Контрольная работа по "Транспорту". 29

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального  образования 

«Оренбургский государственный  университет»

 Факультет заочного обучения

Кафедра ТЭРА

 

 

 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Техническая эксплуатация автомобилей, работающих на альтернативных топливах»

БГТИ (филиал) ОГУ 190601.65.6013.238 О

 

 

                                                                   Руководитель работы

_________________Конопля В.В.

«____»__________________2013г.

                                                    Исполнитель

                                                                  студент гр. з10ААХт1

__________________Романов В.Б.

«_____»_________________2013г.

                                                          Нормоконтроль

_______________Максимова С.М.

«_____»________________2013г.

 

 

 

 

 

 

Бузулук  2013

Лист

2

Задание

1. Факторы, способствующие газификации транспортных средств в Российской Федерации
2. Особенности производственно-технической базы предприятий, эксплуатирующих газобаллонные автомобили
3. Устройство газовых баллонов для сжиженного нефтяного и компримированного природного газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Лист

3

1 Факторы, способствующие газификации транспортных средств в Российской Федерации……………………………………………………………………………4

2 Особенности производственно-технической базы предприятий, эксплуатирующих газобаллонные автомобили…………………………………..8

3 Устройство газовых баллонов для сжиженного нефтяного и компримированного природного газа…………………………………………….12

Список используемых источников………………………………………………....20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

4

1 Факторы, способствующие газификации транспортных средств в Российской Федерации

 

Автомобильный парк нашей  страны значительно вырос за последние  годы и его увеличение продолжается. Связанный с этим рост потребления жидкого топлива на транспорте сопровождается истощением хорошо освоенных и удобно расположенных нефтяных месторождений, вследствие чего приходится осваивать новые, расположенные в труднодоступных районах. Это, в свою очередь, приводит к удорожанию как сырой нефти, так и получаемых из нее нефтепродуктов.

Между тем страна располагает  большими запасами высококачественного  моторного топлива, не требующего для  использования в двигателях никакой  химической переработки. Речь идет о  природном газе. Как моторное топливо, природный газ в натуральном  виде превосходит нефтяное топливо. При использовании его обеспечиваются высокие технико-экономические показатели в ДВС, так как природный газ  имеет хорошие антидетонационные  качества, создает благоприятные  условия смесеобразования и обладает широкими пределами воспламенения  в смеси с воздухом. По-видимому, по этой причине первые ДВС делались для работы именно на газе.

В конце 40-х и начале 50-х  годов в СССР было освоено производство газобаллонных автомобилей, использовавших сжатый природный газ. Несколько тысяч таких автомобилей в течение нескольких лет эксплуатировались в Украине и Поволжье – районах, достаточно обеспеченных в то время природным газом.

Однако начальный уровень  газоснабжения и относительно малый  в то время объем добычи газа не позволили расширить применение газобаллонных автомобилей, а возросшая  потребность других отраслей промышленности (например, по производству удобрений), не обеспеченных приростом добычи, привела, в конечном итоге, к прекращению  выпуска таких машин и изъятия  их

 

 

Лист

5

из эксплуатации.

В настоящее время положение  в корне изменилось. Отдельные  магистральные газопроводы давно  объединены в Единую Систему Газоснабжения, которая густой сетью покрывает  всю европейскую часть России, Среднюю Азию, Приморский край и  остров Сахалин. И газификация продолжается бурными темпами.

Таким образом, имеется комплекс факторов – от высоких качеств природного газа, как моторного топлива, до эффективного уровня развития Единой Системы Газоснабжения – определяющих широкие перспективы применения газового топлива на транспорте.

Косвенным подтверждением целесообразности использования природного газа в  качестве топлива для ДВС служит широкое использование его в  Италии, США, Японии, ФРГ, Канаде, Нидерландах  и т. д.

В мировой практике перевод автомобилей с бензинового или дизельного топлива на газовый энергоноситель – удел экономных людей, тех, кто активно эксплуатирует свой автотранспорт. Затраты на приобретение и на установку газового оборудования окупаются после 25–30 тыс. км пробега, если принимать в расчет только разницу цен на оба вида сжигаемого топлива. Но есть и другие, на первый взгляд незначительные, положительные моменты, которые «добавляют денежки в копилку» бережливого владельца автомобиля, оснащенного газобаллонным устройством.

Например:

– срок службы моторного масла увеличивается на 15–20 %;

– увеличивается межремонтный пробег двигателя;

– снижается токсичность выбросов до уровня стандартов Европейского Союза Евро 2 и даже Евро 3;

– значительно увеличивается срок службы нейтрализаторов выхлопных газов.

Есть выгода и в «мировом масштабе». Использование газового топлива  позволяет значительно сократить  потребление жидкого нефтяного  топлива (бензина, солярки). Запасы нефти  не бесконечны. Эксплуатация одного

Лист

6

автомобиля, работающего на газовом  топливе, обеспечивает высвобождение  жидкого моторного топлива от 5 до 10 тонн в год (имеются в виду легковые и малотоннажные автомобили). Кроме того, если сравнивать с бензином, то в газовом варианте за один и  тот же временной период работы, направленной на перемещение определенной массы из пункта А в пункт В, при равных сопутствующих условиях в атмосферу будет выброшено в 1,5 раза меньше токсичных веществ.

Существуют, конечно, отрицательные  факторы использования газового топлива, но они ни в коей мере не перевешивают преимуществ.

Актуальность данного вопроса  – среди проблем долгосрочного  развития ТЭК России – определяется повышенным вниманием к использованию природного газа в качестве моторного топлива на внутреннем рынке. В сложившихся обстоятельствах одним из способ решения государственной задачи развития внутреннего рынка использования газа может стать налаживание серийного производства газобаллонных транспортных средств.

В рамках заседания обсуждались  вопросы: поиск финансово-инвестиционных решений и развитие нормативной  базы для расширения серийного производства газобаллонных транспортных средств; преодоление административных барьеров для увеличения парка газобаллонных  транспортных средств; серийное производство газобаллонных транспортных средств  и развитие газозаправочной сети в России.

Анализ текущего состояния газомоторного  рынка России показывает, что сегодня  имеются достаточно  благоприятные условия для  развития использования газомоторного топлива, прежде всего за счёт использования природного газа и сжиженного углеводородного газа (СУГ). Запасы природного газа в России составляют 32% от мировых, а обязательная переработка попутного нефтяного газа до уровня 95% к 2012 году приведет к увеличению предложения СУГ на внутреннем рынка минимум на 30%. Это дает возможность рассматривать  природный газ  и СУГ в качестве надежных источников энергии. Применение газомоторного топлива имеет ряд существенных преимуществ перед другими видами моторного топлива – это относительно невысокая Лист

7

стоимость и более низкое содержание вредных веществ в выхлопных  газах транспортных средств.

Несмотря на очевидные преимущества, объем использования газомоторного  топлива в России в настоящее  время остается довольно низким. Одной  из причин, заставляющей владельцев транспортных средств отказаться от использования  газомоторного топлива, является высокая  цена установки газового оборудования и отсутствие налоговых преференций  по отношению к газобаллонным  транспортным средствам. В дополнении к этому в некоторых регионах РФ существенными причинами для отказа от перехода на газомоторное топливо являются административные барьеры, в том числе трудности при прохождении государственного технического осмотра (ГТО) в ГИБДД.

По последним статистическим данным, в России порядка 1,4 млн автомобилей работает на газе, из них 1,3 млн – на сжиженном углеводородном газе (СУГ), а 100 тысяч – на компримированном природном газе (КПГ). Газобаллонные транспортные средства, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), представлены пока только в качестве единичных опытных образцов.

Как отметили участники заседания, анализ  текущего состояние рынка газобаллонных транспортных средств позволяет выделить следующие проблемы, препятствующие развитию данного направления:

- Отсутствие потенциальных финансовых и инвестиционных решений (инструментов) для расширения  парка газобаллонных транспортных средств;

- Отсутствие достаточной законодательной и нормативно-технической базы для развития парка газобаллонных транспортных средств;

- Наличие административных барьеров при развитии парка газобаллонных транспортных средств;

- Отсутствие широкомасштабного серийного производства газобаллонных транспортных средств;

- Недостаточный уровень развития газозаправочной инфраструктуры.

 

 

 

Лист

8

2 Особенности производственно-технической базы предприятий, эксплуатирующих газобаллонные автомобили

 

Эксплуатация газобаллонных автомобилей  на СНГ организуется на базе действующих  АТП.

При выборе АТП должно учитываться  наличие производственных возможностей, структура и количественный состав парка газобаллонных автомобилей, удаленность средств заправки автомобилей  газовым топливом и т.д.

Для правильной и технически грамотной  организации эксплуатации газобаллонных  автомобилей инженерно-технические  работники, водительский состав и ремонтные  рабочие должны пройти переподготовку на учебно-производственных комбинатах по специальной 40-часовой программе.

При АТП должна быть создана группа по контролю за учетом использования газового топлива, оптимального планирования перевозок для газобаллонных автомобилей по объемам использования СНГ, своевременного проведения плановых технических обслуживаний, проверки газовой системы на герметичность, расхода запасных частей при текущем ремонте газовой аппаратуры и т.д.

На территории АТП должны быть организованы:

- пост проверки газовой системы  питания на герметичность;

- пост слива газа и дегазации  баллонов;

- специализированный участок по  ремонту газовой аппаратуры;

- специализированные участки в  зонах ТО-1 и ТО-2 и пост диагностики.

Проверка газовой системы питания (ГСП) на герметичность должна входить  в обязательный объем работ ежедневного  обслуживания (ЕО) и организуется на посту контрольно-пропускного пункта (КПП).

Герметичность ГСП должна проверяться  путем омыливания резьбовых соединений газовой аппаратуры мыльным раствором с помощью кисти.

При обнаружении негерметичности ее устранение должно проводиться только

 

Лист

9

после закрытия расходного вентиля  на баллоне и выработки газа.

При обнаружении негерметичности в запорно-предохранительной арматуре устранение неисправности должно производиться только после слива газа из баллона на специализированном посту.

Газобаллонные автомобили всех моделей, работающих на СНГ, могут размещаться  на стоянку в закрытых помещениях в одноэтажных зданиях I - IV степени  огнестойкости, в многоэтажных зданиях I и II степени огнестойкости только на первом этаже. Хранение газобаллонных  автомобилей в подземных гаражах (стоянках) не допускается.

Величина необходимого свободного объема помещений для хранения автомобилей  на СНГ определяется из условия: содержание пропана 76 %, бутана 20 %; давление в баллоне 1,6 МПа; поступление СНГ в помещение  не более 2,71 г на 1 м³ свободного объема.

Расчеты показывают, что величина свободного объема помещения должна составлять от 27 до 77 тыс.м³.

Полученные расчетные величины практически нельзя реализовать  ни в одном существующем или строящемся АТП. Поэтому для обеспечения  условий безопасного хранения газобаллонных  автомобилей, помещения должны быть дооборудованы:

- постоянно действующей естественной  вентиляцией;

- при невозможности осуществления  однократного воздухообмена только  за счет естественной вентиляции  следует дополнительно применять  установки вытяжной вентиляции  во взрывобезопасном исполнении;

- системой автоматического контроля  воздушной среды;

- системой аварийного освещения,  выполненной во взрывозащищенном  исполнении.

Для контроля воздушной среды в  помещениях хранения автомобилей и  на участках по ТР газовой системы питания необходима установка сигнализаторов и газоанализаторов взрывоопасных концентраций.

Данные приборы должны обеспечить:

- отключения всех потребителей  электроэнергии помещения;

- включение аварийного освещения,  вытяжной вентиляции одновременно  с подачей звукового и светового  сигналов.

Места установки датчиков должны определяются, исходя из размещения автомобилей на местах хранения, но не менее одного датчика на каждые 30 - 40 м² площади пола, занятого одним грузовым или двумя легковыми автомобилями, а для участка по ТО и ТР газовой системы питания - по одному датчику на каждый рабочий пост.

Необходимо учитывать: плотность  СНГ по воздуху составляет 1,8 - 1,9. Поэтому датчики следует размещать  на высоте не более 0,8 м от пола. В  обязательном порядке должна быть предусмотрена  установка датчиков в смотровых  канавах - по одному на каждый рабочий  пост, а также в заглубленных помещениях насосных станций водоснабжения  и канализации, в колодцах (отстойниках) сточных вод от мойки автомобилей, компрессорной станции для пункта слива СНГ, телефонных колодцах и  т.п.

Используемая вентиляция должна быть сблокирована с системой автоматического  контроля воздушной среды и дополнительно  оборудована системой дистанционного включения, расположенной снаружи  помещения у основного эвакуационного выхода.

Система автоматического контроля воздушной среды помещений хранения и постов ТО и ТР, диагностирования и регулировочных работ газобаллонных автомобилей должна срабатывать при достижении в помещении концентрации газа в количестве 20 % от нижнего предела воспламеняемости (НПВ), т.е. 0,5 % по объему.

При срабатывании системы автоматического  контроля воздушной среды световая и звуковая сигнализации должны обеспечить оповещение всех работающих в данных помещениях. Одно из световых или сигнальных устройств должно быть размещено  в помещении с постоянным круглосуточнымЛист

10

 пребыванием людей (диспетчерская, помещение охраны и т.д.) и одно - с наружной стороны входов смежных помещений.

Электроснабжение потребителей системы  автоматического контроля воздушной  среды, аварийного освещения и вытяжной вентиляции следует предусмотреть по I-ой категории надежности, что может быть достигнуто при питании их:

- от трансформатора, подключенного  к независимому источнику;

- от трансформаторной подстанции (другой питающей линии);

- от дизельной электростанции.

Электрооборудование помещений, отделенных от помещений хранения и участков по ТО и ТР стеной с проемами или без проемов, кроме аварийного освещения, должно отключаться одновременно с электрооборудованием указанных помещений. В этих помещениях запрещается устанавливать трансформаторы, щиты распределительные и КИП, относящихся к системе питания приборов контроля воздушной среды. При невозможности выполнения вышеуказанных требований, т.е. например, установки трансформатора следует выполнить следующие мероприятия:

- поднять уровень пола не  менее чем 0,15 м по отношению  к уровню пола помещений хранения  автомобилей и постов ТО и  ТР;

- выполнить общую стену с  пределом огнестойкости не менее  0,75 часа, а проемы в ней должны  быть заложены и выполнены  из несгораемых материалов; наличие  более двух перегородок при  этом запрещается.

При проведении работ по ТО и ТР и диагностике газовых систем питания автомобилей и использовании технического оборудования и инструмента в вопросах техники безопасности следует руководствоваться инструкциями по эксплуатации к соответствующему оборудованию и общими «Правилами охраны труда».

Снятие и установка порожних дегазированных и прошедших освидетельствование  баллонов на автомобили следует предусматривать  на постах ТР, оборудованных соответствующими подъемно-транспортными устройствами.

Лист

11

Хранение баллонов для СНГ, снятых с автомобилей, следует предусмотреть  в специально организованном помещении  с принудительно естественной вентиляцией  или под навесом.

Размеры помещения или площадки под навесом для складирования  баллонов

Лист

12

должны определяться расчетом из следующих  условий: время хранения баллонов не более 10 дней и срок переосвидетельствования  баллонов для СНГ 1 раз в 2 года.

На площадках и в помещениях хранения, постов ТО и ТР, диагностирования и регулировочных работ автомобилей, работающих на СНГ, не допускается устройство подземных сооружений: подвалов, калориферных камер для открытых стоянок автомобилей, каналов, приямков, осмотровых канав, тоннелей, колодцев.

Для отвода сточных вод в предприятиях по обслуживанию автомобилей, работающих на СНГ, следует предусмотреть:

- гидрозатворы на трубопроводе  от мойки автомобилей в местные  очистные сооружения;

- колодцы с гидрозатворами перед  присоединением канализационной  сети для дождевых вод к  городской сети.

 

3. Устройство газовых баллонов для сжиженного нефтяного и компримированного природного газа

 

Горючие газы, применяемые в качестве моторного топлива для автомобилей, можно условно разделить на три  основных вида по условиям специфики  содержания, влияющей на возможность  использования на разных классах  автомобилей (легковых, грузовых, автобусов):

1. Сжиженные нефтяные газы (СНГ).

2. Компримированные (сжатые) природные газы (КПГ).

3. Сжиженные природные газы (СПГ).

Сжиженные нефтяные газы при нормальных температурах (в диапазоне от –20 °C до +20 °C) и относительно небольших давлениях (1,0...2,0 МПа – 10...20 кгс/см2) находятся в жидком состоянии. Их основные компоненты – этан, пропан, бутан и весьма близкие к ним непредельные углеводороды – этилен, пропилен, бутилен и их изомер. Эти газы получаются при добыче и переработке

Лист

13

нефти и поэтому их называют сжиженные  нефтяные газы (СНГ). Комплект газового оборудования для СНГ вместе с  баллоном весит от 40 до 60 кг и вполне подходит для установки на легковых автомобилях. Объем баллона обеспечивает пробег около 300 км, что вполне соизмеримо с расчетным пробегом 400 км для автомобиля, работающего на бензине.

Компримированные (сжатые) природные газы (КПГ) при нормальных температурах и любых высоких давлениях находятся в газообразном состоянии. К таким газам относятся метан, водород и др. Наибольший интерес для использования в качестве горючего на автомобильном транспорте представляет метан. Он является основной частью добываемых природных газов и составной частью биогаза, получаемого в результате брожения различных канализационных отходов.

Главным недостатком природного газа, как моторного топлива, является очень низкая объемная концентрация энергии. Если теплота сгорания одного литра жидкого топлива равна, примерно, 31 426, то у природного газа при нормальных условиях она равна 33,52–35,62 кДж, т. е. почти в 1000 раз меньше. По этой причине для использования газа в качестве моторного топлива на транспортном средстве его надо предварительно сжать до высоких давлений 20–25 МПа и более и заполнить им специальные баллоны.

Для хранения газа под таким давлением  выпускаются баллоны из углеродистых и легированных сталей на давление 15–32 МПа. Каждый баллон в незаполненном  состоянии весит более 100 кг. Использование их на легковом автомобиле не рационально, так как их вес соизмерим с возможной полезной нагрузкой.

В связи с этим их используют на грузовых автомобилях и автобусах.

Однако, несмотря на то, что применяемые  в современной практике баллоны  пока тяжелы, они полностью обеспечивают среднесуточный пробег автомобиля и  могут применяться повторно при  списании автомобиля. В некоторых  отраслях техники, применяются армированные пластмассовые сосуды, которые легче  стальных в 4–4,5 раза. В этом случае массовый показатель хранения КПГ, хотя и

Лист

14

остается ниже, чем у бензина, но отличается от него на величину, малосущественную в практике. Но они очень дороги.

ГАЗОВЫЙ БАЛЛОН – стальной резервуар, предназначенный для хранения сжиженного нефтяного газа при температуре от – 40° до + 45 °C. На легковом автомобиле он крепится в багажном отделении или в нише для запасного колеса, а на малотоннажных автомобилях – на раме. Газовый баллон имеет цилиндрическую или тороидальную форму (рис. 1). Различные объемы и геометрические размеры позволяют выбрать оптимальный вариант размещения баллона в багажнике автомобиля. Баллон снабжен вентиляционной коробкой с герметически закрывающейся крышкой. Под крышкой расположены заправочный и расходный вентили, шкала со стрелкой, показывающей уровень газа в баллоне, заправочная чашка (в конструкции «САГА-6» предусмотрен только один расходно-наполнительный вентиль, который всегда находится в открытом положении, датчик дистанционного контроля, определяющий количество газа в баллоне и выносная заправочная горловина).

Рисунок 1: «Газовый баллон»

 

В некоторых конструкциях для заправки газового баллона необходимо:

– открыть крышку вентиляционной коробки;

– закрыть расходный вентиль;

– ввернуть в заправочную чашку переходник;

– подключить к переходнику заправочный пистолет;

– открыть заправочный вентиль на газовом баллоне;

– открыть кран заправочного пистолета.

После того, как баллон на 80–85 % заполнится газом (в баллоне срабатывает отсекающий клапан, при этом слышен характерный щелчок), указанные операции проделывают в обратном порядке (закрыть кран пистолета; закрыть заправочный вентиль на баллоне; снять пистолет, выкрутить переходник; открыть расходный вентиль; закрыть крышку вентиляционной коробки).

Лист

15

В дальнейшем, если автомобиль хранится вне закрытых помещений (уличное  хранение), расходный вентиль можно  не закрывать.

БЛОК ЗАПОРНО-КОНТРОЛЬНОЙ  И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ (рис. 2) устанавливают на унифицированном фланце газового баллона с использованием прокладки, обеспечивающей герметичность соединения. Он является приемным устройством при заполнении баллона сжиженным нефтяным газом и обеспечивает подачу последнего в магистраль газопровода. Блок включает в себя входной штуцер и заправочный вентиль с обратным клапаном, расходный штуцер и расходные вентили жидкой и паровой фаз, ограничительный механизм уровня заправки баллона (мультиклапан). Блок закрыт герметичным кожухом, надежно отделяющим его содержимое от внутреннего объема автомобиля. Вентиляция внутреннего пространства кожуха осуществляется через дренажную трубку, выведенную за пределы кузова автомобиля.

Рисунок 2: «Блок запорно-контрольной и предохранительной арматуры»

1 – предохранительный  клапан; 2 – шарик; 3 – заправочный  вентиль; 4 – скоростной Лист

16

клапан; 5 – прокладка; 6 – прозрачная крышка; 7 – контрольная стрелка; 8 – шкала; 9 – автоматический клапан; 10 – трубка забора газа; 11 – поплавок; 12 – регулировочный винт; 13 – расходный вентиль.

Сжиженным газом баллон заправляют через заправочный вентиль (3). Газ  поступает в баллон, преодолевая  усилия шарика (2), находящегося под  действием пружины.

Баллон наполняется газом, и поплавок (11) поднимается. Автоматический клапан (9) отсекает поступление газа в баллон. Шарик (2) перекрывает обратный выход газа из баллона. Из баллона  газ поступает в магистраль по трубке забора газа (10), отжимая шарик  скоростного клапана (4) через расходный  вентиль (13).