Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Клементьев Александр Сергеевич. Анализ эффективности автомобилей при конвертации двигателей внутреннего сгорания на компримированный природный газ: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.05.03 / Клементьев Александр Сергеевич;[Место защиты: Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова].- Ижевск, 2012.- 19 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Высокая насыщенность машинами, оборудованными двигателями внутреннего сгорания (ДВС), привела к тому, что при работе они расходуют большое количество моторного топлива и выбрасывают в атмосферу вместе с отработавшими газами (ОГ) большое количество окиси углерода и других вредных составляющих, которые отрицательно влияют на здоровье человека.

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды и создает угрозу экологической безопасности. Особенно это касается загрязнения воздуха в крупных городах, т.к. доля автотранспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу достигает 70-80 %. Проблема загрязнения городов выбросами автомобильного транспорта является одной из самых актуальных и серьезнейших для всех городов мира.

Энергетические и экологические проблемы приобретают в настоящее время первостепенное значение и должны рассматриваться в тесной взаимосвязи.

Важным направлением обеспечения экологической безопасности является перевод части автотранспортных средств на использование альтернативных видов топлива, прежде всего природного газа (ПГ). На сегодняшний день ПГ является наиболее приемлемой альтернативой нефтяным моторным топливам по экономическим, ресурсным и экологическим характеристикам. Использование компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) и сжиженного природного газа (СПГ) в качестве топлива позволяет существенно повысить экономическую эффективность эксплуатации автомобильного транспорта и снизить вредное воздействие на природную среду. В пользу использования ПГ выступает его ресурсная обеспеченность. По различным оценкам запасов нефти должно хватить на 40…60 лет, а газа – на 100…150 лет.

Однако в настоящее время заменить одновременно весь автомобильный парк невозможно. При любом волевом решении даже на государственном и мировом уровне требуется время, чтобы изготовить автомобили, работающие на газовом топливе, утилизировать все автомобили, находящиеся в эксплуатации и создать развитую сеть газозаправочных станций. При переводе транспорта на альтернативные виды топлива неизбежен переходный период для производства новых моделей автомобилей. В течение этого периода важным этапом является конвертация существующих автомобилей с возможностью параллельной работы на различных видах топлива, а именно на традиционных нефтяных (бензине и пропан-бутане) или альтернативном топливе – КПГ.

Одной из причин, сдерживающей применение ПГ на автомобильном транспорте, является малая изученность особенностей использования и преимуществ газового топлива применительно к автомобильным двигателям. В нашей стране имеется небольшое число исследований по данной проблеме, а подавляющая часть зарубежных публикаций по конвертации двигателей преследует рекламные цели и не содержит результатов научных исследований.

Цель и задачи диссертационной работы. Цель – повышение эффективности автомобилей путем конвертации бензиновых и дизельных ДВС на компримированный природный газ (КПГ). Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Рассмотреть возможности конвертации существующих ДВС автомобилей для работы на КПГ.

  2. Определить экономические и эксплуатационные показатели применения различных видов газового топлива.

  3. Разработать методику анализа эффективности использования различных видов топлива на автомобильном транспорте.

  4. Исследовать влияние степени сжатия на экологические показатели конвертированных двигателей работающих на газовом топливе.

  5. Оценить влияния электронных систем регулирования рабочими процессами двигателя при конвертации его на газовое топливо.

  6. Выполнить комплекс экспериментальных исследования по выбросам токсичных веществ, шуму и вибрации автомобиля при конвертации ДВС.

Объектами исследования являлись автомобили марок УАЗ-315192, ВАЗ-21213, ВАЗ-11113, ИЖ-27156, ГАЗ-31105 и КАМАЗ-55111.

Предмет исследования. Конвертация ДВС на КПГ, использующийся в качестве альтернативного топлива бензину и дизельному топливу.

Методы исследования. Теоретические методы исследования базируются на теориях движения и эксплуатационных свойствах транспортных машин, регрессионном анализе, анализе и синтезе технических систем, теории ДВС и численных методах вычислений.

Экспериментальные исследования выполнены на специальных стендовых установках с использованием стандартных и частных методик, с помощью специализированной контрольно-измерительной аппаратуры в соответствии с нормативными документами на проведение экспериментальных исследований тягово-скоростных свойств, топливной экономичности, выброса токсичных веществ, шума и вибрации автомобилей. Обработка результатов экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ПЭВМ.

Достоверность и обоснованность теоретических положений работы подтверждается реализацией их в конструкциях конвертированных ДВС автомобилей, экспериментальными исследованиями и результатами лабораторных и дорожных испытаний.

Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

  1. Разработана методика расчета эффективности использования различных видов топлива.

  2. Разработана математическая регрессионная модель зависимости расхода топлива от скорости движения автомобиля и массы перевозимого груза.

  3. Проведен сравнительный критический анализ выбросов токсичных веществ с отработавшими газами для различных видов топлив.

  4. Проведено исследование эффективности автомобилей при конвертации ДВС на КПГ.

  5. Обоснованы наиболее рациональные направления конвертации ДВС на газовое топливо.

Практическая ценность работы заключается в обосновании преимуществ использования для ДВС автомобилей газовых топлив, особенно КПГ (метана), в сравнении с пропан-бутаном, а также с жидкими нефтяными топливами. Реализованы научно-технические принципы применения метана в двигателях с искровым зажиганием с целью снижения токсичности и повышения топливной экономичности. Разработанные рекомендации могут быть использованы в конструкторских разработках на предприятиях автомобилестроения и при создании новых конкурентоспособных технологических систем и машин.

Реализация результатов. Результаты исследований использованы в научно-исследовательской работе, выполненной в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы) на 2011 год», а также используются в учебном процессе в ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова» и в Чайковском технологическом институте (филиал ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Межрегиональной научной конференции «Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства» (г. Ижевск, 2005 г.), на Международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (г. Пенза, 2006 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Применение теории динамических систем в приоритетных направлениях науки и техники» (г. Чайковский, 2007 г.), на Международной научно-технической конференции «Современное состояние и инновации транспортного комплекса» (г. Пермь, 2008 г.), на IV Международной студенческой научно-практической конференции «Тенденции, традиции и перспективы в научных исследованиях» (г. Чистополь, 2009 г.), на Международной научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-технологические системы» (г. Тюмень, 2010 г.), на IX Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (г. Екатеринбург, 2011 г.).

Основные положения диссертационной работы неоднократно обсуждались на заседаниях кафедры «Автомобильный транспорт» Чайковского технологического института (филиал ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова») и на кафедре ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 печатных работы (в том числе 6 статьей в журналах, включенных в перечень ВАК РФ).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы; содержит 145 страниц машинописного текста, 32 рисунка, 30 таблиц. Список использованной литературы содержит 113 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net