Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Филиппов Андрей Александрович

Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива
<
Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Филиппов Андрей Александрович. Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива : Дис. ... канд. техн. наук : 05.22.10 : Оренбург, 2004 135 c. РГБ ОД, 61:05-5/1951

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор и анализ исследований процесса эксплуатации автотранспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива 8

1.1 Анализ современного состояния и причин использования альтернативных видов моторного топлива 8

1.2 Анализ исследований функционирования автотранспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива 16

1.3 Методики и критерии оценки перспективности перевода автотранспортных средств на альтернативные виды топлива с позиции снижения экологической опасности 32

1.4 Выводы по первому разделу 37

2 Системный анализ функционирования автотранспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива 39

2.1 Функциональная схема исследования эксплуатационной системы «топливо-автомобиль» 39

2.2 Оптимизация параметров системы «топливо-автомобиль» 44

2.3 Критерии, описывающие систему «топливо-автомобиль» 45

2.4 Выводы по второму разделу 60

3 Разработка методики подбора альтернативных видов топлива 61

3.1 Методика проведения испытаний, направленных на подбор альтернативных видов топлива 61

3.2 Оценка перспективности перевода автотранспортных средств на альтернативные виды топлива с технических и экологических позиций 78

3.3 Оценка экономической эффективности эксплуатации автотранспортных средств на альтернативных видах топлива 83

3.4 Выводы по третьему разделу 90

4 Подбор альтернативных видов топлива, 92

Общие выводы и результаты

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Эксплуатация автотранспортных средств (АТС) неразрывно связана с их негативным воздействием на окружающую среду. Такое воздействие постоянно усиливается в связи с интенсивным ростом численности АТС и использованием различных видов моторного топлива без учета экологических последствий их применения.

Нефть является основным сырьем для производства моторного топлива (на потребности автомобильного транспорта тратится более 50 % от общего количества ее добычи). Прогнозируемая в связи с сокращением запасов нефти нехватка топлива нефтяного происхождения может быть компенсирована применением его альтернативных видов.

Перевод находящихся в эксплуатации бензиновых и дизельных двигателей на альтернативные виды топлива приводит к изменению ряда их эксплуатационных качеств, в том числе экологических характеристик отработавших газов (ОГ). В этом случае подбор топлива на основе экологических характеристик ОГ двигателей позволяет решить сразу две задачи: снизить экологическую опасность АТС и сократить использование нефти на потребности автомобильного транспорта. В связи с этим, исследования, направленные на обоснованный подбор топлива, являются актуальными.

Цель работы состоит в повышении эффективности эксплуатации АТС на основе научно-обоснованного подбора альтернативных видов топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Задачи исследования:

  1. Провести анализ современного состояния вопроса и обобщить результаты предыдущих исследований процесса эксплуатации АТС, работающих на альтернативных видах топлива.

  2. Разработать модель функционирования АТС, работающих на альтернативных видах топлива, и провести анализ полученной модели.

  3. Разработать методику подбора альтернативных видов топлива.

  4. Оценить перспективность перевода АТС на альтернативные виды топлива по критериям технической приспособленности, экологической опасности и экономической эффективности эксплуатации.

  5. Провести подбор альтернативных видов топлива, обеспечивающих снижение экологической опасности АТС.

5 Объектом исследования является процесс эксплуатации АТС на

альтернативных видах топлива.

Предмет исследования - подбор альтернативных видов топлива на

основе комплексной оценки по критериям технической

приспособленности, экологической опасности и экономической

эффективности эксплуатации.

Методы исследования. В работе использованы методы: системного

анализа функционирования АТС и результатов эколого-экономической

оценки; исследования операций; общей теории систем; декомпозиции

задач большой размерности; математического программирования;

стендовых испытаний ДВС; статистической обработки

экспериментальных данных.

Научная новизна работы состоит в следующем:

предложена функциональная схема исследования эксплуатационной системы «топливо-автомобиль» с разработкой модели функционирования АТС, работающих на альтернативных видах топлива;

разработана методика подбора альтернативных видов топлива, основанная на сравнении с базовым топливом одновременно по показателям технической приспособленности, экологической опасности и экономической эффективности эксплуатации;

впервые проведена комплексная оценка перспективности перевода АТС на различные альтернативные виды топлива с позиции технической приспособленности, экологической опасности и экономической эффективности эксплуатации;

впервые проведена оценка различных альтернативных видов топлива по интегральным характеристикам ОГ ДВС с разработкой рекомендаций по снижению экологической опасности АТС.

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором, состоят:

в разработке модели функционирования АТС, работающих на альтернативных видах топлива, а также критерия технической приспособленности ДВС к альтернативным видам топлива;

в комплексной оценке перспективности перевода АТС на различные альтернативные виды топлива по критериям технической приспособленности, экологической опасности и экономической эффективности эксплуатации;

в подборе альтернативных видов топлива, обеспечивающих снижение экологической опасности АТС, на основе оценки по интегральным характеристикам ОГ ДВС.

Практическая значимость работы заключается: в возможности рационального подбора топлива, а также технических решений и мероприятий, связанных с переводом АТС на альтернативные виды топлива;

в снижении экологической опасности ОГ ДВС путем оптимального подбора альтернативных видов топлива.

Достоверность научных положений, выводов и результатов работы подтверждается использованием апробированных методов исследования; высокой степенью сходимости результатов экспериментальных исследований с теоретическими; согласованностью полученных результатов с результатами и выводами других исследователей.

Результаты исследования используются в ОАО

«Оренбургоблавтотехобслуживание» и в ООО «Автосалон 2000» при проведении работ по переоборудованию автомобилей на сжиженный газ, а также в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» при чтении лекций и постановке практикумов по дисциплине специализации «Оценка роли транспортно-дорожного комплекса в формировании качества атмосферного воздуха» для студентов специальности 32.07.00 - «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».

Основные положения, выносимые на защиту: модель функционирования АТС, работающих на альтернативных видах топлива, а также критерий технической приспособленности ДВС к альтернативным видам топлива;

методика подбора альтернативных видов топлива; рекомендации по подбору альтернативных видов топлива на основе полученных данных об изменении технической приспособленности, экологической опасности и экономической эффективности эксплуатации.

Апробация работы. Основные результаты доложены и одобрены на международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса» (Оренбург, 2002 г.); пятой Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2002 г.); 3-й научно-практической конференции (с

7 международным участием) «Забайкалье на пути к устойчивому развитию:

ресурсы, экология, управление» (Чита, 2003 г); шестой Российской

научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в

транспортных системах» (Оренбург, 2003 г.); на конкурсе молодых

ученых и специалистов «Экотехнологии 2003» администрации

Оренбургской области (работа признана лауреатом конкурса).

Публикации. По теме диссертации имеется 11 публикаций, в том числе 2 патента РФ на изобретения.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и результатов, списка литературы (146 источников), изложенных на 135 страницах машинописного текста, и содержит 42 таблицы и 32 рисунка.

Анализ исследований функционирования автотранспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива

Огромный вклад в область научных исследований, связанных с процессом эксплуатации автотранспортных средств на альтернативных видах топлива, внесли К.И. Генкин, Ф.В. Смаль, Е.Е. Арсенов, В.Н. Луканин, В.И. Ерохов, А.С. Хачиян, В.А. Звонов, А.В. Козлов, В.Ф. Кутенев, В.Ф. Каменев, Ю.Н. Васильев, Л.Г. Резник и другие ученые в ряде НИИ, ВУЗов и других организаций в нашей стране и за рубежом. Анализ результатов их научных работ позволил выделить наиболее существенные факторы, влияющие на процесс функционирования АТС на альтернативных видах топлива.

Возможность эффективного использования транспортных средств в определенных условиях определяется их эксплуатационными свойствами (динамичностью, топливной экономичностью, экологической чистотой, конструктивной безопасностью) и надежностью, а также соответствием типа АТС (весовых параметров и габаритов, грузоподъемности, пассажировместимости) условиям эксплуатации. Причем эксплуатационные свойства автомобиля зависят не только от технико-конструкционных факторов, но и физико-химических, и моторных характеристик применяемого топлива /33, 34, 47, 69/.

Моторные топлива можно разделить на две группы: 1) топлива для двигателей с внешним смесеобразованием (бензиновых ДВС); 2) топлива для двигателей с внутренним смесеобразованием (дизельных ДВС) /27, 44, 45, 56/. Данное деление условно, так как существуют виды топлива, которые могут применяться и обоих типах ДВС, например природный газ. В соответствии с этой классификацией опишем эксплуатационные требования, предъявляемые ко всем моторным топливам.

Топлива для бензиновых двигателей должны иметь такие физико-химические свойства, которые обеспечивали бы: нормальное, то есть без возникновения детонации, и полное сгорание полученной топливовоздушной смеси в двигателях (моторные свойства); образование топливовоздушной смеси требуемого состава (плотность, вязкость, поверхностное натяжение, испаряемость, давление насыщенных паров и низкотемпературные свойства топлива); бесперебойную подачу топлива в систему питания двигателя (плотность, вязкость, поверхностное натяжение, испаряемость, давление насыщенных паров и низкотемпературные свойства топлива); отсутствие коррозии и коррозионных износов деталей двигателя; возможно меньшее образование отложений во впускном трубопроводе, камерах сгорания и других местах двигателя (физическая и химическая стабильность и чистота топлива); сохранение качеств при хранении, перекачках и транспортировке.

Для топлив, применяемых в дизельных двигателях, предъявляются следующие важнейшие эксплуатационные требования: хорошая прокачиваемость как условие бесперебойной и надежной работы насоса высокого давления (низкотемпературные и вязкостные свойства топлива); обеспечение тонкого распыла и хорошее смесеобразование (вязкость и испаряемость топлива); полное сгорание полученной топливовоздушной смеси (моторные свойства); уменьшение нагарообразования на клапанах, кольцах и поршнях, зависания иглы и закоксовывания распылителей форсунок; отсутствие коррозионного воздействия на резервуары, топливопроводы, топливоподающую систему и детали двигателя; химическая стабильность. Отдельно следует выделить требования к альтернативным видам топлива: они должны обладать такими физико-химическими свойствами, которые не приводили бы к коренному изменению конструкции двигателя, топливной аппаратуры и условий хранения топлива на борту автомобиля. Их использование не должно приводить к значительному ухудшению эксплуатационных свойств автомобиля по сравнению с базовой конструкцией (приспособленность автомобильной конструкции к топливу).

В работах /34, 47, 62, 81, 93, 120, 130/ даны теоретические основы процесса сгорания различных видов топлива в ДВС; рассмотрены различные модели процесса сгорания, достоверность которых в той или иной степени подтверждается многочисленными экспериментальными данными. В указанных работах детально исследованы стадии подготовки топливовоздушной смеси, ее воспламенения и зажигания, распространения пламени и выпуска отработавших газов; факторы, определяющие их протекание; их влияние на показатели работы двигателей; механизмы образования вредных веществ; основные моторные свойства перспективных автомобильных топлив (таблица 1.3) и особенности их применения.

Оптимизация параметров системы «топливо-автомобиль»

Удельный эффективный расход топлива показывает количество топлива, требующееся для производства единицы механической работы и является характеристикой полноты использования энергии топлива и его энергоемкости. Поток отработавших газов опишем через изменение массовых характеристик каждой примеси во времени: где Е, - удельный выброс і-ой примеси с отработавшими газами, г/л.с.-ч; Mj - количество выбросов і-ой примеси, г/с. Величина Ej показывает, какая масса і-ой примеси приходится на единицу произведенной механической работы и является характеристикой отходности получения единицы механической работы. Энергетический поток системы опишем следующим выражением: где A - механическая работа выполненная двигателем, кДж; t - время выполнения механической работы, с. 1,36 Теперь найдем взаимосвязи между параметрами, характеризующими материальные и энергетические потоки системы «топливо-автомобиль». Для этого уравнения 2.1 - 2.3 перепишем в виде: Количественная характеристика потока отработавших газов (МІ) зависит от количественных (GT) и энергетических (Ни) характеристик потока топлива, количественных характеристик потока энергии (A/t), а также от полноты использования энергии топлива (qe) и отходностй получения единицы механической работы (Ej). Приведем уравнение (2.2) к безразмерному виду /116/. Для этого запишем его в следующем виде: В качестве масштабов для величин Mj и Ne выберем некоторые значения М{ и Ne. Получим следующее выражение: безразмерные величины количества выбросов и эффективной мощности. Разделив обе части выражения (2.8) на величину Mj, получим безразмерный аналог уравнения (2.7), характеризующего поток отработавших газов: Окончательно имеем: Многие происходящие явления, на первый взгляд непохожие друг от друга, имеют одинаковую физическую природу и отличаются только масштабами охвата. Такие явления принято называть подобными.

Согласно теории подобия они отличаются друг от друга только масштабами характеризующих параметров. Применительно к системе «топливо-автомобиль» параметры Mj и Ne для подобных состояний отличаются на величины масштабов Mj и Ne. Множество подобных состояний системы «топливо-автомобиль» характеризуется одинаковым значением тс: Число л является критерием подобия состояний системы «топливо-автомобиль». Перепишем выражение (2.13) в следующем виде: Предположим, что для подобных состояний системы «топливо-автомобиль» выполняется условие: Тогда подобные состояния системы «топливо-автомобиль», для которых выполняется условие (2.15), характеризуются следующим выражением: где Kj - критерий физико-технического подобия. Представим себе двигатель, технически приспособленный к нескольким видам топлива, которые составляют множество альтернативных видов топлива. Разобьем рассматриваемое множество на подмножества, причем для всего множества выполняется условие (2.15), а внутри каждого подмножества условие Mj = const. Математическую постановку условий можно интерпретировать следующим образом: существует подмножество альтернативных видов топлива, при работе на которых двигатель, выполняя постоянное количество механической работы, выбрасывает в атмосферу одинаковое количество і-ой примеси.

Случаи эксплуатации автомобиля, оснащенного этим двигателем, на топливах из рассматриваемого подмножества могут классифицироваться как подобные состояния системы «топливо-автомобиль». В качестве масштабов параметров М; и Ne логично принять значения МІ0 и Ne, характеризующие работу ДВС на базовом виде топлива. В этом случае критерий физико-технического подобия определяет уровень технической приспособленности двигателя к альтернативным видам топлива по количеству выбросов і-ой примеси. Соблюдение условия (2.16) внутри каждого подмножества говорит об одинаковой технической приспособленности двигателя к альтернативным видам топлива из него, а разные значения Kj для разных подмножеств - о различных уровнях технической приспособленности двигателя к альтернативным видам топлива, составляющих рассматриваемые подмножества. Если значения критерия лежат в диапазоне Kj 1, то двигатель технически приспособлен к альтернативным видам топлива. Значения К, 1 говорят о не приспособленности ДВС. Однако автомобиль является источником выбросов в атмосферу множества примесей, а токсичности отдельно взятых примесей, сильно отличаются друг от друга.

Поэтому при реализации принципа промышленного метаболизма в описании системы «топливо-автомобиль», возникает необходимость в комплексной характеристике экологической опасности потока ОГ. Для такой оценки мы использовали комплексный показатель -категорию опасности автомобиля (рассмотрен в главе 1), который интегрирует в себе одновременно количество выбросов всех примесей, содержащихся в отработавших газах, а также их класс опасности и токсичность. Важным преимуществом такого подхода к оценке является тот факт, что категория опасности позволяет сравнивать между собой как опасность отдельных автомобилей (передвижных источников), так и сравнить ее с опасностью выбросов промышленных предприятий (стационарных источников).

Оценка перспективности перевода автотранспортных средств на альтернативные виды топлива с технических и экологических позиций

Оптический метод основан на измерении непрозрачности столба отработавших газов определенной длины (обычно 0,43 м), т.е. на измерении величины интенсивности поглощения пучка света, проходящего через указанный столб отработавших газов, что фиксируется фото датчиком. Измеренное значение индицируется в цифровой форме как коэффициент поглощения света или как процент непрозрачности. Фильтрационный метод основан на измерении степени почернения фильтра, через который пропускают определенный объем (обычно от 0,3 до 1,0 л) отработавших газов, что оценивается по величине интенсивности отраженного пучка света, направленного на поверхность фильтра. В обоих случаях проводится сравнение изменения величины электрического тока либо при прохождении пучка света через столб ОГ и через столб чистого воздуха той же длины, либо при отражении пучка света от поверхности чистого и загрязненного фильтров.

Анализ количественных характеристик отработавших газов АТС позволяет установить их состав, содержание отдельных примесей в них и приоритетность примесей по массе выброса. Кроме того, результатом испытаний АТС на токсичность является оценка влияния вида топлива на состав отработавших газов. Однако примеси, входящие в состав ОГ, неравноценны по влиянию на организм человека. Поэтому по количественным характеристикам невозможно составить представление об экологической опасности отработавших газов. Комплексным показателем экологической опасности ОГ ДВС является категория опасности автомобиля (КОА), определяемая выражением (1.4). КОА включает количества выбросов примесей и характеристики их токсичности и выражает абсолютную экологическую опасность отработавших газов ДВС.

При вычислении категории опасности автомобиля на основе данных проведенных испытаний возникает необходимость в расчете количеств выбросов отдельных примесей Mj. Указанный расчет выполняется по выражению (2.23).

Анализ полученных интегральных характеристик отработавших газов позволяет определить количественное выражение их абсолютной экологической опасности; выделить наиболее опасные примеси в них; оценить влияние вида топлива на формирование экологической опасности ОГ. Однако КОА не дает представление о степени экологической опасности ОГ и степени технического совершенства АТС, работающих на альтернативных видах топлива, с позиции экологической безопасности.

Техническая готовность двигателя к работе на альтернативных видах топлива оценивается по критерию Т, позволяющему определить уровень приспособленности двигателя к альтернативным видам топлива по экологическим характеристикам ОГ.

Используя рассчитанные значения КОА, на основе выражения (2.21) находятся численные значения критерия Т, по которым дается заключение об уровне технической приспособленности двигателя к альтернативному виду топлива, то есть о том насколько рассматриваемое сочетание вида топлива и конструкции отличается от базового варианта с позиции экологической безопасности.

Критерий Ка, который определяется на основе выражения (1.5), позволяет судить об уровне экологической опасности и технического совершенства автомобиля с позиции экологической безопасности. Данными для расчета значений Ка являются результаты определения КОА.

Критериальная оценка на основе выражения (2.22) позволяет установить перспективность использования альтернативных видов топлива в процессе эксплуатации АТС по экологическим характеристикам ОГ.

Завершает оценку альтернативных видов топлива определение экономической эффективности эксплуатации АТС на них, осуществляемую по формулам (2.24 - 2.31). 3.2 Оценка перспективности перевода автотранспортных средств на альтернативные виды топлива с технических и экологических позиций

Анализ количества запасов различных видов топлива (раздел 1.1) показал, что наиболее перспективными для России являются углеводородный газ и природный газ. Причем углеводородный газ целесообразно хранить на борту автомобиля в жидком состоянии -сжиженный углеводородный газ (СУГ), а природный - в сжатом состоянии - компримированный природный газ (КПГ). Проведем оценку перспективности использования СУГ и КПГ по предложенной нами методике на примере автомобиля ГАЗ-322131 (микроавтобус ГАЗель) с двигателем ЗМЗ-4026.10, технические Техническая приспособленность автомобиля ГАЗ-32213 к различным видам топлива оценивалась по изменению эксплуатационных параметров транспортного средства. Необходимые для оценки данные были получены нами в ходе испытаний, методика проведения которых подробно описана в разделе 3.1. Результаты измерения внешних скоростных характеристик двигателя ЗМЗ-4026.10 на бензине АИ-92, сжиженном углеводородном газе и компримированном природном газе представлены на рис. 3.11.

Так, переход с бензина на газовое топливо сопровождается ростом эффективного расхода топлива (qc), снижением крутящего момента (Мк) и эффективной мощности (Nc). Значение qe возрастает на 10% для углеводородного газа и на 15% для природного газа. Снижение максимального значения Мк для СУГ составляет 6 %, а для КПГ - 17 %. Максимальная эффективная мощность падает на 7 % при работе на сжиженном углеводородном газе и на 20 % - на компримированном природном газе. Таким образом, двигатель ЗМЗ-4026.10 с позиции тяговой динамичности и экономичности технически не приспособлен к газовым видам топлива. Причем, если показатели работы на СУГ слабо отличаются от показателей работы на бензине, то для КПГ эта разница значительна.

Результаты испытаний автомобиля ГАЗ-32213 на токсичность по Правилам ЕЭК ООН 15/05 представлены в таблице 3.2.

Отработавшие газы автомобиля, работающего на СУГ, содержат в 1,5 раза меньше оксида углерода (СО), в 1,8 раза меньше суммарных углеводородов (СН) и в 1,1 раза меньше оксидов азота (NOx), чем отработавшие газы того же автомобиля, работающего на бензине АИ-92. Переход с бензина на природный газ дает дополнительное снижение СО в 2,6 раза и NOx в 1,5 раза. Несмотря на то, что количество СН в отработавших газах при этом уменьшается в 1,2 раза, оно превышает аналогичный показатель для углеводородного газа в 1,5 раза. По суммарному показателю вредных примесей (рис. 3.12) лидирует бензин АИ-92.

Оценка экономической эффективности эксплуатации автотранспортных средств на альтернативных видах топлива

Заключительным этапом оценки перспективности использования СУГ и КПГ является анализ показателей экономической эффективности эксплуатации автомобиля ГАЗ-32213 на различных видах топлива.

Прежде всего, рассмотрим факторы, создающие положительный экономический эффект. В укрупненном подходе можно выделить три таких фактора: снижение себестоимости моторного топлива, снижение эксплуатационных затрат за счет увеличения моторесурса и межремонтных пробегов двигателя, а также снижения расхода моторного масла; уменьшение ущерба, создаваемого загрязнением воздушного бассейна /33, 47, 70, 82, 108/.

Первый фактор выявляется из сопоставления себестоимости производства бензина и газового моторного топлива. Для этого необходимо установить эквивалентные количества бензина и газа. В соответствии с общими правилами эквивалентными следует считать количества бензина и газа, обеспечивающие выполнение одинаковой транспортной работы. Однако разные автомобили имеют различные удельные расходы топлива,, отнесенные к транспортной работе, что определяется условиями и режимами движения, их грузоподъемностью и степенью загруженности и т.д. Это не дает возможности установить единый эквивалент по условию равенства транспортных работ. Пожалуй, единственно возможным методом является применение «эталонного автомобиля», то есть сравнить расходы бензина и газа по результатам заездов одного и того же автомобиля с одним и тем же грузом. В качестве такого эталонного автомобиля был использован двухтопливный автомобиль ЗИЛ-138А. Были определены расходы бензина и газового топлива при скоростях движения 20, 40, 60 и 80 км/ч. По результатам испытаний было получено соотношение: 1 л бензина эквивалентен 1,25 л СУГ (эквивалент СУГ/Бензин = 1,25 л/л) или 0,8 м КПГ (эквивалент Бензин/КПГ = 1,25 л/м3). При сопоставлении себестоимости производств необходимо учитывать особые свойства газа как моторного топлива - высокое значение октанового числа. Октановое число, полученное моторным методом, для СУГ равно 96 единиц, для КПГ -ПО единиц, а для бензина марки «Супер-98» составляет всего 88 единиц.

Производство газового моторного топлива характеризуется: низкой себестоимостью сырьевого газа; несложной технологией получения готового продукта; отсутствием отходов, что дает ему дополнительные преимущества перед бензином. На основании Постановления Правительства РФ от 15 января 1993 г. №31 «О неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом» установлена предельная отпускная цена на КПГ, производимый автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями (АГЗСК), которая должна составлять не более 50 % от цены реализуемого в данном регионе бензина А-76.

При расчете экономической эффективности требуется учесть дополнительные капитальные вложения, которые возникают у потребителя газового топлива на приобретение более дорогих двухтопливных газобаллонных автомобилей.

Эффект от увеличения межремонтных пробегов автомобилей и сроков службы масла частично погашается увеличением затрат на техническое обслуживание и текущий ремонт газовой топливной аппаратуры, а также надбавкой к заработной плате водителей газобаллонных автомобилей.

Кроме экономического эффекта на транспорте имеется эколого-экономический эффект от снижения ущерба, выраженного заболеваемостью населения вследствие вредного воздействия на здоровье загрязнителей атмосферного воздуха. Так, в ходе исследований (раздел 3.2) нами было получено, что перевод ДВС с бензина на СУГ позволяет снизить его экологическую опасность в 1,1 раза, а на КПГ - в 1,7 раза. Газобаллонный автомобиль с каталитическим нейтрализатором по токсичности удовлетворяет нормам ЕВРО-И и даже ЕВРО-Ш /109/.

Для оценки экономической эффективности эксплуатации автомобиля ГАЗ-32213, работающего на бензине и газовом моторном топливе, проведем расчет показателей сравнительной экономической эффективности, который включают расчет необходимых капитальных вложений, экономию эксплуатационных (текущих) затрат, срока окупаемости капитальных вложений и годового экономического эффекта.

СУГ и КПГ имеют разную цену, что определяет разный уровень себестоимости перевозок. Кроме того, разные стоимость комплектов газобаллонного оборудования для СУГ и КПГ и стоимость установки определяют разный уровень капитальных вложений в переоборудование автомобиля.

Капитальные вложения К в переоборудование автомобиля определяются по формуле (2.24). Транспортные расходы принимаются в размере 10% от стоимости комплекта газобаллонного оборудования.

Затраты на приобретение комплекта газобаллонного оборудования производства ОАО РЗАА и на его установку примем по ценам, сложившимся на рынке в первом полугодии 2004г. Капитальные вложения в переоборудование автомобиля ГАЗ-32213 для работы на газовом моторном топливе приведены в таблице 3.4.

Похожие диссертации на Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств путем подбора альтернативных видов топлива