Научные основы проектирования автотранспортных средств, работающих на газомоторных топливах

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Диапазон изменения показателей основных свойств газомоторных топлив Средний класс Класс большой грузоподъемности Типовые фазы Транспортный процесс Конечный этап Эксплуатационное направление Показатель эффективности Шкала желательности Проектное направление

Подобный материал:

• Положение о техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств, принадлежащих, 650.33kb.
• «Об обязательном страховании гражданско правовой ответственности владельцев автотранспортных, 473.76kb.
• Конспект первых лекций по дисциплине " основы автоматизированного схемотехнического, 492.96kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины основы компьютерного проектирования рэс направление, 193.97kb.
• Рабочая программа дисциплины основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных, 255.77kb.
• Кодекс на уплату единого налога на вмененный доход для отдельных видов деятельности, 27.5kb.
• Постановление Правительства Российской Федерации, 98.6kb.
• Федеральная целевая программа «Создание автотранспортных средств нового поколения,, 1281.4kb.
• Об организации работ по выдаче владельцам автотранспортных средств, осуществляющих, 49.88kb.
• Информация о контроле автотранспортных средств, осуществляющих международные автомобильные, 7.74kb.

Таблица 5.1

Диапазон изменения показателей основных свойств газомоторных топлив

Номера блоков	№№ пп	Наименование показателя	Единица измерения	Диапазон изменения
1	2	3	4	5
Показатели свойств ГМТ определяющие рабочие процессы в ДВС	1	Теплота сгорания стехиометрической смеси (при 150С, давлении 760 мм.рт.ст.)	МДж/м3	2,993,99
2	Минимальная энергия зажигания	МДж	(0,020,29)10-3
3	Количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания (при 150С, 760мм.рт.ст.)	м3/м3	3,7238,1
4	Энергетический фактор топлива Фэ	МДж/м3	3,133,57
5	Октановое число (ОЧ/Н)	-	56120
6	Температура горения стехиометрической смеси	0С	20202370
7	Температура воспламенения	0С	220700
8 9	Диапазон воспламенения горючей смеси нижний верхний	% %	0,630 677
Показатели свойств ГМТ, определяющие рабочие процессы, их конструкцию, метод хранения топливоподачи	10	Плотность топлива при 150С 760 мм. рт. ст.	кг/м3 кг/л	0,672,46 0,0710,855
11	Температура кипения	0С	-25386
12	Низшая теплота сгорания	МДж/м3 МДж/л	10,228111,7 8,58332,812
13	Коэффициент сжимаемости для компримированных газов (при 20,0 МПа)	-	0,811,14
14	Упругость паров(для сжиженных газов и жидких фаз) при 200С	МПа	1,05,0
15	Идеальные затраты работы для ожижения газа с начальными параметрами 300 К и 101,3 кПа	кДж/кг	14012019
Показатели свойств ГМТ, определяющие безопасность своего использования в транспортном процессе	16	Концентрационные пределы воспламенения газовых смесей с воздухом	% по объему	0,775
17	Концентрационные пределы детонаций газовых смесей с воздухом	% по объему	18,359,0
18	Температура пламени	0С	7502050
19	Скорость горения	м/с	0,342,78
20	Скорость распространения в воздухе	м/с	0,00170,025
21	Коэффициент диффузии в воздухе	м2/с	510-620010-6
22	Максимальное давление взрыва	МПа	0,720,9
Показатели свойств ГМТ, определяющие технико-экономические свойств ГАТС	23	Коэффициент относительной эффективности КОЭ	-	0,351,42
24	Стоимость производства энергии из различных источников	$ / ГДж	2,020,0

В п. 5.5. Разработана схема формирования потенциальных свойств ГАТС в зависимости от вида топлива на основе учета системно-технической увязки элементов ГАТС (рис. 5.3):



входящих в состав объектов более высокого уровня ГАТС (рис.5.1) применительно к типажу ГАТС семейства ЗИЛ (рис. 5.4).



Системы хранения ГМТ


Кп_ф; РП


Вход


ФПС


Вид топлива:

Бензин

Диз. топливо

КПГ

СЖПГ

СНГ

водород


Системы топливоподачи, редуцирования


Кп_н; М; R; Срв


ПСН


Система

смесеприготовления ДВС


МТЗК
МТЗП

МТЗЭ

МТЗУ


ПТ-ЭС

Конструкция ДВС








ФПС АТС ПСН АТС МТЭС АТС


Рис. 5.3. Формирование потенциальных свойств грузовых автотранспортных средств в зависимости от вида топлива,

где - символ технического объединения, - показатель эффективности решения задачи системой (S+1)-го уровня, - показатель эффективности решения задачи n_s системами S- го уровня без их системно-технической увязки.

МТЗК, МТЗП, МТЗЭ, МТЗУ – материально-технические затраты конструирования, производства, эксплуатации, утилизации.


СРЕДНИЙ КЛАСС


Базовые модели

Вариант

L4 136…150 л.с.

L6 150…209 л.с.


L4 136…150 л.с.

L6 150…209 л.с.


L6 150…250 л.с.


L6 150…250 л.с.


L4 108.

…140 л.с.

L4 108.

…140 л.с.

Бензин V8 150 л.с.

L6 180 л.с.


Бензин V8 150 л.с.

V8 185.

L6 149…250 л.с.

…250 л.с.



КЛАСС БОЛЬШОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ

…250 л.с.

V8 230…300 л.с.

V8 185.

L6 226…250 л.с.

Полный вес автопоезда

34, 38, 42m

, 12, 13, 5m

10,


V8 400…500 л.с.


Рис.5.4. Варианты компоновочно-конструкторских схем грузовых автотранспортных средств ЗИЛ и систем хранения природного газа

под давлением 19,6 МПа в баллонах емкостью 50 л, 300 л, 500 л.


Решению теоретических вопросов и проблем эффективного использования грузового автомобильного транспорта посвящены работы Чудакова Е.А., Лейдермана СР., Каниовского П.В., Афанасьева Л.Л. (научные аспекты эксплуатации автомобильного транспорта), Великанова Д.П. (проблемы эффективного использования автомобилей), Говорущенко Н.Я., Корчагина В.А., Резника Л.Г., (проблемы теоретических основ эксплуатации грузовых автомобилей), Николина В.И., (теоретические основы функционирования транспортных систем доставки грузов), Бронштейна Л.А. (вопросы экономики, организации и планирования АТП), Дегтярева Г.Н., Батищева И.И. (вопросы организации и механизации погрузочно-разгрузочных работ на автомобильном транспорте), Гриффа М.И., Чеботарева А.А. (вопросы эффективного использования специализированного автотранспорта), Жаворонкова Е.П., Одинцова Д.Г., Беленького С.Е. (проблемы транспортного обеспечения строительства) и многих других ученых и практиков.

На основе системного подхода к функционированию ГАТС в транспортном процессе (обобщенные графы состояний ГАТС в АТП) было определено содержание внешних условий первой (активных «») и второй (пассивных «U») групп и предложена математическая модель транспортного процесса ГАТС, состоящая из 3-х этапов и 20-ти фаз (рис. 5.5).

Математическая модель транспортного процесса может быть представлена зависимостью вероятности успешного его выполнения Р_трп с учетом всех или части перечисленных выше фаз (рис. 5.5):

Р_трп =P _трп [P_x(S_x); Р_з(Р_з/ S_x); P _п.движ(P _п.движ / S_x ;) S₃; P _разг ( S_разг/ S_x ; S3, S _п.движ); Р_Vconst (S_Vconst/S_x ; S _п.движ, S₃, S _разг) ; Р_замедл( S _зам/ S_x ; S₃, S _п.движ, S _разг ; S_Vconst) ;

Р_п/р( S_п/р/ S_x ; S₃, S_п.движ, S_разг; S_Vconst ; S_зам) ; Р_б( S _б/ S_x ; S₃, S_п.движ, S_разг; S_Vconst ;

S _зам, S _п/р),

где S_X...S_б - события, отражающие успешное выполнение соответствующих фаз, Р_х...Р_б - условные вероятности выполнения соответствующих фаз (при условии, что все предшествующие фазы выполнены).

В п. 5.6. было показано, что исследование эффективности на этапе проектирования предполагает решение основной задачи проектной эффективности, направленной на выбор рациональных параметров проектируемого элемента сложной системы. Ее решение основано на:

1. проведении проектного и эксплуатационного направления исследований при подготовке исходных данных (рис. 5.6);
   
2. разработке математических моделей (рис. 5.7), особенностями которых является: блочный принцип, широкое использование статических методов (факторный, регрессионный анализы);
   
3. использовании критериев принятия решений (критерий Вальда, Сэвиджа) и шкалы желательности при обосновании выбора рационального вариант ККС ГАТС или его элемента (рис. 5.8).
   

Типовые фазы
Работа ДВС на ХХ	Разгон АТС	Движение АТС с Vconst	Замедление АТС (торможение)	Погрузка-разгрузка	Сцепка-расцепка прицепа	Буксировка прицепного состава
Транспортный процесс

Типовые фазы
Буксировка АТС	Сан .обработка (мойка)	Самодиагностика	Замедление АТС (торможение)	Подготовка к стоянке
Конечный этап

Типовые фазы
1.Заправка топлива	2. Хранение	3. Запуск ДВС	4. Подготовка к движению
4.1. Прогрев ДВС	4.2. Прогрев КП, ЗМ	4.3. Прогрев шин	4.4. Заполнение воздухом тормозных систем	4.5. Прогоны ГАТС	4.6. Работа ДВС на ХХ
Начальный этап

Рис. 5.5. Основные этапы и фазы транспортного процесса грузовых автотранспортных средств.







ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ





Показатель эффективности Э

Математическая модель операции Э (И)

Варьируемые эксплуатационные параметры И_vor







СОПОСТАВЛЕНИЕ

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Э

ПРОЕКТНОЕ ПАРАМЕТРЫ И

ПРОЕКТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ Кп





Э

ШКАЛА ЖЕЛАТЕЛЬНОСТИ



Располагаемые показатели ФСП ПСН; ПТЭСИ_р

Функциональная связь

И= Кп)

Множество вариантов Кп_



ЭИ_р


Э(И)


ПРОЕКТНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ




И_vor




Вариант И_р


Рис. 5.6. Направления исследования при подготовке исходных данных.

Модели проектной эффективности





Модель проектируемого изделия

Модель операции





Облик комплекса сложной технической системы

Облик комплекса сложной технической системы


СТО

с грузом

АЗС

АГНКС



без груза



3

2

ГАТС

Параметры структуры ДЗ(ККС)

Схема функционирования

Условия эксплуатации

Блоки расчета конструктивных параметров К_п(ф); К_п(н)

Модель этапа операции 1

Погрузки-разгрузки


Замедление

Движение с Vconst


Разгон


Подготовка к движению


Запуск установки


Хранение

Модель фазы заправки моторным топливом


Системы управления ГАТС и агрегатами

Трансмиссии

ДВС

ККС ГАТС, систем хранения

Получение и преобразование уравнений существования



Буксировка




Формирование вариантов проектируемого ГАТС (рис. 5.4)

Расчет показателей эффективности