авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Повышение эффективности работы тепловозов переводом их на сжиженный газ

-- [ Страница 2 ] --

Разработанная на кафедре «Локомотивы» Омского государственного университета путей сообщения газодизельная стендовая система (рис. 2) является универсальной и предназначена для работы дизельных двигателей как на дизельном топливе, так и на смеси, состоящей из СНГ и дизельного топлива.

Рис. 2. Схема универсальной газодизельной системы топливоподачи дизельного двигателя

Для сохранения номинальной мощности двигателя при непосредственном впрыске сжиженного газа цикловая подача последнего должна быть эквивалентной теплоте сгорания дизельного топлива. Учитывая разницу объемных теплотворных способностей СНГ и дизельного топлива, необходимо выполнить следующее условие:

, (21)

где и – объемная подача соответственно дизельного топлива и сжиженного газа на один рабочий цикл, мм3; и – низшая теплота сгорания соответственно дизельного топлива и сжиженного газа, МДж/л.

Из выражения (21) находим объем СНГ на один рабочий цикл:

. (22)

Это условие справедливо при допущении, что сгорание обоих видов топлива происходит с одинаковой эффективностью.

В пятой главе в первом разделе выполнен анализ результатов экспериментов по определению показателей работы дизелей на СНГ и его смесях с дизельным топливом и высокооктановой присадкой.

Результаты обработки нагрузочных характеристик показаны на рис. 3.

Рис. 3. Нагрузочная характеристика дизеля 7Д6, работающего на топливной смеси: 1 – 20 % дизельного топлива + 78 % сжиженного нефтяного газа + 2 % присадки; 2 – 20 % дизельного топлива + 76 % сжиженного нефтяного газа + 4 % присадки

Экспериментальные данные позволяют сделать следующие выводы:

для устойчивой работы двигателя и сохранения оптимального процентного содержания дизельного топлива (не более 20 %) в смеси необходимо использование высокооктановых присадок;

работа на указанных смесях возможна при обеспечении давления перед насосом большем чем давление насыщенных паров, при увеличении объемной производительности топливной системы на 40-45%, при регулировке топливной аппаратуры на оптимальные параметры процесса впрыска, при регулировке дизеля по углу опережения впрыска смеси сжиженного газа и дизельного топлива.

Ввиду отсутствия стандартной методики в части определения эффективности применения СНГ как для экономии дизельного топлива, так и для одновременного снижения ущерба, причиняемого загрязнением окружающей среды в районе эксплуатации тепловозов, комплексную (обобщенную) оценку энерго-экологических показателей работы тепловоза предлагается оценивать на основе анализа системы «тепловоз – сжиженный нефтяной газ – окружающая среда».

Учитывая причинно-следственные связи, в качестве критерия оценки эффективности использования топлива, предложен комплексный показатель :

, (23)

где – КПД производства СНГ,

, (24)

, , , – соответственно высшая теплота сгорания полезной части топлива (СНГ) и исходного материала (подготовленной к перегонке нефти), энергия, эквивалентная затратам на производство СНГ и на эксплуатацию установки по производству смесевого топлива;

– эффективный КПД дизеля при работе на СНГ (либо на его смесях с дизельным топливом и присадками):

, (25)

где , , , – соответственно индикаторный расход топлива дизелем, низшая теплота сгорания используемого топлива или смеси, среднее эффективное и индикаторное давления в цилиндре дизеля;

– коэффициент снижения токсичности по i-му компоненту вредных выбросов дизеля (NOx, CO, CH, сажа, альдегиды), который оценивается так:

, (26)

где , – концентрации i-го компонента при работе дизеля на СНГ или его смеси с дизельным топливом и присадкой.

Обобщая формулы (23) – (26), можно получить окончательное выражение для оценки энерго-экологического критерия работы дизеля на топливной смеси в виде:

, (27)

где – массовая доля конденсата в продуктах сгорания топлива либо смеси.

Данный критерий составил 31,1% и 33,7% при работе на дизельном топливе и смеси СНГ с дизельным топливом соответственно, что указывает на более предпочтительные экономические и экологические показатели при использовании смеси СНГ и дизельного топлива.

В шестой главе выполнен расчет экономической эффективности применения СНГ для тепловозов ТЭМ-2.

При определении экономической эффективности разработки – перевода дизеля типа ПД1М на сжиженный нефтяной газ кроме различия в стоимости топлива, присадок (бутилнитрата и гидроперекиси кумола) были учтены дополнительные расходы, связанные с дооборудованием дизелей и их систем, а также экономия, образующаяся за счет снижения износа деталей ЦПГ и ТА двигателей.

По опытным данным при работе дизеля на смеси 20 % дизельного топлива + 78 % сжиженного нефтяного газа + 2 % присадки срок службы дизелей ПД1М увеличивается в 1,5 раза из-за уменьшения износа деталей ЦПГ и ТА, а также из-за увеличения срока службы моторного масла.

Для оценки экономической эффективности разработки были определены следующие основные показатели: чистый дисконтированный доход (ЧДД), или интегральный экономический эффект, индекс доходности (ИД) и срок окупаемости (T0). Показатели эффективности определялись из расчета срока службы системы в 10 лет. В результате были получены значения ЧДД > 0 и ИД > 1, что указывает на целесообразность внедрения разработки – перевода дизеля ПД1М на смеси СНГ с дизельным топливом и присадками. Общий годовой экономический эффект разработки составил более 340 тыс. р. на один локомотив.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по диссертационной работе.

В приложениях диссертации приведены сведения об экспериментальных моторных стендах, аппаратуре, датчиках; тарировочный график системы по давлению в цилиндре; образцы индикаторных диаграмм; схемы и др.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполнен качественный и количественный анализ возможностей и условий для сохранения на тепловозе смеси дизельного топлива и сжиженного нефтяного газа.

2. Разработана комбинированная система топливоподачи, обеспечивающая работу тепловозов на дизельном топливе, сжиженном нефтяном газе и его смесях с дизельным топливом и присадками.

3. Предложена технология использования смеси дизельного топлива и сжиженного нефтяного газа для дизелей тепловозов, обеспечивающая улучшение эксплуатационных показателей и снижение затрат на топливо.

4. Исследована и определена степень влияния состава топливной смеси на эксплуатационные характеристики дизелей тепловозов.

5. Разработана математическая модель для оценки эксплуатационных показателей дизелей тепловозов при работе на дизельном топливе, сжиженном нефтяном газе и его смесях с дизельным топливом и присадками.

6. Установлен критерий оценки эффективности работы тепловозов на сжиженном нефтяном газе, его смеси с дизельным топливом и присадками.

7. Проведена оценка эффективности от внедрения технологии использования сжиженного нефтяного газа для работы тепловозов. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет более 340 тыс. р. в год на один локомотив.

8. Полученные новые технические и технологические решения по использованию сжиженного нефтяного газа для работы дизелей тепловозов обеспечивающие снижение затрат на топливо в размере 3 – 5%.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Володин А. И. Моделирование работы топливной аппаратуры дизелей на альтернативном топливе с использованием методов теории подобия /
А. И. Володин, В. Т. Данковцев, В. В. Лукьянченко // Транспорт Урала: Научно-технический журнал. 2009. № 2(21). С. 76 – 79.

2. Лукьянченко В. В. Воспламеняемость альтернативных низкоцетановых топлив с инициирующими присадками для транспортных дизелей / В. В. Лукьянченко // Омский научный вестник. 2009. № 1(77). С. 70 – 74.

3. Лукьянченко В. В. Энерго-экологический критерий для комплексной оценки эффективности использования сжиженного нефтяного газа / В. В. Лукьянченко // Омский научный вестник. 2009. № 2(80). С. 141 – 143.

4. Данковцев В. Т. Анализ влияния характеристик альтернативных видов топлива и смеси на рабочий прцесс дизелей /В. Т. Данковцев, В. В. Лукьянченко // Вестник СибАДИ. 2009. № 2(12). С. 16 – 22.

5. Данковцев В. Т. Перспективы применения аккумуляторных систем топливоподачи дизельных транспортных средств / В. Т. Данковцев, В. В. Лукьянченко // Вестник СибАДИ. 2009. № 3(13). С. 5 – 12.

6. Лукьянченко В. В. Методика оценки цетанового числа сжиженного нефтяного газа, его смеси с дизельным топливом и присадками / В. В. Лукьянченко // Сб. науч. ст. молодых ученых и аспирантов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. Вып. 10. С. 22 – 25.

7. Пат. 88397 Российская Федерация. Аккумуляторная система подачи газодизельного топлива в цилиндры двигателя / В. Т. Данковцев, В. В. Лукьянченко/ заявитель ГОУ ВПО «Омский гос. ун-т путей сообщения».
№ 2009122856; Заявлено 15.06.2009; Опубл. 10.11.09; Бил. №31.

__________________________________________________________________

Типография ОмГУПСа. 2010. Тираж 100 экз. Заказ.

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.