Geum.ru

Научные основы проектирования автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах

Вид материалаАвтореферат диссертации

Содержание


Апробация работы.
Структура и объем диссертации.
Вторая глава
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8

Апробация работы.


Основные материалы диссертации доложены и обсуждены в докладах, семинарах, симпозиумах:
  1. ТаджикНИИНТИ (г. Душанбе) семинар «Обмен опытом по применению альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте общего пользования» 1991 г. 26.04 доклад: «Опыт работы ПО ЗИЛ по эксплуатации газобаллонных автомобилей».
  2. Всесоюзная научно-техническая конференция «Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания» Кировский сельскохозяйственный институт, Киров, 1987 г. Доклад «Оценка эффективности конструкций газобаллонных автомобилей ЗИЛ-433530 и ЗИЛ-433610».
  3. 1-ый Всероссийский семинар профессионалов автобизнеса «Топ-мастер-ХХ1 век», 22-25.06.1998 г. (ДК. АМО ЗИЛ). Доклад о роли МГИУ в подготовке кадров по техническому обслуживанию автотранспортных средств.
  4. ХХУII Научно-техническая конференция ААИ «Автотракторостроение, промышленность и высшая школа, Москва МГТУ «МАМИ» 29, 30 сентября 1999 г.
  5. ХХХ Международная научно-техническая конференция ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва МГТУ «МАМИ», 25,26 сентября 2002 г.
  6. Х Международная научно-техническая конференция «Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования» - Гервикон г. Сумы Украина, Сумской государственный университет, 10-13 сентября 2002 г.
  7. IХ Международные научные чтения Международной Академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ) семинар. 5-7 октября 2005 г.
  8. II Международная конференция «Альтернативные источники энергии для больших городов», Москва, 2006 г.
  9. V Международный автомобильный научный форум (МАНФ) в ТНЦ РФ «НАМИ», октябрь 2006 г.
  10. Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых 13-14 июня 2007 г. «Российский автопром: теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения». Институт машиноведения им. А.А.Благонравова, РАН, Москва, 2007 г.



Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 34 печатных трудах, в том числе в 3-х монографиях.
Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5-и глав, общих выводов, списка литературы (142 наименований).

Диссертация содержит 343 стр. машинописного текста, 147 рис., 91 таблиц, 3 приложения.

Содержание работы.

Первая глава посвящена обоснованию актуальности проблемы «Проектирования ГАТС, работающих на ГМТ», исходя из различных аспектов развивающейся экономики РФ (исторического, международной системы товародвижения, мирового производства ГАТС, финансового состояния мирового автопрома, топливно-энергетического комплекса РФ, водородной энергетики, экологии), формулированию целей работы, определению основных задач.

Трудами таких ученых как Чудаков Е.А., Фалькевич Б.С., Ротенберг Р.В., Полунгян А.А., Петрушов В.А., Певзнер Я.М., Липгарт А.А., Зимелёв Г.В., Есеновский Ю.К., Высоцкий М.С., Бухарин Н.А. и др. были заложены основы разработки ГАТС в нашей стране.

В рассмотренный период разработкой и испытаниями ГАТС и ДВС на ГМТ, а также исследованиями проблем применения ГМТ на автотранспорте работали: Самоль Г.И., Гольдблат И.И., Генкин Г.А., Кригер А.М., Островцев А.Н., Мазепа В.Г., Брагин А.В., Трофимов О.Ф., Морев А.И., Загладин П.Г., Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Гайнуллин Ф.Г., Мкртычан Я.С., Ерохов В.И., Карп И.Н., Пятничко А.И., Гусаров А.П., Лукшо В.А., Кабалкин В.Н., Гусаров В.В. и др.

По изучению энергопотребления ГАТС большой вклад внесли такие ученые, как Токарев А.А., Петрушов В.А., Евграфов А.Н., Московкин В.В. и др.

Вторая глава посвящена изучению энергопотребления ГАТС на различных видах топлива на стадии проектирования и производства.

В п. 2.1. получены точечные оценки ЭСС ГАТС и показателей внешней скоростной характеристики ДВС, позволяющие осуществить:

- проведение нормирования этих показателей и разработку карт контроля качества для управления производством;

- формирование основ методологии проектной эффективности при разработке ГАТС, работающих как на жидких нефтяных топливах, так и на газомоторных топливах (см. табл. 2.1, 2.2).

В п. 2.2. проведена оценка уровня соответствия ГАТС серийного производства нормативам по энергопотреблению и рассчитана удельная оценка фактора неоднородности ГАТС серийного производства:
  • по критерию энергопотребления - 4,02 МДж/100 кмт;
  • по критерию скоростных свойств - 0,59 с/т.

В п. 2.3. на основе использования факторного и регрессионного анализов результатов лабораторно-дорожных испытаний по оценке топливно-скоростных свойств ГАТС в соответствии с методиками ГОСТов 20306-90 и 22576-90 осуществлена формализация сложной системы «автомобиль-водитель-дорога-окружающая среда-производство» (А-В-Д-ОС-Пр) в систему А-Пр с обоснованием критериев энергопотребления, скоростных свойств и общезначимых параметров конструкции (рис. 2.1).

В п. 2.4. проведены результаты идентификации сложной технической системы А- Пр в виде двадцати регрессионных моделей (табл. 2.3).

В п. 2.5. проведено теоретическое исследование энергопотребления и скоростных свойств ГАТС ЗИЛ-4331, работающих на дизельном топливе, и ЗИЛ-481610, работающих на природном газе, серийного производства и определены необходимые диапазоны показателей энергопотребления, скоростных свойств и пределы варьирования значений конструктивных параметров (удельная мощность, удельный литраж ДВС, передаточное число главной передачи), обеспечивающих заданный при проектировании уровень реализации этих свойств на стадии серийного производства.

В п. 2.6. приведены результаты оценки энергопотребления опытных образцов ГАТС в различных весовых состояниях, работающих на природном газе, пропан+бутановых смесях, двухтопливных смесях (бензин+природный газ) (табл. 2.4).

В п. 2.7. исследованы энергопотребление и скоростные свойства (ЭСС) ГАТС по планам полнофакторных экспериментов типа 23 и 24. Результаты эксперимента позволили получить уравнения регрессии и количественно оценить весомость каждого конструктивного параметра при работе ДВС ГАТС как на бензине, так и на природном газе, определить характер функциональной связи между показателями ЭСС и конструктивными параметрами, показателями выходных свойств двигателя в режимах движения с Vconst и при разгоне (табл. 2.5).

В п. 2.8. приведены результаты испытаний ГАТС на бензоводородовоздушных смесях, показавшие целесообразность применения водорода в качестве добавки к бензину (энергопотребление в режиме городского цикла при этом сокращается на 2,4 – 5,6 %) и разработано ТЗ на систему хранения водорода для ГАТС ЗИЛ-431410.


Таблица 2.1

95% интервалы оценки истинных значений показателей энергопотребления грузовых автотранспортных средств, серийного производства, работающих на жидких нефтяных и газомоторных топливах


№№

пп
Автомобили,

автопоезда
Расход энергии (МДж/100км) при скорости (км/ч)
Q гец

МДж/100 км
Q мец

МДж/100 км
Q общ

МДж/100 км

30
40
50
60
70
80

1
ЗИЛ-431410 (шины И-Н142Б), бензин А-76
724,9¸751,4
747,0 ¸773,5
791,2¸ 835,4
844,2¸914,9
937,0¸ 1021,0
1047,5 ¸1171,3









2
ЗИЛ-431410 (шины МИ-151), бензин А-76

782,3 ¸853,1
808,9 ¸875,2
979,6¸ 941,5
941,5¸ 1012,2
1052,0 ¸1105,0
1180,1¸ 1233,2









3
ЗИЛ-431410 + ГКБ-817

(шины И-Н142Б)
861,9 ¸923,9
906,1¸976,8
968,0¸ 1038,7
1047,5¸ 1127,1
1171,3¸ 1029,9
-









4
ЗИЛ-431410 + ГКБ-817

(шины МИ-151)
954,7 ¸1034,3
998,9¸ 1078,5
1074,1 ¸1153,6
1180,1 ¸1268,5
1317,2 ¸1427,7
-









5
КамАЗ-5320, диз. топливо.
658,8 ¸701,3
684,3¸735,3
739,5¸ 790,5
816,0¸ 875,5
922,3 ¸990,3
1062,5 ¸1156,0









6
КамАЗ 5320 + ГКБ-8350Э диз. топливо.
862,8 ¸896,8
879,8¸ 922,3
935,0¸ 977,5
1032,8¸ 1083,8
1168,8 ¸1236,8
1360.0¸1436,5









7
МАЗ-5335, диз. топливо.
603,5 ¸646,0
641,8 ¸675,8
701,3 ¸752,3
794,8¸ 845,8
918,0¸969,0
1062,5 ¸1130,5









8
МАЗ-5335 + МАЗ-8926

диз. топливо.
879,5 ¸905,3
918,0¸ 986,0
998,8¸ 1083,8
1113,5¸ 1224,0
1296,3¸ 1440,8
1483,3 ¸1687,3









9
ЗИЛ-431610 бензин А-76









985,41056,6



1213,31270,7
1118,91466,5
898,3933,3
947,91179,5

10
ЗИЛ-431610 Vh=6л природный газ









907,81076,6



1111.11235,7









11
ЗИЛ-431610 Vh=7л природный газ









909,4989,0



1148,51188,9









12
ЗИЛ-431810 (смесь пропан+бутан)









822,3952,5



1045,61148,8
1260,21542,6
868,11206,5
1022,71291,5