Эксплуатация автомобилей на альтернативных видах топлива в условиях Сибири; состояние и перспективы

Эксплуатация автомобилей на альтернативных видах топлива в условиях Сибири: состояние и перспективы

Н.Г. Певнев, зав. кафедрой, профессор СибАДИ, д.т.н.

Ключевые слова: газобаллонный автомобиль, сжиженный углеводородный газ, научно-исследовательская работа, диссертация, автотранспортное предприятие, экономический эффект.

Dynamics (changes) of spent researches of process of operation of automobiles in conditions of Siberia on alternative kinds fuel and their results

N.G. Pevnev

Keywords: the gas automobile, liquefied petroleum gas, scientifically-research job, dissertation, motor transportation enterprise, economic benefit.

Н.Г. Певнев,

зав. кафедрой, профессор СибАДИ, д.т.н.:

В статье приводятся виды проводимых исследований по совершенствованию процесса эксплуатации газобаллонных автомобилей в условиях Сибири за период с 1970 по 2010 гг. и результаты этих исследований.

In clause the kinds of spent researches on perfection of process of operation the gas of automobiles in conditions of Siberia for the period with 1970 on 2010 are resulted and results of their researches.

В г. Омске сжиженный углеводородный газ (СУГ) стали использовать в качестве топлива для ДВС на автомобилях-газовозах типа АЦЖГ-6,0, начиная с 1970 г. Первые четыре газовоза были переоборудованы сотрудниками СибАДИ в транспортном цехе ПО «Сибгазификация» по технической документации, разработанной в институте (Научно-технический отчет по теме № 447 1970 г., ответственный исполнитель аспирант Н.Г. Певнев). Затем такие работы были выполнены в транспортном цехе «Омскоблгаз», на территории которого была построена первая автомобильная газозаправочная станция (АГЗС). В транспортном цехе «Омскоблгаза» был произведен полный технологический комплекс работ по переоборудованию автомобилей в газобаллонные, заправке,

хранению и техническому обслуживанию. Все эти мероприятия осуществлялись на основе научно-исследовательских хоздоговорных работ № 847, 1192 в 1972-1976 гг.

В транспортном цехе ПО «Сибга-зификация» был создан технологический комплекс для обслуживания газобаллонного оборудования автомобилей и контрольных проверок емкостей (цистерн) автогазовозов, запорно-предохранительной арматуры, сливных и наполнительных рукавов (Научно-технический отчет № 764, СибАДИ, 1977 г.), а также выполнены исследования по совершенствованию узлов системы питания двигателя сжиженным газом.

Внедрение в практику эксплуатации предложенных вариантов модернизации существующих систем

питания ДВС газом путем включения оригинальных узлов, в частности, испарителя сжиженного газа для двигателя ЗИЛ-130, дозирующе-экономайзерно-го устройства, позволяющего снизить токсичность отработавших газов на переходных режимах и режимах холостого хода, комбинированного карбюратора-смесителя для обеспечения работоспособности двигателя в условиях высокогорья (ПО «Таджикгази-фикация»), показали положительные результаты. Так, в 1975 г. автомобиль-газовоз АЦЖГ-5,8 на шасси ЗиЛ-130 с разработанной схемой питания демонстрировался на ВДНХ СССР и был удостоен золотой, серебряной и трех бронзовых медалей ВДНХ СССР.

Освидетельствование газовых автомобильных баллонов осуществлялось на специализированном участке

«Транспорт на альтернативном топливе» № 5

Ой

СибАДИ - 80 лет

ТПО «Омскавтотранс», выполненном по техническому проекту СибАДИ (Научно-технический отчет № 198 1985 г.).

В 1986 г. было опубликовано Постановление правительства РСФСР о замещении жидкого топлива сжиженным пропан-бутановым газом. Министерства и ведомства разрабатывали программы по его исполнению. Так, МЖКХ РСФСР объявило конкурс на лучший вариант переоборудования спецавтомобилей ЖКХ для использования сжиженного пропан-бутаново-го газа. Образец, предложенный специалистами СибАДИ, был принят за основу и рекомендован к внедрению. Для выполнения программы работ при институте был организован арендный научно-производственный участок газобаллонной аппаратуры при СибАДИ (АНПУ ГБА) с самостоятельным балансом, подотчетным институту. Руководителем арендного участка был назначен доцент Н.Г. Певнев.

В результате выполнения этой программы была разработана, испытана и пущена в производство газобаллонная установка СибАДИ-РЗАА для питания двигателей грузовых автомобилей ЗИЛ, ГАЗ сжиженным газом с использованием бытовых баллонов (ГОСТ 15860-84). Акт приемки опытного образца от 21.03.1988 г. был утвержден приказом Минжилкомхоза РСФСР от 12.04.1988 г. №100.

В июне 1988 г. в Омске на базе Омского областного управления ЖКХ и СибАДИ была проведена республиканская научно-практическая конференция по эксплуатации газобаллонных автомобилей МЖКХ РСФСР, на которой был одобрен опыт использования газового топлива на специализированном транспорте ЖКХ и рекомендован к внедрению во всех управлениях и ведомствах МЖКХ РСФСР.

Опыт использования газового топлива на автотранспортных предприятиях жилищно-коммунального хозяйства Омского облисполкома в ноябре 1988 г. был одобрен коллегией МЖКХ РСФСР. Министерством было установлено задание СибАДИ ежегодно на хоздоговорных условиях

изготавливать 2 тыс. комплектов газобаллонной аппаратуры для переоборудования автомобилей с бензиновыми двигателями на СУГ в условиях предприятий жилищно-коммунального хозяйства.

Оригинальность предложенного комплекта газобаллонного оборудования СибАДИ заключалась в том, что с учетом специфики работ автотранспорта жилищно-коммунального хозяйства (небольшие суточные пробеги) были использованы 50-литровые газовые баллоны по ГОСТ 15860-84 с изменением запорно-предохранительной арматуры. Это позволило с небольшими затратами решить проблему перевода коммунального автотранспорта с жидкого топлива (бензина) на СУГ.

По результатам выполненных работ была опубликована монография авторов А.К. Гаврилова, Н.Г. Певнева, Л.Н. Бухарова «Газобаллонное оборудование автомобилей» (М.: Недра, 1991 - 144 с).

Комплекты газобаллонного оборудования для работы автомобилей на СУГ широко использовались во многих регионах страны - от Владивостока до Мурманска. Начиная с 1988 г. СибАДИ совместно с предприятиями Управления жилищно-коммунального хозяйства Омска переоборудовали более 1 тыс. автомобилей и изготовили более 10 тыс. комплектов, которые были отправлены в территориально-производственные объединения жилищно-коммунального хозяйства РСФСР.

Решением Минавтотранса РСФСР от 01.09.1988 г. СибАДИ был утвержден в качестве базового центра по переподготовке специалистов автотранспортных предприятий, связанных с переоборудованием автомобилей с бензиновыми двигателями на СУГ и эксплуатацией их в различных регионах страны. При СибАДИ функционировал факультет повышения квалификации ИТР Минавтотранса. Кроме того, СибАДИ оказывал методическую помощь АТП по переоборудованию автомобилей с бензиновыми двигателями на СУГ и правилам их безопасной эксплуатации.

Значительным этапом в области совершенствования процесса эксплуатации газобаллонных автомобилей следует считать проведенные фундаментальные исследования по гранту № 1.2.97Ф, выигранному СибАДИ по Министерству общего и профессионального образования РФ в 1997 г. По проведенным исследованиям защищены три кандидатские диссертации (В.И. Рудских, А.П. Жигадло, А.В. Трофимов) и выполнены конструкторские разработки по газобаллонной аппаратуре для легковых автомобилей.

В 2000 г. комплект ГБО СибАДИ для легковых автомобилей категории М1 (ВАЗ, АЗЛК), изготовленный на предприятиях военно-промышленного комплекса Омска, прошел испытания на Волжском автомобильном заводе (г. Тольятти) и получил сертификат соответствия сроком на три года.

В течение 2001-2002 гг. комплект был доработан и после дополнительных испытаний в марте 2002 г. на него был получен сертификат соответствия для автомобилей категории М2 (микроавтобусы «Газель») семейства ГАЗ.

Многие узлы комплекта газобаллонного оборудования, разработанные в СибАДИ, выполнены на уровне изобретений и защищены авторскими свидетельствами СССР и РФ: № 58949 от 28.09.1977 г.; № 1268778 от 08.07.1986 г.; № 1390422 от 22.12.1987 г.; № 166845 от 14.04.1988 г.; патент РФ № 2094641 от 21.10.1997 г.; патент РФ № 2131990 от 16.07.1999 г.; патент РФ № 2211360 от 27.08.2003 г.

Дальнейшие исследования были посвящены установлению закономерностей взаимного влияния бензиновой и газовой систем питания при работе двигателя по универсальной схеме (бензин или газ), разработке методов повышения эффективности эксплуатации ГБА в условиях низких температур, корректировке нормативов технических воздействий на двухтопливную систему питания и мероприятиям по повышению безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей. По материалам этих исследований были защищены кандидатские

НРвЯИЯЯИРШЗЕ ФФЕвШЛ«Транспорт на альтернативном топливе» № 5 (17) сентябрь 2010 г.

Экономический эффект от внедрения результатов исследований

Этапы реализации научных исследований Внедрение результатов исследования Оценка экономического эффекта

1977-1986 Замещение бензина газовым топливом на автомобилях типа АЦЖГ-6,0 Экономия бензина на один автомобиль составила 6326 л/г. Эксплуатация 515 автомобилей-газовозов высвободила около 3 млн. л/год бензина

1986-1993 Замещение бензина СУГ на технологическом автотранспорте в системе Министерства ЖКХ РФ Поставка ЖКХ РСФСР 10 тыс. комплектов ГБО при расходе бензина 50 л/сут. на автомобиль позволила заменить газом 500 тыс. л бензина. Для Омска эта цифра составила около 60 тыс. л/сут.

1993-1997 Организация предприятий по переоборудованию легковых автомобилей. Подготовка специалистов для переоборудования автомобилей в газобаллонные и их обслуживание Создание в Омске дополнительно 600 рабочих мест для неработающего населения

1997 -по настоящее время Использование газобаллонного оборудования «ГБА 2 СибАДИ» на автомобилях марки ГАЗ-322132, осуществляющих перевозку пассажиров Омска При двухсменной работе одного автомобиля ГАЗ-322132 на ГСН замещается 80 л/сут. бензина. В Омске около 4 тыс. автомобилей марки ГАЗ-322132 занято в сфере пассажирских перевозок, что позволяет экономить более 30 тыс. л/сут. бензина

2000 -по настоящее время Замещение бензина газовым топливом на автомобилях с двигателями, оборудованными системой впрыска топлива Экономия 3 тыс. л/год бензина на один автомобиль

диссертации (Р.М. Темирбаев, И.П. За-лознов, В.А. Лисин 2004-2005 гг.).

Обобщающим результатом работ по совершенствованию процесса эксплуатации газобаллонных автомобилей была защита докторской диссертации Н.Г. Певневым в январе 2005 г.

Жизнь потребовала проведения исследований по комбинированию топлив в системе питания двигателя (бензин+газ). По результатам этих исследований подготовлены и защищены две кандидатские диссертации (А.П. Елгин, М.Г. Левашов). Кроме того, эксплуатация ГБА в условиях Сибири требует разработки кардинальных мер по обеспечению работоспособности газобаллонных автомобилей в зимнее время года. Этим вопросам в настоящее время посвящены исследования аспирантов М.В. Банкета, Э.Р. Раенбагиной. Результаты их исследований публикуются в журнале «Транспорт на альтернативном топливе» и будут внедряться на предприятиях Омска.

Многолетний опыт эксплуатации ГБА с бензиновыми двигателями подтверждает целесообразность переоборудования автомобилей на СУГ. В настоящее время в Омске эксплуатируется более 35 тыс. автомобилей с бензиновыми двигателями, работающих на СУГ. Это автомобили для

перевозки пассажиров, обслуживания объектов жилищно-коммунального хозяйства, доставки продовольственных и промышленных товаров, в том числе и автомобили индивидуальных владельцев.

Экономический эффект от внедрения исследований, связанных с использованием СУГ на автомобильном транспорте, представлен в таблице.

В настоящее время научный коллектив кафедры проводит исследования по применению водородосо-держащей добавки (синтез-газа) к основному газовому топливу (один из вариантов комбинирования топлив). Это перспективное направление исследований выполняется совместно с Институтом катализа Г.К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Внедрение этих разработок сулит получение чистого выхлопа двигателя, удовлетворяющего требованиям «Евро-4», да еще экономию основного топлива до 15-20% на режимах частичных нагрузок и холостого хода. Эта перспективная работа требует огромных усилий, сосредоточения научных и финансовых ресурсов.

Особое значение для учебного процесса имеют проводимые на кафедре исследования. На кафедре постоянно совместно с преподавателями и аспирантами студенты

принимают участие в выполнении хоздоговорных работ и работают на малых предприятиях, организованных при кафедре. Результаты работ отражаются в курсовых и дипломных проектах. От 10 до 20% студентов от общего числа выпускников выбирают темами дипломных проектов использование газового топлива на АТ, раскрывая в проектах весь спектр проблем и предлагая свои варианты их решения. Такие проекты на проводимых зональных и республиканских смотрах занимают призовые места. Необходимо отметить, что все упомянутые выше аспиранты вышли из студенческой научной среды либо работают на предприятиях кафедры.

В учебный план по специальности 190601.65 «Автомобили и автомобильное хозяйство» в разделе специальных дисциплин введена дисциплина «Особенности эксплуатации газобаллонных автомобилей в условиях Сибири». Это 42 ч лекционного материала и 16 ч лабораторных работ на пятом курсе. Здесь будущие специалисты познают все тонкости обращения с газобаллонными автомобилями и газобаллонной аппаратурой. Многие из числа выпускников успешно ведут собственный бизнес по оказанию услуг, связанных с эксплуатацией газобаллонных автомобилей.

«Транспорт на альтернативном топливе» № 5 (17) сентябрь 2010 г.