе на АВТ.

Исследования газовой аппаратуры (ГА) проводились на безмоторной установке, моторном и динамометрическом стендах и в лабораторно-дорожных условиях.

Не вдаваясь в подробности экспериментов в реферате приведены результаты испытаний газовой аппаратуры.

Одноступенчатый газовый редуктор является основным элементом ГА. представляющим собой регулятор прямого действия, чувствительные элементы которого совмещены с исполнительными механизмами. Величина и стабильность давления (работы) в значительной мере предопределяет выходные параметры.

Для выбора оптимальных значений выходного давления газового редуктора СЦВГ-1 проведен комплекс испытаний.

Изменение величины расхода газа одноступенчатого редуктора в зависимости от выходного давления, являющегося основной характеристикой одноступенчатого редуктора-испарителя, приведено на рис.2.

В качестве определяющего критерия расходной характеристики

может быть принята минимально допустимая величина выходного давления при различных величинах входного давления.

Пологий характер протекания кривых является наиболее благоприятным, так как в этом случае текущее значение

О 2 4 6 8 О,, м3/с Рис. 2. Расходная характеристика газового редуктора: цифры у кривых величина входного давления, МПа

выходного давления близко к начальному выходному давлению (при отсутствии расхода рабочего тела).

Анализ протекания характеристик при различных значениях выходного давления равного 0,05; 0,01; 0,15 и 0,20 МПа показывает, что при этих параметрах реализуются оптимальные значения расходов рабочею тела. В наибольшей степени сформулированным требованиям отвечают значения выходного давления редуктора равного 0,05 и 0,10 МПа.

Расход газа , проходящего через первую ступень редуктора высокого давления, может быть определен по формуле

Ог= [(тк!)2 ) / 4] Ц] V/,. (Т?1 + 1)

(7)

где (11 - диаметр клапана первой ступени, м; Ц1 - коэффициент расхода; \УГ

приведенный расход газа, м /ч; Р] - давление, МПа.

Зависимость рабочего давления от расхода газа одноступенчатого редуктора показана на рис.3. Чем больше жесткость пружины, тем больше угол наклона.

Точке Б соответствует

Л ¿г < А \ Б

1 си 1 ......................--........

сС 1

От», Огаах

Рис.3. Зависимость рабочего давления

минимальный расход газа при величине рабочего давления равного Ре. При дальнейшем уменьшении отбора газа редуктора перестает работать как регулятор, так как клапан начинает касаться седла и появляется реакция седла,

газового редуктора от величины расхода газа.

равная при полном прекращении

отбора газа усилию, необходимому для обеспечения герметичности соединения седло-клапан. Для создания этого усилия равного реакции седла в рабочей камере редуктора давление должно быть увеличено на ЛРпср.

Яс = АРПер = ЛР, fyrш / Рэфф (8)

где ДРпер - удельное давление на уплотнитель клапана, обеспечивающее герметичность зазора седло-клапан, Па;

^ - площадь контактной поверхности между редуцирующим клапаном и седлом,

см2;

Рэфф - эффективная площадь мембраны, см2.

Массовый расход газа, проходящий через сопло смесителя Рс может быть определен по формуле

Сг=ИсРс\¥суг (9)

У газового двигателя, работающего на СНГ, максимальный экономический состав горючей смеси соответствует значениям равным Оэ = 1,05...1,25, а максимальный

мощностной состав равен ам = 0,85...0,95. Для расчетов принимаем oto = 1,15 и ам = 0,95.

Для компонентного состава СНГ равного 75% Сз Н8 и 25% С4Н10 и температуры газа на входе в смеситель равной 40°С удельный вес газа равен 1,82 кг/м3.

Задаваясь параметрами

Цж

0,90 0,85 0,80

[

2

Рис. 4. Изменение коэффициента расхода жиклера К», в зависимости от расхода газа: 1-площадь сечения 75 мм1; 2 - площадь-20 мм2.

Ид

0,80

0,70 0,60 0,50

2

3

40 80 120 160 200 Gr, кг/ч

Рис. 5. Изменение коэффициента расхода газового смесителя Г, и диффузора карбюратора-смесителя: 1-коэффициент расхода газового смесителя; 2 коэффициент расхода диффузора при работе одной камеры карбюратора-смесителя; 3 - коэффициент расхода диффузора при работе обеих смесительных камер карбюратора-смесителя.

воздуха и газа, получим коэффициенты расхода (рис. 4, 5) Ог. м '/ч элементов подачи газа в газовоздушной смеси: ц, = 0,9 и цД1=0,7 Цд2 = 0,65.

Изменение величины

разряжения в диффузоре. карбюратора-смесителя и давления во второй ступени газового редуктора приведено на рис.6. Характер изменения давления газа во второй ступени и разряжение в малом диффузоре карбюратора-смесителя не позволяют отрегулировать

систему питания на приготовление смеси с ОЧ в соответствии со скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. Для достижения этого необходима разработка систем питания с электронным регулированием соотношения двухкомпонентных смесей в соответствии со скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя.

Однако, система питания с пневмомеханическим регулированием расхода газа с избыточным давлением проста и позволяет избежать недостатков в работе газовых

систем питания.

АР, МПа

0,03

0,02

0,01

Г___ 1 • _L_

r-L I 1 1 1 -j- W-

— _L i —t-1 i 7t fr

1- _J )

r-J 4 -4- -4" I / -к

I уу 1 1/ и k"

* 4, У1 ГГ'1 t "H" . —

т - у -Чг 1

i 1

1 4--

'А

1 t 1

ДРд 10', Па

0

10 20 30 40 50 60 N.. кВт

Рис 6. Изменение величины давления во второй ступени редуктора и разрежения в малом диффузоре карбюратора-смесителя в зависимости от нагрузки двигателя ЗМЗ-512.10: 1, 2 и 3 частота вращения КВ соответственно при п= 1000, 2000 и 3000 мин"1; 4 -разрежение в малом диффузоре.

Для проведения

экспериментального исследования работоспособности системы питания многоцелевого двигателя на АВТ была изготовлена установка на базе стенда для испытаний и регулировки топливной аппаратуры дизелей НЦ -104 «Моториал» с использованием агрегатов, узлов и деталей исследуемой системы питания.

Экспер иментальные исследования проводились с целью:

изучения изменения

работоспособности системы питания двигателя на АВТ в зависимости от

воздействия внешних факторов (температуры и давления окружающей среды);

проверки технических предложений, направленных на повышение эффективности ее работы на АВТ.

При проведении экспериментальных исследований охватить совокупное влияние одновременно действующих, различных по диапазону и направлению изменения внешних воздействующих факторов не представляется возможным, поэтому влияние температуры и давления окружающей среды на работоспособность системы питания МТД на легком топливе рассматривались отдельно. В связи с этим, экспериментальные исследования по определению их влияния на работоспособность системы питания проводились сериями опытов, в которых плавно повышалась температура топлива в системе, а давление на входе в ТПН и режим работы установки задавались перед каждым

3

опытом и в процессе опыта не изменялись. Конец опыта определялся по появлению отказов в подаче топлива форсунками. Если же отказа на исследуемом режиме не наступало, то тогда опыт прекращался при достижении температуры топлива в топливном баке установки 60°С.

Исследования проводились на физической модели системы питания автомобиля КрАЗ-336316 при температуре воздуха 15-30 "С.

Так как при эксплуатации автомобиля с МТД в качестве легкого топлива может быть использован любой сорт бензина («летний» или «зимний»), то основные исследования были проведены на бензине А-76, ГОСТ 2084-77 «зимнем» одной партии, проверенном на соответствие ГОСТ и паспорту в химлаборатории части. Бензин хранился в подземной емкости при температуре не выше 15 °С.

Каждый опыт проводился на свежем бензине, заливаемом в топливный бак установки в объеме 20 литров при температуре не выше 15 °С. Перед началом и в конце каждого опыта проводилась проверка его плотности и при необходимости отбиралась проба для определения фракционного состава.

Исследования проводились на трех частотах вращения коленчатого вала ТНВД: 300, 800, 1100 мин "1 и при давлениях (абсолютных) на входе в ТПН 78,1; 98,1; 118,1; 148 кПа, устанавливаемых на номинальной частоте вращения вала ТНВД.

В процессе опыта темп роста температуры топлива в топливном баке не превышал 1 °С в минуту, а температура головки ТНВД поддерживалась на уровне 70 + 2 °С. Экспериментами определены:

влияние режимов работы давления и температуры АВТ на входе на подачу ТПН; предельное значение давления топлива на входе в ТПН и в каналах ТНВД влияние температуры и давления окружающего воздуха на возможность пуска горячего многотопливного двигателя на АВТ;

обоснованность расчетного метода определения работоспособности системы питания двигателя на легком топливе в условиях высокогорья и жарко-пустынной местности;

адекватность результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Экспериментами подтверждено, что температура и давление окружающего воздуха оказывает существенное влияние на параметры топлива на входе в ТПН и являются основными внешними воздействующими факторами, определяющими подачу легкого топлива ТПН. В условиях эксплуатации ВАТ они могут воздействовать на работу системы питания как отдельно, так и совместно. Одновременное влияние температуры и давления топлива на входе в ТПН при iw и Пщш = const приведено на рис.7.

Определение влияния фракционного состава легкого топлива на подачу ТПН было проведено при использовании бензина А-76 «зимнего» и «летнего» сортов. Следует отметить, что при постоянных Рвх и п с ростом температуры топлива снижается QTOH. Это снижение для различных сортов легкого топлива различно и зависит от его фракционного состава. Так, при прочих равных условиях при Рвх = 100 кПа, п =1100 мин с повышением температуры топлива с 20 до 60 °С QTOH при работе на летнем бензине снизился с 98х 10 6 до 77x10~с м3/с, а на зимнем-с 92x10 м3/с до нуля (при t8X=540C).

Рис. 7. Изменение подачи ТПН в зависимости от давления и температуры на входе (при п=1100 и 300 мин"1). 1- Рв, в зависимости от!„, при котором 01Г1и=0; 2 - Р„ в зависимости от при котором обеспечивается нормальная работа ТПН.

Таким образом, состав легкого топлива оказывает влияние на работоспособность системы питания, при этом, чем выше давление насыщенных паров топлива, тем ниже его температура при которой наблюдается нарушение подачи ТПН.

Экспериментами подтверждены результаты теоретических исследований влияния характера изменения давления топлива в каналах ТНВД от частоты вращения его вала и угла его поворота, а также давления и температуры топлива на входе в ТПН.

Необходимо отметить, что давление топлива в каналах ТНВД на легком топливе при Рвх = 160-190 кПа и частотах вращения вала ТНВД выше 400 мин 1 незначительно отличается от Рпк при работе на дизельном топливе. При уменьшении частоты вращения ниже 400 мин ~х темп снижения давления при работе на легком топливе по сравнению с работой на дизельном топливе и при п = 100 мин 1 Р™ на легком топливе становится в 1,5 раза выше, чем на дизельном, или составляет 165 кПа против 112 кПа на дизельном топливе.

Отмеченное снижение темпа падения РП1С на легком топливе при малых частотах вращения вала ТНВД связано с уменьшением подачи ТПН и соответствующим увеличением давления, создаваемого НТБ на его входе (со 160 до 190 кПа).

При включении НТБ давление топлива в каналах ТНВД сначала несколько возрастает ( до 160 кПа при п = 300-400 мин но при п > 400 мин"1 наблюдается постепенное его снижение и при п = 1100 мин"1 оно практически равно атмосферному, давление топлива на входе в ТПН при этом снижается с 92 до 78 кПа.

Осциллографирование давления топлива в наполнительном канале ТНВД показало, что изменение величины давления топлива в каналах ТНВД носит ярко выраженный колебательный характер, причем наибольшие пики давления соответствуют моменту отсечки топлива секциями.

Характер изменения давления топлива в каналах ТНВД, как было отмечено ранее, аналогичен изменению подачи топлива ТПН: с повышением температуры топлива

величина давления топлива уменьшается тем значительнее, чем меньше давление на входе в ТПН.

Температурный диапазон работоспособности системы питания многотопливного дизеля ЯМЗ-8425 на АВТ при изменении давления на входе с 95 кПа до 150 кПа составляет 40 - 60 °С.

Изменение сорта топлива оказывает существенное влияние на пределы работоспособности системы питания на легком топливе. Так, при замене зимнего бензина с Ps = 66,5 кПа на летний с Р8 = 47 кПа предельные значения давления топлива на входе в ТПН при п = 800 мин и tBX = 60 °С снизилась со 137 до 115 кПа. Это также подтверждает правильность результатов теоретического исследования по влиянию фракционного состава топлива на работоспособность системы питания на легком топливе.

При работе машины в горных условиях по мере снижения давления окружающего воздуха снижается давление топлива на входе в ТПН, следовательно, уменьшается температурный предел надежной работы системы питания. Так, при Рвх =130 кПа и Ра = 66 кПа, то есть при Рвх =95 кПа температура топлива на входе в ТПН не должна быть выше 35 °С.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод что работоспособность исследуемой системы питания на легком топливе в различных условиях эксплуатации при использовании различных сортов топлива при частоте вращения вала двигателя ниже 900 мин л определяется величиной давления в каналах ТНВД, а при увеличении частоты вращения двигателя выше 900 мин-1 она зависит от параметров топливоподачи на входе в ТПН. Температурные пределы ее работоспособности составляют : при Р»х = 100 кПа и п=300 мин 4 не выше 35 °С, а при n = 1100 мин -42 °С, с повышением Рвх до 150 кПа независимо от частоты вращения они расширяются до 60 °С.

Подтверждено, что пуск горячего дизеля на легком топливе затруднен и возможен лишь при прокачке системы питания с помощью НТБ в течении 1,5 - 3,2 мин, в то время как на пуск и готовность горячего двигателя к принятию нагрузки отводится не более 1 мин. Для ускорения прокачки ЛНД и повышения надежности пуска горячего МТД необходимо у ТПН установить байпасную линию с обратным клапаном.

Повышение давления топлива на входе в ТПН до 120 кПа обеспечивает работу системы до 70 °С, в то время как при работе с серийным клапаном система работоспособна только до 55 °С.

Таким образом, применение клапана-стабилизатора улучшает качество наполнения секций ТНВД и тем самым расширяет пределы надежной работы системы питания на легком топливе по температуре и давлению топлива на входе в ТПН, препятствует снижению мощности двигателя при высоких температурах и малых давлениях окружающего воздуха, сохраняя эксплуатационные показатели машины, соответствующие условиям умеренного климата равнинной полосы, а при Р,х > 100 кПа обеспечивает работоспособность системы питания автомобиля многоцелевого назначения в равнинных условиях его эксплуатации.

Проверка эффективности применения у ТПН байпасной линии со специальным перепускным клапаном, отрегулированном на давление открытия 1,0+0'2 кПа показала, что применение у ТПН байпасной линии с перепускным клапаном время прокачки ЛНД с помощью НТБ для обеспечения надежного пуска составляет 30 с. Это в 4,5 раза меньше, чем при серийном исполнении системы. Увеличивается и надежность пуска, так как в этом случае возрастает давление топлива в каналах ТНВД со 145 до 168-170 кПа (при установленном давлении на входе 170 кПа).

Эффективность пуска горячего двигателя после внезапной его остановки с установленной в клапане-дросселе пружиной увеличенной жесткости, обеспечивающей начало открытия клапана при перепаде давления равном 100 кПа, проверялись с

серийным перепускным клапаном и с клапаном-стабилизатором. Проверка показала, что после остановки двигателя давление топлива в каналах ТНВД снижается с 300-350 кПа до давления насыщенных паров за 10-15 с. Горячий двигатель в этом случае пустить невозможно. Следовательно, данная рекомендация для повышения надежности пуска горячего двигателя неэффективна.

Однако, при установке на ТНВД вместо серийного перепускного клапана клапана-стабилизатора давление в каналах снижается с 350 до 200 кПа в течении 1 мин, а с 200 кПа (давления, при котором клапан-дроссель закрывается) - до давления насыщенных паров топлива в течении 15-20 мин, что обеспечивает надежный пуск горячего двигателя без предварительной прокачки ЛНД в течении не более 3 мин после его остановки. Таким образом, рекомендация повышения давления открытия клапана-дросселя при установке на ТНВД клапана-стабилизатора является также эффективным решением для повышения надежности пуска дизеля после внезапной его остановки (за время не более 3 мин).

Проверка пуска горячего двигателя с использованием подачи пускового топлива показала, что она обеспечивает надежный пуск двигателя через 5-7 с после ее включения.

Таким образом, все разработанные рекомендации обеспечивают надежный пуск

МТД и его работоспособность на АВТ в различных условиях эксплуатации спец-

50 40 30

1

г

техники, определенных техническими требованиями к ней. Сопоставление ре-

Рис. 8. Температурные пределы

тальпых исследовании по определению

работоспособности системы питания топливом МТД в зависимости от _ ,

давления на входе в ТПН (бензш, А-76, температурных пределов раЬотосшсошо-

Р„=66,5 кПа, п=1100 мин1:

1 - теоретические исследования; с™ системы питания приведено на рис.8.

2 — экспериментальные исследования.

В пятой главе изложены результаты лабораторно-дорожных и эксплуатационных испытаний АТМН на АВТ.

Для испытаний АТМН на газе была создана ходовая лаборатория на базе автомобиля ГАЗ-33075. Изучение режимов осуществлялось с помощью статистического анализатора режимов работы двигателя фирмы «Опо йокИ» модели РША-ЮО, функциональная схема которого представлена на рис. 9.

датчик положения рейки

-»-о

согласующее устройство

датчик положения ДЗ

карбюр.

Им>-

согласующее устройство

усилитель —г>| счетчик |<| мощности '-I-

>Г счетчик

усилитель мощности

У

> > *

! и О

У*)

Ось X

Рис. 9. Функциональная блок-схема анализатора режимов работы двигателя мод. «Опо воккЬ.

Для определения режимов работы двигателей были выбраны характерные маршруты движения грузовых автомобилей в г. Москве, включая «Садовое кольцо», «Большую Розу», хордовые маршруты, а также дороги до гг. Дмитров и Бронницы. Полученные результаты являются исходными материалами для создания проекта ездового испытательного цикла многоцелевых автомобилей.

Подтверждена работоспособность двигателя на газовом топливе и определено, что в соответствии с топливным эквивалентом 1т газового топлива замещает 1,017 т бензина.

Исследования работы дизеля ЗИЛ-645 на смесях топлив проводились на технически исправном автомобиле ЗИЛ-4334 дополнительно оборудованном необходимой контрольно-измерительной аппаратурой для измерения температуры и давления топлива в линии низкого давления, в топливном баке, после топливоподающего насоса и в канале топливного насоса высокого давления системы питания с целью определения относительной эффективности использования рекомендуемого резервного топлива (бензина автомобильного А-76 ГОСТ 2084-77 в смеси с дизельным топливом в соотношениях 9:1 и 7:3) при работе на холостом ходу и проверки работоспособности системы питания на резервном топливе.

Для определения относительной эффективности использования резервного топлива автомобиль дооборудовался аппаратурой для измерения расхода топлива и температуры отработавших газов по цилиндрам дизеля. Перед началом испытаний система питания топливом была проверена на герметичность и определен характер изменения давления топлива в канале ТНВД и на входе в ТПН.

Из-за малой величины давления топлива в канале ТНВД установленный на нем перепускной клапан был заменен на другой (с двумя пружинами). Определение изменения давления топлива в канале ТНВД и на входе в ТПН производилось на дизельном топливе.

Относительная эффективность использования резервного топлива оценивалась на режиме холостого хода при изменении частоты вращения вала двигателя от минимальной до максимальной и обратно на дизельном топливе и смесях бензина А-76 с дизельным топливом. Контроль за работой цилиндров дизеля осуществляется по температуре отработавших газов.

Результаты испытаний приведены на рис. 10.

Анализ данных, приведенных на рис. 10 показывает что расход двигателем топливной смеси выше, чем дизельного топлива, причем с повышением частоты

о,

кг/ч 28

'г-*

4

А /■

/ Г X

3 ч / с У У

1

К, 0,8

0,6 0,4

0

600 1000 1400 1800 2200 п, мин11

Рис.10. Эффективность сгорания топлив в дизеле ЗИЛ-645 при работе на холостом ходу:

1 - расход дизельного топлива; 2 -расход смеси бензина А-76 с 30 % дизельного топлива; 3 - то же с 10% дизельного топлива; 4 - относительная эффективность сгорания бензина А-76 с 10% дизельного топлива; 5 - то же с 30% дизельного топлива.

вращения эта разница возрастает особенно для смеси 9:1. Так, при частоте вращения коленчатого вала 2850 мин"1 она составляет 13 кг/ч (больше расхода дизельного топлива почти в 2,5 раза).

Увеличение расхода топливной смеси связано с самовыключением из работы отдельных цилиндров дизеля из-за малого времени, отводимого для смесеобразования и сгорания, и малых цикловых подач топлива в эти цилиндры.

В соответствии с методикой относительная эффективность

использования резервного топлива в

дизеле оценивается специальным коэффициентом, величина которого для без наддувного дизеля на максимальной частоте вращения коленчатого вала должна быть не ниже 0,6. Величина этого коэффициента для дизеля ЗИЛ-645 при использовании смеси 7:3 равна 0,69, при использовании смеси 9:1 - 0,42. Топливная смесь бензина с дизельным топливом в соотношении 9:1 не может быть рекомендована для использования в качестве резервного топлива в этом дизеле.

Пробеговые испытания автомобилей в высокогорных условиях подтверждают это. Двигатель ЗИЛ-645 на смеси бензина с 10% дизельного топлива работал ненадежно даже при полной нагрузке. Так при преодолении перевала "Талдык" его мощности не хватало для движения одиночного груженого автомобиля ЗИЛ-4334. Он остановился, хотя была

включена пониженная передача в раздаточной коробке и первая передача в коробке перемены передач. При этом на три километра этого подъема было израсходовано около 25 л топливной смеси. Подъем был преодолен на дизельном топливе.

При работе двигателя на смеси бензина А-76 с 30% дизельного топлива автомобиль ЗИЛ-4334 с прицепом преодолевал перевал «Чигирчик» (высота над уровнем моря 2406 м), а одиночный двигался по асфальтированному шоссе в Алайской долине (высота над уровнем моря 3200 м) со скоростью 40-60 км/ч.

Однако на высотах более 3500 м над уровнем моря снижение эффективности работы дизеля ЗИЛ-645 на этой смеси было уже столь существенным, что при полной подаче топлива на холостом ходу он не мог работать на частотах вращения более 1800 мин"1. Работа двигателя в этом случае сопровождалась характерными хлопками в выпускной трубе, свидетельствующими о пропусках воспламенения топлива в отдельных цилиндрах.

Таким образом, смесь автомобильного бензина А-76 с 30% дизельного топлива может использоваться в качестве резервного топлива дизеля ЗИЛ-645, установленного на автомобиле ЗИЛ-4334, во всех климатических зонах, кроме высокогорных районов выше 3500 м над уровнем моря.

Проверка работоспособности системы питания на резервном топливе проводилась посредством замеров температуры и давления топлива в линии низкого давления системы питания в процессе пробеговых испытаний в высокогорный и жарко-пустынной местностях, при этом определено, что установившаяся минимальная температура топлива в системе питания существенно выше температуры окружающего воздуха, а именно: в топливном баке на 5-8 °С, на входе в ТИН на 13-26 °С, в канале ТНВД на 33-65 °С.

Анализ компоновки элементов системы питания дизеля топливом на автомобиле ЗИЛ-4334, показал, что на нагрев топлива в топливном баке большое влияние оказывает наличие в линии слива дополнительной емкости - бачка подогревателя, включенного

последовательно. Последний, находясь в моторном отсеке, подогревает сливаемое топливо до температуры близкой к температуре моторного отсека. Высокая температура сливаемого в топливный бак топлива повышает температуру топлива, находящегося в баке и увеличивает потери топлива из бака за счет испарения легких фракций.

Повышение температуры топлива в линии от топливного бака до ТПН, как , правило, оказывает влияние на работоспособность ТПН. Однако, установленный в этой линии электронасос поддерживал на входе в ТПН давление не менее 80 кПа, что в процессе всех испытаний обеспечивало его надежную работу.

Высокая температура и непостоянство давления топлива в канале ТНВД способствуют образованию в нем паровых пробок, что отрицательно влияет на равномерность и величину цикловых подач топлива секциями ТНВД и, соответственно, на мощностные показатели дизеля.

По данным анализа топлива, использованного при испытаниях, величина минимально необходимого избыточного давления топлива в канале ТНВД для обеспечения надежной работы системы питания на резервном топливе должна быть не менее 200 кПа.

Таким образом, для повышения работоспособности системы на резервных топливах необходимо уменьшить подогрев смеси в ней и обеспечить постоянство давления в канале ТНВД не ниже 200 кПа независимо от частоты вращения его вала и подачи топлива секциями.

Испытания серийного автомобиля ЗИЛ-131 проводились на бензине А-76 ГОСТ 2084-77, автомобиля ЗИЛ- 131с дизельным двигателем ЯМЗ-642 - на бензине А-76 с 1% (по объему) присадки 1ДП и на дизельном топливе «Л» ГОСТ 305-82.

Испытания по определению топливной характеристики установившегося движения испытываемых автомобилей проводились в сухую погоду при положительной температуре окружающего воздуха на дороге с бетонным покрытием. Результаты этих

испытаний приведены в табл.1, анализ которой показывает, что эффективность использования бензина с присадкой ЦГН в дизеле значительно выше, чем в карбюраторном двигателе.

Контрольный расход топлива определялся при скорости движения автомобиля 55, 50 и 45 км/ч.

Эксплуатационные расходы топлива оценивались в процессе пробеговых испытаний автомобиля с полной массой 10185 кг по дорогам с асфальтированным покрытием и с полной массой 10185 кг по грунтовым дорогам. Эксплуатационный расход топлива для автомобиля с дизелем ЯМЗ-642 определялся на бензине с 1% присадкой ЦГТ1 (по объему).

Таблица 1.

Результаты испытаний по определению топливной характеристики установившегося движения испытываемых автомобилей_

Скорость движения, км/ч Расход топлива автомобилями Экономия бензина, %

серийным, бензин А-76 с дизелем ЯМЗ-642 бензин А-76 + 1% присадки ЦГН

л/100 км кг/100 км % л/100 км кг/100 км %

20 29,5 21,8 100 21,5 15,9 73,0 27,0

30 28,5 21,1 100 22,0 16,3 77,3 22,7

40 29,5 21,8 100 24,0 17,7 81,2 18,8

50 32,0 23,7 100 27,0 20,0 84,4 15,6

60 36,0 26,6 100 32,0 22,9 86,0 14,0

Анализ значений контрольного и эксплуатационного расходов топлива подтверждает эффективность применения присадки ЦГН в бензине А-76 при использовании его в дизельном двигателе.

Динамические показатели тягача МТ-ЛБ на бензине АИ-93 с 2% присадки ЦГН в сравнении с дизельным топливом оценивались по разгону машин с места с переключением передач в КП до скорости 50 км/ч.

Анализ результатов показывает, что на бензине АИ-93 с 2% присадки ЦГН при положении рычага регулятора ТНВД для работы на дизельном топливе динамика разгона тягача МТ-ЛБ до скорости 50 км/ч на 5-6% хуже по сравнению с работой на дизельном топливе. При положении рычага регулятора ТНВД для работы на бензине динамика разгона МТ-ЛБ лучше.

При положении рычага регулятора ТНВД для работы на дизтопливе максимальная скорость движения при работе на бензине АИ-93 с 2% присадки ЦГН снизилась на 5,5% по сравнению с дизельным топливом. В положении рычага регулятора ТНВД для работы на бензине максимальная скорость на бензине АИ-93 с присадкой ЦГН снизилась всего на 1,6% или на 0,9 км/ч по сравнению с максимальной скоростью на дизельном топливе.

Контрольный объемный расход топлива (в литрах) на бензине АИ-93 с 2% присадки ЦГН увеличился по сравнению с дизельным топливом на 10% из-за меньшей плотности бензина.

В зимний период испытании контрольные заезды были выполнены при заданной по спидометру скорости 40 км/ч на участке грунтовой трассы в/ч 63539, которая была покрыта льдом и засыпана плотно укатанным снегом. Давление топлива в головке насоса ТНВД контролировалось образцовым манометром и в процессе контрольного замера топлива равнялось 40 кПа на дизельном топливе и бензине АИ-93 с присадкой ЦГН.

Контрольные замеры на дизельном топливе и бензине АИ-93 с 2% присадки ЦГН показали, что при температуре воздуха минус 20 °С расход бензина по отношению к дизтопливу несколько увеличился в сравнении с замерами при положительных температурах.

Эксплуатационные пробеги на всех бензинах и дизтопливе были проведены при положении рычага регулятора ТНВД для работы на дизельном топливе, поэтому при работе на бензине максимальная цикловая подача топлива снижалась примерно на 1718% и снижалась соответственно и максимальная мощность двигателя (12-16%).

В главе б была проведена технико-экономическая оценка эффективности применения АВТ на АТМН.

Отметим, что сущность существующих подходов применяемой сегодня методологии оценки эффективности решений в области многоцелевых автомобилей - это сопоставление общих эффектов, т.е. результатов их использования в соответствии с назначением с полными затратами, связанными с получением этих эффектов и результатов в предположении зависимости как эффектов, результатов, так и затрат от конструкций машины и ее агрегатов, режимов ее использования и эксплуатации.

В основе методологических подходов к оценке эффективности военной автомобильной техники в диссертации использованы и уточнены результаты работ в области военно-экономического анализа ВВТ, выполненных в рамках работ 21 НИИИ AT МО РФ и 46 ЦНИИ МО РФ.

Основной критерий военно-экономической эффективности ВАТ при этом представляет собой минимизируемый показатель «результаты-затраты» вида: 3"

G= — ->min (10)

где З3п - полные приведенные затраты при выполнении задачи (задач) ВАТ;

R, - оценка военного результата выполнения задачи (задач) ВАТ.

Основная особенность этого критерия, отличающая его от традиционных

критериев, используемых в расчетах по военно-экономическому анализу ВВТ и ВАТ 6080-х годов, например, заключается в подходах к определению величины полных затрат З3".

Величина полных затрат вместо ее представления как простой суммы затрат (не приведенных или приведенных) за мирный период на разработку, производство и эксплуатацию ВАТ представляется состоящей из двух частей:

з;=з;хк'ю + з^ (п)

где Зм" - полные «накопленные» приведенные затраты на разработку, производство и эксплуатацию ВАТ до периода военного использования ВАТ;

к1,,, - коэффициент износа «накопленных» приведенных затрат на боевую задачу (задачи) ВАТ;

3\ск - прочие текущие затраты при выполнении задачи (задач) ВАТ, не связанные с переносом накопленных задач на боевую задачу.

При этом

з^ = з'„ + з;+з^ + з; (12)

З'к - приведенные затраты на эксплуатацию, на обеспечение выполнения задач ВАТ в ходе боевых действий;

Зр - приведенные затраты, связанные с ремонтами образцов, вышедших из строя в ходе выполнения задач ВАТ;

- приведенные затраты, связанные с использованием и потерями личного состава в ходе выполнения задач ВАТ;

3' - приведенные затраты, обусловленные потерями и «связыванием» стоимости транспортируемых с помощью ВАТ образцов ВВТ, груза.

Величина полных накопленных затрат на разработку, производство и

эксплуатацию ВАТ определяется по формуле

- затраты в 1-м периоде без капиталовложений;

К1 - капиталовложения в 1-м периоде;

Е - норма приведения (дисконтирования) результатов и затрат к единому моменту времени.

Расчетную величину нормы дисконта Е, исходя из общегосударственных целей использования военной техники целесообразно взять равной величине социальной нормы дисконта, которая для современных условий РФ принимается обычно 0,1.

Главная особенность модели «результаты-затраты» - это сопоставление результатов выполнения задач ВВТ и полных затрат, реализуемых в ходе достижения этих результатов.

Альтернативным критерием является дополняющая модель типа «затраты-эффекты», определяемая зависимостью вида

где 3*™ - оцениваемая часть полных финансируемых затрат на ВАТ (полные финансируемые затраты за жизненный цикл ВАТ, единовременные капитальные затраты, затраты на закупки ВАТ и т.п.);

Зфая - пппчие Финансируемые затраты на ВАТ, кроме оцениваемых;

3™,,?-сопряженные затраты по задаче ВАТ, не финансируемые по линии ВАТ;

Ы3- результаты выполнения задач ВАТ;

х- коэффициент стоимостной оценки результатов выполнения задач ВАТ, получаемый из специальных моделей;

к°3- коэффициент переноса полных финансируемых затрат мирного периода жизненного цикла ВАТ на боевые задачи ВАТ.

Основная особенность моделей «затраты-эффекты» вида (14) - это

основополагающее значение показателя финансируемых затрат - полных затрат за жизненный цикл ВАТ или данной оцениваемой части этих затрат. Сущность данных моделей - это сопоставление данных финансируемых затрат с эффектом от их реализации.

Под эффектом при этом понимается разница между стоимостной оценкой результатов выполнения боевых задач ВАТ, приведенной к жизненному циклу ВАТ в целом, и всеми остальными видами затрат, кроме оцениваемых, связанных с достижением данных результатов.

(14)

(15)

В этой связи важным является использование показателей лимитных цен, отражающих предельно допустимый верхний уровень цены на продукцию для потребителя, определяемый из условия равенства уровней эффективности рассматриваемого «улучшенного» варианта техники и базового решения.

Лимитная цена ВАТ - это непосредственное стоимостное выражение ее военно-экономической эффективности. Превышение лимитной цены над фактической отражает «чистую » стоимостную оценку получаемого военно-экономического эффекта. Чем выше лимитная цена, тем лучше решение. Это свойство резко отличает лимитные цены от цен производства, отражающих фактический уровень издержек (для них характерен обратный принцип - чем ниже цена, тем лучше).

С точки зрения теории лимитная цена ВВТ - это просто решение балансового уравнения военно-экономической эффективности относительно (цены) анализируемых образцов и систем ВВТ, рассматриваемой в качестве свободного члена уравнения военно-экономической эффективности. Типичное балансовое уравнение для расчета лимитной цены на ВВТ следующее:

ЦХ+з _ Цб«б + Зб П6)

в„ 6 в6 '

где Об - значение расчетного показателя «эффективность-стоимость» для базового варианта;

Цл0 - лимитная цена ВВТ для оцениваемого варианта;

Цб - фактическая (расчетная) цена для базового варианта ВВТ;

а0,0Сб - коэффициенты приведения цен для оцениваемого и базового вариантов к рассматриваемому фону (боевой задаче, жизненному циклу ВВТ и т.п.);

30, Зб - затраты, не связанные непосредственно со стоимостью (ценой) образцов, приведенные к рассматриваемому фону (затраты на хранение, эксплуатацию, ремонт и т.д.), соответственно по оцениваемому и базовому вариантам;

Во, Вс - показатели военных эффектов, боевой эффективности

(производительности, боевого потенциала и т.п.) для оцениваемого и базового вариантов. Из этого уравнения получаем

ца _B0G6-3C

йб

(17)

О-о

В качестве базовой методики для военно-экономической оценки применения данных АВТ на АТМН принята уточненная методика сравнительной оценки эффективности образцов автомобильной техники в задачах подвоза, позволяющая, в частности оценивать данные мероприятия не только по общей военно-экономической их эффективности с помощью критериев «результаты- затраты», но и через показатели лимитных цен на образцы ВАТ.

Сравнению подвергались три варианта:

исходный вариант с базовым двигателем;

вариант с многотопливным двигателем, но без совершенствования системы питания;

вариант с многотопливным двигателем с усовершенствованной системой питания.

Сравнение проводилось в условиях дефицита топлива и ограниченных условий дозаправки. Анализ по первому варианту показал, что относительные потери времени на простой в связи с ожиданием заправки могут составлять 10 - 40% от времени движения. В расчетах эта величина была принята 5,5 - 10%, для второго варианта 1 - 2%, для третьего 0,6%. При применении АВТ неизбежно растут эксплуатационные расходы: для второго варианта на 23,5%, для третьего на 14,7%. Но это повышение распространяется только на затраты при выполнении задач военного времени и только при применении АВТ. В целом повышение удельных эксплуатационных затрат для второго варианта может быть оценено величиной 5%, третьего - 2,5%.

Учитывалось также повышение стоимости двигателей в связи с обеспечением возможности применения АВТ, совершенствованием системы питания. Сравнение проводилось по критерию отношения цены производства и лимитной цены образца (Зн/Цл). Исходные данные и результаты расчета показаны в таблице 2.

Таблица 2

Основные выходные данные ВЭА вариантов

Рассматриваемые варианты Показатели

3., руб. АУ„ АС, ДНс Ц",руб. С^зак

1. Исходный с базовым двигателем 11500 -0,077 0,000 0,000 11500 1,000 0,0

2. С многотопливным двигателем, но без совершенствования системы питания 12500 - 0,020 0,050 -0,012 13090 0,955 0,045

3. С многотопливным двигателем с усовершенствованной системой питания 12800 - 0,014 0,025 0,000 13600 0,941 0,059

Таким образом, расчеты проведенные по методике, подтвердили целесообразность применения АВТ и повышение эффективности АТМН на 4,5 - 6,0%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Изменение структуры выпуска автомобильной техники, объема поставок ее в Вооруженные Силы, а также изменение структуры и баланса топливно-энергетического комплекса в условиях реформирования экономики и Вооруженных Сил Российской Федерации, в качестве одной из актуальных проблем транспортной энергетики в целом и военной автомобильной техники в частности сделали проблему применения альтернативных видов топлива для колесных и гусеничных машин многоцелевого назначения.

При этом несомненным остается высокая роль военной автомобильной техники, обеспечивающей оперативную и политическую подвижность войск и монтируемых на ней различных объектов ВВТ.

2. В условиях наращивания объемов насыщения ВС автомобилями с дизельными двигателями одним из видов альтернативного топлива для них является применение легких топлив в чистом виде, с присадками или смесях с дизельным топливом.

В процессе теоретического исследования элементов систем питания дизелей, определяющих ее работоспособность на легком топливе, получены аналитические зависимости изменения подачи ТПН от внешних воздействующих факторов -температуры и давления топлива на входе и выходе, сорта применяемого легкого топлива. На основе полученных уравнений гидродинамики и фазового состояния перекачиваемого топлива разработана математическая модель работы линии низкого давления системы питания МТД на легком топливе. Использование модели позволило установить закономерности изменения подачи ТПН в зависимости от температуры и давления: его подача снижается с ростом температуры и при параметрах, соответствующих началу фазового перехода (кипения) она равна нулю.

Подача топлива секциями ТНВД определяется величиной и характером колебаний давления топлива в каналах, зависящих от работы самих секций, закона подачи ТПН и характеристики устройства регулирования давления (перепускного клапана). Величина среднего избыточного давления должна быть не менее 250 кПа.

3. По результатам исследования работы системы питания дизеля на легком топливе разработаны технические предложения по повышению ее надежности: устройство для поддержания постоянного давления в каналах ТНВД независимо от частоты вращения его вала, устройство для обеспечения прокачки ЛНД перед пуском горячего двигателя, рекомендации по необходимости установки ручного топливоподкачивающего насоса на дополнительном топливном баке или в непосредственной близости от него.

4. Разработана уточненная модель процесса сгорания топлива в камере сгорания, позволяющая оценить степень вредности отработавших газов при использовании АВТ.

Сформулированы причины образования продуктов неполного сгорания и выявлен вклад горючего и моторного масла в процесс образования токсичных составляющих отработавших газов, лака и нагара на деталях двигателя. Установлена физико-химическая взаимосвязь горючего и моторного масла в процессе сгорания заряда в камере сгорания двигателя с составом отработавших газов. Проведены экспериментально-теоретические исследования закономерностей влияния состава горючего и моторного масла на развитие основных химических процессов, экологической безопасности эксплуатации АТМН, характеризующих эффективное сгорание заряда топлива в двигателе и определяющих экологическую безопасность эксплуатации АТМН.

5. Осуществлен теоретический анализ результатов исследования по влиянию веществ органического синтеза на экологическую безопасность применения горючего в ДВС. Эффективность действия химических веществ объяснена особенностями их химического строения, обеспечивающего при окислении в пламени большое количество активных радикалов и активного кислорода, что в свою очередь обеспечивает дегидрогенизацию молекул углеводорода и препятствует коагулированию образующихся частиц сажи, создает экранирующую защиту поверхностей деталей камеры сгорания и активизирует химические превращения в высоко- и среднетемпературной зонах пламени, что обеспечивает смещение соотношения адгезионных и когезионных сил в слоях ВТО в сторону последних, вызывая разрыхление и растекание слоя ВТО и уменьшение концентрации зольных составляющих и лака.

6. В процессе стендовых испытаний подтверждена эффективность разработанных рекомендаций по улучшению конструкции элементов системы питания. Установлено, что пуск горячего двигателя на легком топливе возможен лишь после прокачки ЛНД с помощью НТБ в течении 1,5...3,2 мин, что не соответствует требованиям к пусковым качествам двигателя. Применение у ТПН байпасной линии с перепускным клапаном

повышает надежность пуска горячего двигателя и в 4,5 раза сокращает время на его осуществление.

Экспериментальная проверка разработанных в работе рекомендаций показала, что все они повышают работоспособность системы питания на легком топливе, но наибольший эффект достигается при одновременном применении клапана-стабилизатора и байпасной линии с перепускным клапаном у ТПН. В этом случае работоспособность системы питания на легком топливе обеспечивается в различных условиях эксплуатации ВАТ, определенных тактико-техническими требованиями к ней.

7. Экспериментальные исследования работы дизелей на смесях бензина А-76 и дизельного топлива при различном соотношении компонентов показало возможность использования их в качестве резервного топлива для АТМН (например, для дизеля ЗИЛ-645 во всех климатических зонах, кроме высокогорных районов выше 3500 м над уровнем моря).

Существенным моментом, определяющим возможность использования резервного топлива, является работоспособность системы питания, которая в свою очередь зависит от температуры и давления. Величина минимально необходимого избыточного давления в канале ТНВД для надежной работы должна быть не менее 200 кПа. По результатам испытаний разработаны рекомендации по повышению надежной работы дизелей на резервном топливе.

8. Исследования влияния присадки ЦГН на характеристики дизельного двигателя при работе на бензине и дизельном топливе показали, что эффективность использования бензина с присадкой ЦГН в дизеле значительно выше, чем в карбюраторном двигателе.

Натурные испытания гусеничного тягача МТ-ЛБ с дизелем ЯМЭ-238 показали, что применение присадки ЦГН к бензинам АИ-93, А-76, А-72 в количестве 2; 1 и 0,5 % соответственно обеспечило получение эксплуатационных весовых расходов и динамических характеристик примерно на уровне дизельного топлива.

Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили возможность и целесообразность применения на АТМН смесей бензина и дизельного топлива, и бензина с присадкой ЦГН в качестве резервного топлива, без существенного снижения эксплуатационных характеристик.

9. Использование уточненной методики военно-технико-экономической эффективности применения АВТ для АТМН показало, что повышение эффективности осуществляется вследствие обеспечения возможности использования альтернативных видов топлива, гарантирующей независимость функционирования автомобилей в условиях дефицита и ограниченных условий дозаправки. Особенно это важно для современных военных условий использования машин. Невозможность заправки другими видами топлива, кроме данного, может вести к существенным потерям времени при выполнении задач ВАТ (до 10-40 % от времени движения). Как следствие, существенно снижается военно-экономическая эффективность ВАТ и системы ВВТ в целом.

С другой стороны, при применении альтернативных видов топлива возникают неизбежные дополнительные издержки, связанные с возрастанием стоимости двигателя, систем топливоподачи, затрат на топливо.

10. Особенностями изложенных в настоящей методологии, подходов и методов военно-технико-экономического анализа эффективности мероприятий по применению альтернативных видов топлива, использованных в работе и подлежащих дальнейшему развитию, можно считать следующие:

сопоставление получаемых военно-экономических эффектов с дополнительными издержками при реализации этих мероприятий;

выражение конечных приращений получаемых эффектов и издержек через вариацию показателя лимитной цены машины, выраженную в функции от ее общей военно-экономической эффективности;

широкое применение методов маргинального и факторного анализа, обеспечивающего выделение влияний на лимитную цену образцов всех последствий, вызываемых переходом на альтернативные вида топлива и совершенствованием систем топливо подачи.

Проведенные с помощью данной методологии и методов расчеты показали достаточную военно-экономическую эффективность мероприятий по обеспечению возможности использования альтернативных видов топлива и совершенствованию систем топливоподачи при характерных условиях эксплуатации АТМН.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Карунин A. JI. Технико-экономические аспекты развития автомобильной промышленности // 100 лет российскому автомобилю: Тез. докл. на международной конференции. М, 1996. - С. 2.

2. Карунин А. Л. Экспериментальные исследования двигателей 84 (10/9,5) и 84 (9,2/8,0) на смешанном виде топлив // Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1998. - Вып. IV. - С. 3.

3. Карунин А. Л. Концепция ДВС при работе на альтернативных видах топлива // Экология и топливная экономичность автотранспортных средств: Тез. докл. на VII конференции ААИ. - Дмитров, 1998. - С. 2.

4. Карунин А. Л. Система центрального впрыскивания газового топлива // Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1999.- Вып. XIV,- С. 3.

5. Карунин А. Л. Теоретический и экспериментальный сравнительный анализ двигателей грузовых автомобилей при работе на газе и на бензине по экологическому и экономическому критериям // Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1999. -Bbin.IV.-C. 4.

6. Карунин А. Л. Комплексная двухтопливная система питания двигателей с искровым зажиганием грузовых автомобилей, позволяющая работать на газе и бензине // Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1999. -Вып. IV. - С. 3.

7. Карунин А. Л. Перспективы применения альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте // Экология и топливная экономичность транспортных средств: Тез. докл. на XVI технической конференции ААИ. - Дмитров, 1999. - С. 1.

8. Карунин А. Л. Способ работы двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания //ПатентРФ № 2101540 от 7.09.95.

9. Карунин А. Л., Леоненков В. Ж. и Ерохов В. И. Двухтопливная система питания для двигателя внутреннего сгорания // Патент РФ № 2101542 от 7.09.95.

10. Карунин А. Л. и Ерохов В. И. Трехступенчатый редуктор системы питания для газового двигателя внутреннего сгорания //ПатентРФ № 2119084от20.04.97.

11. Карунин А. Л. и Ерохов В. И. Система центрального впрыска газа для двигателя внутреннего сгорания //ПатентРФ № 2120052 от 10.01.98.

12. Карунин А. Л. и Соколов В. В. Основные положения на автотранспорте и эксплуатация автомобилей // Методические указания / МАМИ,- М, 1980,- С. 23.

13. Карунин А. Л. и Мерзликин П. А. Измерение концентрации окиси углерода в выпускных газах автомобильного бензинового двигателя при помощи газоанализатора 121 ФА - 01 // Методические указания / МАМИ, - М, 1981. - С. 12.

14. Карунин А. Л. Теоретические исследования эффективности применения легких топлив в силовых установках многоцелевых автомобилей // Научно -технический сборник/ Фонд «Центр сертификацию),- М, Бронницы, 1999. - С.6 - 59.

15. Карунин А. Л. Общая экологическая концепция автомобилизации // Научно - технический сборник / Фонд «Центр сертификации»,- М, Бронницы, 1999. - С. 59 - 65.

16. Карунин А. Л. Экспериментальные стендовые исследования двигателей и их систем при работе на АВТ // Научно - технический сборник / Фонд «Центр сертификации»,- М, Бронницы, 1999. - С. 65 - 96.

17. Карунин А. Л. Лабораторно-дорожные и эксплуатационные испытания многоцелевой автомобильной техники на альтернативных видах топлива // Научно -технический сборник / Фонд «Центр сертификацию),- М, Бронницы, 1999. - С. 96 - 115.

18. Эффективность использования многоцелевой автомобильной техники при применении альтернативных видов топлив.// Отделение спецтехники и конверсии Академии проблем качества. - 1999. - С. 116.

19. Карунин А. Л. и др. Эксплуатационные испытания присадки ЦГН к бензинам на гусеничных транспортерах- тягачах МТ-ЛБ с двигателями ЯМЭ-238М / Технический отчет в/ч 63539 . - 1976,- С.22.

20. Карунин А. Л. и др. Испытания двигателя .ЯМЭ-238М на бензине АИ-93 с присадкой ЦГН / Технический отчет в/ч 63539. - 1978,- С.85.

21. Карунин А. Л. и др. Эксплуатационные испытания автомобилей КамАЗ, МАЗ и ЗИЛ - 131 с дизельным двигателем ЯМЗ-642 (на бензине с присадкой ЦГН) с пробегом 2000 км на образец / Технический отчет в/ч 63539 . - 1980. - С. 60.

22. Карунин А. Л. и др. Анализ особенностей конструкции и эксплуатации автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газе и автомобилей с газодизельными двигателями. Предложения о возможности использования газобаллонных автомобилей в условиях войсковой эксплуатации / Технический отчет в/ч 63539. -1986,- С. 38.

23. Карунин А. Л. и др. Газобаллонные автомобили и организационно-технические мероприятия по их использованию в Советской армии./ Технический отчет в/ч 63539. 1988,- С. 38.

24. Карунин А. Л. и др. Результаты проверки многоцелевых свойств дизеля ЗИЛ-645, установленного на автомобиле ЗИЛ-4334./ Технический отчет 21 НИИИ АТ МО - 1989-С. 14.

25. Карунин А. Л. и др. Результаты испытании по проверке многотопливных свойств, пусковых качеств и работоспособности двигателя и системы охлаждения силовой установки автомобиля ЗИЛ-4334.10./ Технический отчет 21 НИИИ АТ МО.-1992. -С. 16.

26. Карунин А. Л. и др. Отчет по спецтеме 98-1./ Технический отчет 21 НИИИ АТ МО.-1998. - С. 82.

27. Карунин А. Л. Методика проведения дорожных испытаний и аппаратура для определения степени нагруженности трансмиссии автомобиля.// Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1980 - Вып. П.-С. 15.

28. Карунин А. Л., Жаров В. Н. Способ схематизации начальной фазы разгона автомобиля.// Межвузовский сборник научных трудов / МАМИ, - М, 1988 - Вып. Н.-С. 2.

29. Карунин А. Л. ,Жаров В. Н., Лапин С. В. Моделирование конструктивных элементов автомобиля по экспериментальным данным. // Динамика и прочность автомобиля: Тез. докл. на IV всесоюзном научно-техническом совещании. -М, 1990.-С. 1.

30. Карунин А. Л., Кравцова В. И., Синько В. И. Проблемы российского автомобилестроения в условиях становления рынка. // Автомобильная промышленность / -М, 1993 - Вып.8. - С.1.

31. Карунин А. Л., Ащеульников Е. К., Кретов А. В., Брант Н. П. Основы конструкции тензометрических датчиков и их использование для измерения неэлектрических величин.// Методические указания / МАМИ,- М, 1999,- С. 22.