СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к области использования природного газа в качестве моторного топлива в первую очередь для седельных тягачей большегрузных автопоездов и самосвалов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой группе полезных моделей является система хранения и подачи газа в двигатель транспортного средства, содержащая газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (см. патент RU 2400645 С1, опубл. 27.09.2010, F02М 21/00 (2006.01)).
Недостатками известного технического решения являются:
- наличие на борту транспортного средства по одному баллону для компримированного (КПГ) и сжиженного (СНГ) природного газа не позволяет накопить газомоторное топливо в объемах, достаточных для выполнения дальних (до 1000 км) и сверхдальних (до 1500 км) грузоперевозок по междугородним и международным автомагистралям крупнотоннажными транспортными средствами, особенно грузоподъемностью более 20 тонн;
использование в системе хранения баллонов для сжиженного природного газа не рационально, поскольку невозможно накопить на борту транспортного средства достаточный объем СПГ из-за малого объема баллонов, выпускаемых промышленностью с учетом обеспечения их безопасности;
в системе хранения не определены параметры баллонов, их количество и места их размещения на транспортном средстве, что не позволяет обеспечить необходимый запас хода транспортного средства без дозаправки газомоторным топливом;
в системе не обосновано рациональное соотношение объемов хранения КПГ и СПГ на транспортном средстве, что необходимо обеспечить на разных стадиях сооружения системы газоснабжения транспорта на автомагистралях.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая группа полезных моделей, является совершенствование системы хранения газа.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая группа полезных моделей, является увеличение газового объема емкостей и запаса хода транспортного средства, позволяющего выполнять дальние и сверхдальние грузоперевозки на разных стадиях развития системы газоснабжения автотранспорта на междугородних и международных автомагистралях.
Технический результат полезной модели по варианту 1 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены на раме за кабиной транспортного средства и с наружной стороны рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде криогенного бака, который закреплен с наружной стороны рамы транспортного средства, противоположной расположению баллонов для хранения компримированного газа, при этом газовый объем криогенного бака составляет не менее 50% от общего объема системы хранения природного газа.
Технический результат полезной модели по варианту 2 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены с наружных сторон рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде кассеты с криогенными баками, которая закреплена на раме за кабиной транспортного средства, при этом газовый объем криогенных баков составляет не менее 75% от общего объема системы хранения природного газа.
Технический результат полезной модели по варианту 3 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкость для хранения компримированного газа выполнена в виде кассеты с баллонами высокого давления, которая закреплена с наружной стороны рамы транспортного средства, а емкости для хранения сжиженного газа выполнены в виде кассет с криогенными баками, одна из которых закреплена на раме за кабиной транспортного средства, а другая - с наружной стороны рамы транспортного средства, противоположной расположению баллонов для хранения компримированного газа, при этом газовый объем криогенных баков составляет не менее 90% от общего объема системы хранения природного газа.
Группа полезных моделей поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена система хранения природного газа по варианту 1, на фиг.2 - система хранения природного газа по варианту 2, на фиг.3 - система хранения природного газа по варианту 3.
Система хранения природного газа по варианту 1 включает в себя кассету 1 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, установленную за кабиной 2 транспортного средства, кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа, и криогенный бак 5 для хранения сжиженного газа, прикрепленный с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности слева. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассетах 1 и 3 и криогенный бак 5 для хранения сжиженного газа снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).
Система хранения природного газа по варианту 2 включает в себя кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа и кассету 7 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, слева, и кассету 6 с криогенными баками, установленную за кабиной 2 транспортного средства. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассетах 3 и 7 и криогенные баки для хранения сжиженного газа, установленные в кассете 6 снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).
Система хранения природного газа по варианту 3 включает в себя кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа, кассету 6 с криогенными баками, установленную за кабиной 2 транспортного средства и кассету 8 с криогенными баками для хранения сжиженного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности слева. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассете 3 и криогенные баки, установленные в кассетах 6 и 8 снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).
При этом криогенные баки для хранения сжиженного газа могут быть установлены за кабиной транспортного средства, как горизонтально, так и вертикально.
В описанной системе хранения газа сжиженный природный газ является основным моторным топливом, а компримированный природный газ становится резервным, а также и технологическим топливом, используемым для подачи сжиженного природного газа из криогенных баков в двигатель транспортного средства.
Предлагаемая система хранения газа по вариантам 1-3 работает по традиционной технологии, применяемой во всех моделях газобаллонных автомобилей, с той лишь разницей, что вначале расходуют основное топливо - сжиженный природный газ, после чего в двигатель подают резервное топливо - компримированный природный газ.
Размещение криогенных баков для хранения сжиженного газа за кабиной транспортного средства на раме и с наружной стороны рамы транспортного средства позволяет максимально увеличить их газовый объем.
Согласно выполненным расчетам в процессе предпроектной проработки предлагаемой системы хранения природного газа применительно к самосвалу КАМА2-6520-34 установлены следующие ее преимущества:
По первому варианту (для дальних грузоперевозок на расстояния до 850 км):
3
3
общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нм до 465 нм, то есть более чем в 1,5 раза;
пробег автомобиля на двух видах газового топлива без дозаправки возрос с 550 км до 850 км, то есть тоже более чем в 1,5 раза;
общая масса газовых емкостей уменьшена на 15,0%;
По второму варианту (для дальних грузоперевозок на расстояния до 1200 км):
3
общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нмЗ до 646 нм, то есть более чем в 2 раза;
пробег автомобиля на двух видах топлива без дозаправки возрос с 550 км до 1175 км, то есть тоже более чем в 2 раза;
общая масса газовых емкостей уменьшена на 25%.
По третьему варианту (для сверхдальних грузоперевозок на расстояния до 1500 км):
3
общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нм до 809 нм, то есть почти в 2,7 раза;
пробег автомобиля на двух видах газового топлива без дозаправки возрос с 550 км до 1470 км, то есть тоже почти в 2,7 раза;
общая масса газовых емкостей уменьшена на 30,0%.
По всем трем вариантам исполнения системы хранения газа для автомобилей появилась реальная возможность выбора транспортного средства, исходя из его стоимости и дальности пробега без дозаправок газом.
Предложенная группа полезных моделей обеспечивает увеличение газового объема емкостей и запаса хода транспортного средства, позволяющего выполнять дальние и сверхдальние грузоперевозки на разных стадиях развития системы газоснабжения автотранспорта на междугородних и международных автомагистралях.