Скачать

Бебенин Е.В.¹, В. П.Захаров², Ченцов Н. А.¹

 ¹Саратовский государственный университет им. Н.И. Вавилова
г. Саратов, Россия

 ²Западно-Казахстанский инженерно-гуманитарный университет
г. Уральск, Казахстан

Аннотация. Данная статья посвящена использованию газообразного топлива в автотракторном машиностроении. Целью данной статьи является экономическое обоснование средств и способа позволяющие увеличить доступность применения газообразного топлива в автотракторном машиностроении. Значительную часть в себестоимости продукции занимает расходы на энергоносители. Так в производстве сельскохозяйственной продукции затраты на горюче-смазочные материалы достигают 50%. В настоящее время активно разрабатываются и внедряются технологии по использованию альтернативных видов топлива, в частности газообразного топлива.
Ключевые слова: система подачи газа в двигатель, газомоторное топливо

________________________________

Бебенин Е.В., В. П.Захаров, Ченцов Н. А. 
ГАЗМОТОРЛЫ ОТЫНДЫ ПАЙДАЛАНУДЫ АРТТЫРУ БОЙЫНША ҚҰРАЛДАР КЕШЕНІН ЭКОНОМИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕУ

Түйіндеме. Өнім құнының әдеуір бөлігін қуаттасымалына кететін шығын алады. Мысалы, ауыл шаруашылық өнімдерін өндіргенде жанар-жағар бұйымдарының шығыны 50 %- ға жетеді. Қазіргі кезде дәстүрлі емес отындарды қолданудың технологиялары  белсенді іздестіріліп және қолдануға енгізілуде, соның ішінде газ тәрізді отындар.
Түйінді сөздер: газдың қозғалтқышқа берілу жүйесі, газмоторлық отын.

_______________________________

Bebenin Y.V., Zaharov V.P, Chentzov N.A. 
THE ECONOMIC RATIONALE FOR INCREASING THE USE OF GAS FUEL

Abstract. A significant part in the cost production takes expense for energy. In agricultural production the expense for fuel and lubricants materials reach 50%. Currently actively are developed and introduced technology on the use of alternative kinds of  fuels, in particular, gaseous fuel.
Keywords: gas supply system in the engine, gas motor fuel.

Введение. Перевод автотракторной техники на альтернативное газообразное топливо происходит с большими трудностями. Данные трудности связаны с длительностью заправки данным видом топлива и отсутствием разветвленной сети заправок газообразного топлива.

В связи с необходимостью перевода техники на газомоторное топливо, природный газ (метан), особенно актуальным остается вопрос с заправками сельскохозяйственных машин, которую нецелесообразно и экономически не выгодно заправлять непосредственно на автоматических газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС). Одним из основных показателей, определяющих сферы эффективного использования газомоторного топлива, является холостой пробег на заправку. Исключить полностью или частично влияние этого фактора и одновременно расширить зону действия АГНКС потенциально до 100 км, а также увеличить ее загрузку позволяет использование передвижных автомобильных газозаправщиков (ПАГЗ). Однако использование ПАГЗ не является достаточно эффективным [1].

Цель данной статьи — экономическое обоснование комплекса средств по повышению использования газомоторного топлива. Для этого необходимо проанализировать существующие методы заправки сельскохозяйственных машин, а также выявить их достоинства и недостатки.

Заправка сельскохозяйственных машин (СМ) по «прямой»  схеме на АГНКС производится непосредственно на автомобильных газовых наполнительных компрессорных станциях (АГНКС), куда СМ перегоняются с места работы.

Достоинствами данной схемы являются высокая производительность и пропускная способность, а недостатками – удаленность  от основных мест эксплуатации с/х техники

Наиболее оптимальным видом заправки СМ является применение передвижных автогазозаправщиков (ПАГЗ). ПАГЗы используются при условии, что дорога на всем участке пути имеет дорожное покрытие. Заправка СМ в этом случае производится на оборудованных площадках куда они, и перегоняются с места работы. Данная схема обладает многими достоинствами, одним из которых является близость заправки СМ к основным местам ее эксплуатации. Однако она обладает и несколькими недостатками: низкая производительность и пропускная способность, неполная заправка (в случае с использования пассивного ПАГЗ), дополнительные затраты на заправку. Однако основным недостатком считается ожидание ПАГЗом готовности СМ к очередной заправке что приводит к простою ПАГЗа.

Рис.1 Заправка с использованием ПАГЗ и узла промежуточного хранения
природного газа в виде баллонных модулей.

Для устранения последнего недостатка, применяют заправку с использованием баллонных модулей (БМ), находящиеся на территории сельхозпроизводителя (Рис. 1), в которые в природный газ перекачивается из ПАГЗа. Данный способ позволяет заправлять большее количество СМ. Недостатком данного способа является неполнота заправки СМ, так как заправка осуществляется только за счет давления в баллонах модуля.

Некоторые сельхозпроизводители приобретают компрессорные установки (КУ), которые позволяют заправлять СМ от системы центрального газоснабжения. Достоинством данного способа можно считать в отсутствие приобретения ПАГЗов и полнота заправки СМ. К недостаткам можно отнести низкая производительность и пропускная способность.

Методы исследований. ПАГЗ представляет собой специальное транспортное средство, в состав которого входят аккумуляторы газа, газозаправочные колонки с коммерческим учётом газа, система автоматического управления (САУ) заправкой автомобилей и дополнительное оборудование. ПАГЗ выполнен на базе комплекта технологического оборудования АГНКС.

ПАГЗы бывают двух видов – пассивного и активного типа. ПАГЗ пассивного типа позволяет перевозить большее количество газообразного топлива и имеет меньшую стоимость как самого ПАГЗа так и заправляемого топлива, чем ПАГЗ активного типа. Однако ПАГЗ активного типа имеет в своем составе компрессор, занимающий достаточно большое пространство в грузовом отсеке ПАГЗа, привод которого осуществляется от теплового двигателя, работающего, как правило, на том же газообразном топливе, что позволяет осуществлять заправку техники полным давлением в 20 МПа, в то время как заправка от ПАГЗ пассивного типа позволяет заполнить баллоны с/х техники давлением зависящим от пропорционального соотношения объема баллонов ПАГЗа и объема баллонов с/х техники [1,2].

Из всего перечисленного становится понятно, что каждый и существующих методов заправки баллонов с/х техники имеет непреодолимые недостатки.

Целесообразность применения ПАГЗ с позиции экономических интересов автотранспортных предприятий требует анализа с целью выявления условий, обеспечивающих их эффективное использование. Себестоимость заправки изменяется под воздействием двух разнонаправленных факторов: увеличивается в связи с ростом затрат на заправку топливом (затраты на эксплуатацию ПАГЗ) и уменьшается в результате сокращения непроизводительных (холостых) пробегов на заправку газом.

Увеличение затрат на заправку прямо пропорционально расходам, связанным с приобретением и эксплуатацией ПАГЗ и обратно пропорционально количеству газа, заправляемого в газобаллонные автомобили за определенный период времени [3].

Снижение себестоимости перевозок, выполняемых газобаллонными автомобилями за счет устранения непроизводительного пробега на заправку, зависит от удаленности АГНКС и эксплуатационно-экономических показателей АТП (структура парка транспортных средств, коэффициент использования пробега, фактическая себестоимость перевозок и др.) [4,5].

Рис. 2 Съемная кассета с баллонами
1- каркас; 2 — баллоны; 3 —  заправочное устройство; 4 — вентили

Результаты и их обсуждение. Результатом решения данных недостатков может служить отход от концепции использования трудносъемной конструкции баллонов, как и на с/х техники, так и на транспорте, доставляющем топливо данной с/х технике. А именно разработка быстросъемной конструкции крепления баллонов кассетного типа (Рисунок 5), так называемых кассетных модулей (КМ), имеющего в своем составе сами баллоны 2 с вентилями 4, каркас 1 с возможностью крепления к раме с/х техники при помощи крепежных приспособлений, заправочное устройство 3, соединительное устройство трубопроводов высокого давления, вентильную группу и трубопроводы соединяющие баллоны, вентильную группу с заправочным и соединительными устройствами. На основании конструкции кассет была разработана схема заправки СМ.

 Рис. 3  Заправка с использованием кассетных модулей (КМ).

Данная система заправки является комбинированный, она обеспечивает возможность заправки КМ как от АГНКС, так и от ПАГЗов и КС, также они могут переводиться любыми грузовыми транспортными средствами, имеющимися в наличии у сельхозпроизводителя. К недостаткам можно отнести: малый объем газа, устанавливаемый на СМ, данный недостаток компенсируется за счет быстроты смены КМ.

Данное решение имеет следующие преимущества:

1. Заправка баллонов осуществляется один раз, что снижает потери газообразного топлива;
2. Позволяет использовать транспорт для доставки кассет к АГНКС, который имеется у с/х производителя, а не закупать дорогостоящие ПАГЗ, цена которых колеблется в районе 50 млн. тенге и не быть зависимыми от владельцев данных ПАГЗ;
3. Возможность изготовления данных кассет собственными силами с/х производителя, что может снизить их стоимость эксплуатации.
4. Для эксплуатации данных кассет требуется наименьшая квалификация персонала с/х предприятия, чем при эксплуатации ПАГЗ активного типа.
5. Себестоимость изготовления кассет сопоставима с изготовлением неразборного каркаса для крепления баллонов с компримированным природным газом.

Однако для осуществления эксплуатации данных кассетных систем, на с/х предприятии необходимо наличие подъемных устройств грузоподъемностью до 1 тонны, которое наверняка есть в любом хозяйстве. Наилучшим вариантом для данных целей является консольный кран (Рисунок 7). Его цена лежит в пределах от 250 тыс. тенге до 1250 тыс. тенге в зависимости от выбора привода – ручного или электрического.

Рис. 4 Консольный кран

Выводы. Таким образом, переход на использование съемных баллонов кассетного типа позволяет сэкономить средств до 50 млн. тенге на покупку ПАГЗа. Применение кассетной вида заправки позволяет значительно сэкономить средства по сравнению с традиционными средствами заправки газообразным топливом, что поможет повысить эффективность заправки данным видом топлива и существенно ускорить внедрение данного вида топлива из-за его выгодности использования.

Список литературы:

1         Володин В.В., Бебенин Е.В., Махоткин А.Г. Особенности использования природного газа в качестве моторного топлива  / // Энергосбережение в Саратовской области. – 2011. — №1(43). – С. 36–37.

2       Володин В.В., Бебенин Е.В. Создание системы для применения различных видов газообразного топлива  / // Саратов-АГРО.2011: материалы научно-практической конференции 2 специализированной выставки; Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. — Саратов, 2011. – С. 125-127.

3        Марков В. Л., Козлов С.И.  Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей  / — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. — 296 с.

4        Корякин А.А. Разработка методики маршрутного нормирования расхода топлива для газодизельных автобусов  /: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук :05.22.10. -М.. 2000.-19 с.

5          Стадник А.В. Повышение эффективности сельскохозяйственных газодизельных тракторов и автомобилей  /: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук :05.20.01,05.04.02. -М, 2002.-20 с.