Аннотация 2
Введение 6
1 Исследование состояния вопроса 8
1.1 Перспективы применения газообразного топлива на автомобильном транспорте 8
1.2 Особенности применения компримированного природного газа 13
1.3 Цель и задачи ВКР 21
2 Расчет тягово-динамических характеристик автомобиля ГАЗон Next 23
2.1 Расчет потребной мощности двигателя 24
2.2 Выбор двигателя и его характеристики 31
2.3 Определение передаточных чисел трансмиссии 36
2.4 Построение тяговой характеристики 39
2.5 Построение динамической характеристики 41
2.6 Построение и расчет скоростных характеристик 44
2.7 Построение характеристик разгона 47
2.8 Мощностной баланс автомобиля 52
2.9 Построение топливной характеристики установившегося движения 54
2.10 Топливно-экономическая характеристика 57
2.11 Построение и расчет характеристик торможения 58
2.12 Тормозной и установочный пути 59
3 Конструкторская разработка 62
3.1 Анализ существующих конструкций и их недостатки, проектный расчет крепления баллонов 62
3.2 Расчет болтовых соединений крепления баллонов на прочность 64
4 Эксплуатация автомобиля с газобаллонным оборудованием 68
5 Производственная и экологическая безопасность 73
5.1 Конструктивно-технологическая и организационно техническая характеристики на технологический процесс переоборудования ГАЗон Next для использования КПГ в качестве альтернативного топлива 73
5.2 Определение профессиональных рисков 75
5.3 Мероприятия по снижению профессиональных рисков 76
5.4 Пожарная безопасность 82
5.5 Экологическая безопасность технологического процесса переоборудования ГАЗон Next для использования КПГ в качестве альтернативного топлива 84
5.6 Расчет выбросов загрязняющих веществ от поста ТО автомобиля ГАЗон Next 86
6 Экономическая оценка эффективности проекта 89
Заключение 96
Список используемой литературы и используемых источников 97
Приложение А Спецификации 100
Увеличение числа автомобилей неизбежно сопровождается повышением расхода жидкого топлива из нефтепродуктов и значительным загрязнением воздуха. На сегодняшний день транспорт в России потребляет более половины светлых нефтепродуктов, что составляет примерно 13% всех энергетических ресурсов. Таким образом, оптимизация объемов использования моторного топлива на основе нефти является одной из важнейших задач национальной экономики. Проблема сокращения загрязнения не менее серьезна, особенно в крупных промышленных городах. Решению этих проблем способствовало широкое использование компримированного природного газа в автотранспортных средствах.
Компримированный природный газ является полноценным топливом для двигателей транспортных средств и не требует большой технической обработки. Расширение сети газопроводов, охватывающих большую часть страны, открывает хорошие перспективы для применения КПГ в качестве моторного топлива для двигателей газобаллонных автомобилей.
Национальные экономические последствия использования компримированного природного газа связаны главным образом с расширением видов традиционных топливно-энергетических ресурсов на автомобильном транспорте и сокращением выбросов токсичных веществ в атмосферу с отработавшими газами.
Двигатели автомобилей являются основой мобильного обеспечения отраслей народного хозяйства Российской Федерации и одним из главных источников загрязнения окружающей среды и потребления моторного топлива нефтяного происхождения. Так, автомобильный транспорт Российской Федерации и соседних стран ежегодно потребляет около 130 миллионов тонн моторного топлива.
Выхлопные газы содержат сотни различных компонентов, большинство из которых ядовиты. Они падают на растения, почву, попадают в организм животных и людей, снижают урожайность, снижают качество сельскохозяйственной продукции, и в конечном итоге оказываются в организмах животных и людей, в потребляемой ими пище.
«Анализ проблем антропогенного и техногенного воздействия транспортных средств на атмосферу показывает, что с учетом современных тенденций развития транспортного комплекса Российской Федерации (уровень технического оснащения автомобилей, качество топливного масла, контроль состояния и снижение вредных выбросов) их воздействие на окружающую среду в течение 5-10 лет значительно возрастет, особенно в крупных городах» [1].
Именно поэтому сейчас назрела острая необходимость в разработке более экологически чистых видов топлива, используемых на автомобильном транспорте.
Российский парк автомобилей на КПГ насчитывает более 40 тысяч единиц. Таким образом, проблема модернизации системы питания автомобиля ГАЗон Next для работы на компримированном природном газе является актуальной.
Эффективность использования компримированного природного газа в качестве топлива для двигателя ЯМЗ-5344-20 автомобиля ГАЗон Next, помимо его относительной дешевизны, характеризуется следующими положительными факторами: снижение износа цилиндропоршневой группы; снижение нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, потому как газ горит плавнее дизельного топлива, сгорание происходит более равномерно; снижение образования нагара в двигателе; снижение токсичности выбросов.
В процессе выполнения ВКР было сделано следующее:
• обоснована актуальность применения компримированного природного газа в качестве альтернативного вида топлива для автомобилей с дизельными двигателями;
• выполнен тягово-динамический расчет автомобиля ГАЗон Next;
• разработана принципиальная схема системы питания автомобиля ГАЗон Next при работе на КПГ;
• произведены расчёты болтовых соединений крепления баллонов на прочность;
• разработаны требования безопасности при обслуживании ГБО;
• выполнен расчет выбросов загрязняющих веществ автомобилем ГАЗон Next;
• посчитана экономическая эффективность перевода автомобиля ГАЗон Next для работы на КПГ.
Расчет технико-экономической эффективности, говорит о целесообразности перевода автомобиля ГАЗон Next на альтернативное топливо - компримированный природный газ. Капитальные затраты на модернизацию системы питания составят 48000 рублей, при этом срок окупаемости составит 1,08 года при пробеге 40000 км.
