Використання газобалонних автомобілів

16

Збільшення використання стиснутого природного газу і скрапленого нафтового газу дає змогу раціональніше використовувати паливно-енергетичний потенціал країни й ефективно розвязувати проблему захисту навколишнього середовища від шкідливого впливу автомобілів.

Газове пальне дає змогу істотно знизити токсичність відпрацьованих газів, скоротити споживання моторних масел, збільшити ресурс двигунів, зменшити шумність їхньої роботи й поліпшити інші показники роботи газобалонних автомобілів.

Застосування стиснутого природного і скрапленого нафтового газу як моторного пального дає змогу знизити токсичність відпрацьованих газів за основними контрольованими параметрами: оксиду вуглецю в З--4 рази, оксидів азоту в 1,2--2 рази і вуглеводнів в 1,2--1,4 раза. У відпрацьованих газах газобалонного автомобіля немає шкідливих сполук свинцю. Димність відпрацьованих газів газодизельного двигуна в режимі вільного прискорення при роботі на газодизельній суміші в 2--4 рази нижча, ніж при роботі на дизельному пальному. Однак застосування газового пального потребує гарантування безпечної експлуатації газобалонних автомобілів.

Для підтримування надійності та працездатності газобалонних автомобілів потрібні додаткові затрати: на придбання автомобілів і переобладнання базових моделей на газобалонні, включаючи вартість комплектів газової апаратури; на перепідготовку водіїв і ремонтно-обслуговуючого персоналу; на створення широкої мережі газозаправних і газонаповнювальних станцій; на розвиток виробничо-технічної бази, включаючи придбання і використання спеціалізованого технологічного та діагностичного устаткування.

Розвиток виробничо-технічної бази для технічного обслуговування: і ремонту газобалонних автомобілів здійснюється за двома основними напрямами: будівництво нових АТГІ із урахуванням можливості експлуатації газобалонних автомобілів; реконструкція і розширення діючих підприємств, повязані з використанням автомобілями газового пального.

Досвід експлуатації газобалонних автомобілів показав, що при застосуванні газового пального на автомобільному транспорті є такі недоліки:

зниження вантажопідйомності автомобіля внаслідок великої маси балонів високого тиску;

зменшення (на 15--20 %) номінальної потужності карбюраторних двигунів (при тому самому ступені тиску), що погіршує тягово-динамічні та експлуатаційні показники автомобілів;

незадовільні пускові якості двигуна при знижених температурах навколишнього повітря (нижче --5 °С) і потреба застосування в цих випадках передпускового підігрівання;

зниження у 2--2,5 раза пробігу на одній заправці газовим пальним;

відносно висока вартість газової апаратури, що підвищує на 20-- 25 % вартість рухомого складу;

значне збільшення (до 20 % і більше) капітальних вкладень у виробничо-технічну базу АТП;

збільшення на 5--8 % трудомісткості технічного обслуговування і ремонту газової апаратури.

Застосування стиснутого природного і скрапленого нафтового газу як моторного пального по-різному впливає на техніко-економічні показники газобалонних автомобілів. Так, собівартість транспортної роботи бортових вантажних і спеціалізованих автомобілів при використанні скрапленого нафтового газу нижча на 8--10 % порівняно з бензиновими модифікаціями, а при використанні стиснутого природного газу -- вища на 6--9 % для бортових автомобілів і на 12--14 % -- для спеціалізованих.

Питомі затрати на пальне при використанні стиснутого природного і скрапленого нафтового газу порівняно з бензиновими модифікаціями менші на 45--55 і 35--45 % відповідно внаслідок нижчої вартості газового пального.

Переобладнання базових автомобілів на газобалонні здійснюється на автотранспортних підприємствах, станціях технічного обслуговування, авторемонтних заводах та на інших підприємствах автомобільного транспорту, які мають потрібні технологічне устаткування, виробничу базу і кваліфіковані кадри.

Технологічний процес переобладнання автомобілів передбачає наявність трьох спеціалізованих дільниць:

- підготовки автомобіля до переобладнання;

- переобладнання автомобіля;

- випробування газової системи на автомобілі.

На рис. 15.1 наведена принципіальна схема газобалонної установки, а на рис. 15.2 -- схема газобалонної установки автомобілів родини ГАЗ

Газобалонна установка автомобілів ГАЗ-53-27 і ГАЗ-52-28 складається з двох секцій -- передньої і задньої, розміщених під вантажною платформою.

Передня секція складається з чотирьох балонів, розміщених упоперек платформи, а задня -- з трьох балонів, розташованих уздовж платформи.

Газобалонна установка автомобіля ГАЗ-52-27 відрізняється тільки відсутністю задньої секції балонів і сполучної трубки 12, яку підключають до передньої секції балонів. Горловини балонів, витратний 8 і наповнювальний 9 вентилі розміщені з правого боку автомобіля за ходом його руху.

Газові балони наповнюють через вентиль 9. Для контролю наявності газу в балонах газобалонна установка має манометр високого тиску 10, розміщений на другому балоні. Роботу редуктора низького тиску контролюють за допомогою манометра низького тиску 23, розміщеного в кабіні водія. Витратний вентиль 8 установлений на першому (за ходом руху) газовому балоні, а наповнювальний вентиль 9 -- на другому.

Для перекриття бензину під час роботи двигуна на стиснутому природному газі газобалонна установка має електромагнітний клапан 2, установлений на рамці радіатора, і перемикач, розміщений у кабіні водія.

Фільтр газу 21 з електромагнітним клапаном і газовий редуктор низького тиску 24 розміщені на кронштейнах під капотом двигуна.

Особливістю-організації технічного обслуговування і ремонту газобалонних автомобілів в АТП є своєчасне виявлення й усунення несправностей системи живлення.

На рис. 15.3 наведена одна з типових схем організації технологічних процесів технічного обслуговування і поточного ремонту автомобілів, що працюють на стиснутому природному газі, яка охоплює кілька типових маршрутів залежно від стану газової апаратури та автомобіля в цілому.

Автомобіль після проходження контрольно-пропускного пункту направляють на розташований на відкритому майданчику пост перевірки герметичності газової апаратури. Таку перевірку роблять на всіх зєднаннях газопроводів високого тиску, горловинах газових балонів, витратних і магістральному вентилях.

Якщо несправностей немає, автомобіль направляють на мийку і потім на стоянку, що являє собою відкритий майданчик. Норма площі для одного автомобіля становить у середньому 25 м². Допускається обладнувати стоянку системою обігрівання. Конструкція цієї системи повинна виключати можливість нагрівання газових балонів, установлених на автомобілі. На кожні 200 м² відкритого майданчика для стоянки автомобілів має бути обладнаний протипожежний пост.

Планові ТО-1 і ТО-2. При планових ТО-1 і ТО-2 автомобіль, що працює на газі, надходить на пост перевірки герметичності газової апаратури і потім, якщо не виявлено негерметичності, на мийку.

Після миття автомобіль направляють на пост випрацювання газу, що являє собою відкритий майданчик або майданчик під навісом.

Тут закривають витратні вентилі на балонах, випрацьовують газ із системи живлення (до повної зупинки двигуна), закривають магістральний вентиль і переводять двигун на бензин. Після цього автомобіль ставлять в ізольоване приміщення (зону технічного обслуговування і поточного ремонту) для контрольно-регулювальних робіт у газовій системі живлення і після виконання їх -- у зону стоянки.

Газова апаратура несправна, автомобіль справний.

У цьому разі автомобіль направляють на спеціальний пост випуску газу з балона, після чого -- на мийку і потім у зони технічного обслуговування і ремонту газової апаратури. Усунувши несправності, автомобіль ставлять у зону зберігання.

Якщо автомобіль несправний, а газова апаратура в порядку, його направляють на мийку і на пост випрацювання газу, а потім у зону поточного ремонту базових автомобілів. Після усунення несправностей автомобіль надходить у зону зберігання.

На рис. 15.4 наведено планування технологічної дільниці для ремонтних робіт газової апаратури, знятої з автомобіля (II), а також пост технічного обслуговування і ремонту (з регулюванням) газового обладнання безпосередньо на автомобілі (І). Перелік обладнання дільниць технічного обслуговування і поточного ремонту газобалонних автомобілів наведений у табл. 15.7.

Повторний огляд газових балонів і випробування паливних систем газобалонних автомобілів здійснюють на спеціальних пунктах, які створюють у кожному територіальному обєднанні автомобільного транспорту. У ряді випадків обладнують пересувні пункти огляду балонів для скрапленого нафтового газу і за заявками на проведення цих робіт обслуговують АТП.

Балони для огляду мають надходити на пункти звільненими від скрапленого нафтового газу, тому в АТП (або централізовано для групи АТП) створюють пости зливаня газу з балонів автомобіля.

Ефективність експлуатації газобалонних автомобілів багато в чому залежить від організації заправляння газовим пальним і створення раціональної мережі газонаповнювальних станцій.

Виробничо-технічна база сучасних автомобільних газозаправних станцій і газонаповнювальних компресорних станцій являє собою комплекс будівель і споруд, а також технологічного устаткування для приймання, переробки, зберігання і заправляння автомобілів стиснутим природним і скрапленим нафтовим газом.

Залежно від способу зберігання, типу застосовуваного обладнання і технології заправляння розрізняють стаціонарні, напівстаціонарні і пересувні автомобільні газозаправні станції, а також стаціонарні і пересувні газонаповнювальні компресорні станції.

Типова стаціонарна газозаправна станція (рис. 15.5) має компресор 1, масловіддільник 2, фільтр 3, відцентровий насос 4, цистерну 5 і роздавальні колонки 6.

Компресор / типу АВ-15 створює в цистерні надлишковий тиск, що на 0,1--0,2 МПа вищий від пружності пари газу, який перекачують, і з цистерни 5 скраплений нафтовий газ через фільтр 3 надходить до відцентрових насосів 4 і далі під тиском до роздавальних колонок 6.

Пересувні газонаповнювальні станції призначені для заправляння газобалонних автомобілів на АТП або при роботі автомобілів у відриві від основної виробничої бази. Для обладнання пересувних газонаповнювальних станцій використовують цистерни АЦ-5, АЦ-6, АЦ-10, змонтовані на шасі автомобілів ЗІЛ-130 або ЗІЛ-130В1 з напівпричепом ОдАЗ-885.

Основні параметри пересувної газонаповнювальної станції ЦППЗ-12-885 такі:

Тепер розроблена малогабаритна газозаправна компресорна станція АГНКС-БКИ-45, призначена для заправляння автомобілів стиснутим природним газом безпосередньо в АТП. Станція дає змогу заправляти за добу не менш як 45 вантажних газобалонних автомобілів типу ЗІЛ або КамАЗ. Ефективність цієї станції вища порівняно з стаціонарними станціями АГНКС-250, АГНКС-500 і пересувними заправниками ПАГЗ-2800-32.

Основне технологічне устаткування, прилади і регулювальні пристрої, що використовуються при створенні пунктів заправляння скрапленим нафтовим газом, наведені в табл. 15.8.

У США найчастіше використовують так зване повільне заправляння балонів одного або відразу кількох автомобілів (рис. 15.6, а). Станція має газопровід 1, вимірник 2 витрачання газу, фільтр 3 з глушником пульсації, компресор 4, осушник 5. Компресор протягом мінімум 4 год нагнітає газ в автомобільні балони, безпосередньо приєднані до виходу компресора. Рідше використовують швидке заправляння, що триває всього тільки 4--6 хв. Компресорні станції швидкого заправляння додатково обладнані резервуарами 6 для зберігання стиснутого газу під тиском приблизно 25 МПа (рис. 15.6, б).

В Італії найпоширеніші дві схеми газонаповнювальних станцій (рис. 15.7). На першій схемі (рис. 15.7, а) станція має головний газопровід 1, три зблокованих компресори 2, три резервуари 3 для зберігання газу, триходовий керуючий клапан 4 розподільника, дросельний клапан 5, газопровід 6, який сполучає резервуар із клапаном, газопровід 7, що сполучає циліндр компресора з клапаном. Після заїзду автомобіля в бокс і підключення роздавального шланга відповідно встановлюють важіль керувального клапана. Стиснутий природний газ із резервуарів, проходячи по газопроводу, надходить у балони автомобіля. Внаслідок спадання тиску газу в резервуарах автоматично підключається один із незалежних циліндрів компресора до балонів автомобіля, і тиск газу в них доводиться до потрібного рівня.

Кожен циліндр компресора наповнює балони тільки одного автомобіля. Поворотом важеля керувального клапана у відповідне положення припиняють подачу газу в балони автомобіля. Водночас відєднуються газопроводи резервуарів і компресора. Працюючий компресор у цей час доводить тиск газу у сховищі до потрібного рівня і вимикається автоматично.

Друга схема (рис. 15.7, б) передбачає використання двох компресорів, увімкнених послідовно. Станція має головний газопровід 1, три зблокованих компресори 3, додатковий компресор 2, резервуари 4 для зберігання газу, клапан 5 вимикання розподільника. Після вмикання газороздавального шланга до балонів автомобіля і відкриття вимикального клапана стиснутого природного газу газ надходить із одного циліндра додаткового компресора. У цей компресор він надходить із резервуарів, які поповнюються за допомогою основного компресора. Станція працює автоматично.

Отже, застосування газового пального істотно знижує токсичність відпрацьованих газів, дає економію рідкого пального нафтового походження, проте потребує додаткових капітальних вкладень у розвиток виробничо-технічної бази, потрібної для забезпечення працездатності газобалонних автомобілів.

Література

1. Канарчук В.Є., Курінков І.П. Виробничі системи на транспорті: Підручник. - К.: Вища шк., 1997.