2295

ТЕХНИЧЕСКАЯ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ГАЗОБАЛЛОННЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ

Омск–2010

Министерство образования Российской Федерации Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Издание второе, переработанное и дополненное

Под редакцией проф. Н.Г. Певнева

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного

пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности "Автомобили

иавтомобильное хозяйство" направления подготовки дипломированных специалистов "Эксплуатация наземного транспорта и транспортного

оборудования

Омск Издательство СибАДИ

2010

УДК 621.439:629.114.5 ББК 31.354 Т 12

Авторы:

Н.Г. Певнев, канд. техн. наук, проф., А. П. Елгин, канд. техн. наук, доц., Л.Н. Бухаров, канд. техн. наук, доц.,

Рецензенты:

В.И. Ерохов, доктор техн. наук (МАМИ); Ю.В. Панов, канд.техн. наук, доцент (МАДИ)

Техническя эксплуатация газобаллонных автомобилей:

Учебное пособие /Н.Г. Певнев, А.П. Елгин, Л.Н. Бухаров, Под ред. Н.Г. Певнева. – 2-е изд.,

перераб. и дополненное.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2010.– 202 с.

Рассмотрены свойства газовых топлив, нормирование расхода и способы заправки автомобилей газом. Изложены конструктивные особенности газобаллонного оборудования. Систематизированы и обобщены нормативные материалы, определяющие правила технической эксплуатации газобаллонных автомобилей. На примере технологического комплекса для технического обслуживания и ремонта газобаллонной аппаратуры показана методика применения нормативных документов.

Изложенный в учебном пособии материал может быть полезен студентам специальности 150200 ("Автомобили и автомобильное хозяйство") при изучении программного материала, выполнении курсового и дипломного проектирования, а также слушателям системы повышения квалификации, аспирантам и преподавателям автомобильных специальностей.

Первое издание вышло в 1993 г.

Табл. 22. Ил. 68. Библиогр.: 17 назв.

ВВЕДЕНИЕ

Впоследние годы осуществляются крупномасштабные мероприятия по дальнейшему улучшению структуры топливноэнергетического баланса страны за счет снижения в ней доли нефти как топлива и замены ее газом. В условиях стабилизации добычи нефти, значительного увеличения затрат на ее добычу, необходимости сохранения запасов нефти на более длительные сроки использование альтернативных видов топлива является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Внастоящее время осуществляются мероприятия по переводу части автомобилей на сжиженный нефтяной и сжатый природный газы, расширению использования газового конденсата, созданию технических средств для применения на транспорте криогенного топлива - сжиженного природного газа.

Запасы природного газа в нашей стране значительны. Достаточно велики и ресурсы газового конденсата - отличного сырья для получения сжиженных газов, особенно пропана, бутана и их смесей. Поэтому именно природный газ и газоконденсат, а также продукты их переработки должны в перспективе заменить определенное количество традиционных нефтяных моторных топлив, в первую очередь применяемых на автомобильном транспорте.

Существенные технико-экономические и санитарногигиенические преимущества использования газов по сравнению с бензином подтверждает многолетний опыт эксплуатации автомобилей, работающих на газовом топливе, во многих зарубежных странах и в нашей стране.

При работе автомобильного двигателя на газообразном топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, что снижает загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов, уменьшает нагарообразование

ирасход моторного масла и увеличивает моторесурс двигателя. Пополнение парка автомобилей, работающих на газовом

топливе, производится двумя путями: поставкой в народное хозяйство новых газобаллонных (г/б) автомобилей и переоборудованием карбюраторных автомобилей, находящихся в эксплуатации, в газобаллонные. Для этого используют комплекты

Блок-схема информации для специалиста по эксплуатации газобаллонных автомобилей

газобаллонного оборудования, поставляемые автомобильной промышленностью и рядом промышленных предприятий, изготовляющих отдельные узлы или комплекты оборудования.

Для заправки г/б автомобилей создана сеть стационарных и

передвижных газонаполнительных станций. Большую сложность работники автотранспортных предприятий испытывают по приспособлению имеющейся производственной базы для технического содержания газобаллонных автомобилей, созданию производственных участков для выполнения специфических работ по обслуживанию газобаллонной аппаратуры. В помощь работникам автотранспортных предприятий (АТП) разработано достаточное количество нормативных и руководящих материалов.

Учитывая актуальность перевода автомобилей на газообразное топливо, а следовательно, и необходимость подготовки инженерно-технических работников по эксплуатации газобаллонных автомобилей, представляется целесообразным систематизировать материал, имеющийся в технической литературе, а также полученный авторским коллективом в результате опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ в этом направлении. В настоящем пособии рассмотрены взаимосвязанные вопросы, знание которых необходимо для безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей. Взаимосвязь этих вопросов достаточно хорошо просматривается на приведенной блок-схеме. Из нее видно, насколько широк спектр вопросов, с которыми приходится иметь дело специалисту, занятому эксплуатацией газобаллонных автомобилей.

Перспектива перевода автомобилей с бензиновыми двигателями на сжиженный нефтяной газ ставит перед работниками автомобильного транспорта сложные технические и эксплуатационные задачи, решению которых в определенной степени будет содействовать предлагаемое учебное пособие, предназначенное для подготовки высококвалифицированных специалистов.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

СВОЙСТВА ГАЗОВЫХ ТОПЛИВ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГАЗОБАЛЛОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Глава 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Первым этапом развития газобаллонных (г/б) автомобилей в нашей стране были 1938-1940 годы, когда подготовили к постановке

на производство г/б модификации автомобилей ЗИЛ и ГАЗ, предназначенные для работы на сжиженном пропан-бутановом газе. В связи с известными объективными обстоятельствами (военные годы), серийный выпуск этих модификаций начался только в 1949 году. В это же время были подготовлены к производству модификации автомобилей ЗИЛ, ГАЗ для работы на сжатом газе (ЗИС-156, в последующем ЗИЛ-166, ГАЗ-51Б).

В 1953 году автомобильные заводы приступили к производству автомобилей ЗИС-156А (в последующем ЗИЛ-166А) и ГАЗ-51Ж, предназначенных для работы на сжиженном нефтяном газе. Все упомянутые автомобили с г/б установками выпускались универсальными, т.е. приспособленными для работы как на бензине, так и на газовом топливе. Эти автомобили эксплуатировались с г/б аппаратурой, разработанной в Научноисследовательском автомоторном институте (НАМИ) и изготовленной на Московском карбюраторном заводе (МКЗ-НАМИ).

Второй этап развития г/б автомобилей связан с разработкой унифицированной г/б аппаратуры, предназначенной для автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53, а также для модификаций автомобилей, использующих сжиженный нефтяной и сжатый природный газ в карбюраторных и газодизельных двигателях. Унифицированная г/б аппаратура была разработана НАМИ, испытана и подготовлена к производству в 1960 г. На производство эта аппаратура была поставлена только в 1975 г. на Рязанском заводе автомобильной аппаратуры (РЗАА) и с этого периода стала называться аппаратурой РЗАА–НАМИ. С Рязанского завода г/б аппаратуру поставляли на автозаводы, которые на конвейерах выпускали г/б автомобили ЗИЛ-138 (бортовой), ЗИЛ-138 В1 (седельный тягач), ЗИЛ-ММЗ-45023 (самосвал), ГАЗ-52-07 (бортовые и автомобили-фургоны), ГАЗ - 53–07.

Начиная с 1982 г. организовано серийное производство г/б автомобилей ЗИЛ-138А, ГАЗ-53-27, ГАЗ-52-27, работающих как на сжатом природном газе, так и на бензине. В это же время созданы, испытаны и подготовлены к производству автомобили и автобусы с газодизельными двигателями (15% - дизельного топлива и 85%- природного газа): КамАЗ, МАЗ, КрАЗ, ЛиАЗ-5256, ЛАЗ-4202. При работе по газодизельному процессу мощностные характеристики дизелей сохраняются, а дымность отработавших газов снижается в

2-4 раза.

Из легковых автомобилей в нашей стране отрабатывался только г/б вариант автомобиля-такси ГАЗ-24-07. Для этого автомобиля конструкторским бюро Горьковского автозавода совместно с НАМИ разрабатывалась с 1975 г. г/б аппаратура ЭКОГАЗ. Рязанский завод автоаппаратуры освоил выпуск аппаратуры ЭКО-ГАЗ, но при эксплуатации были получены отрицательные

результаты. Плохо работающий редуктор-испаритель этой аппаратуры был снят с производства, а взамен были использованы узлы унифицированной г/б аппаратуры РЗАА - НАМИ.

Третьим этапом в развитии г/б автомобилей следует считать период начиная с 1985 г., когда вышло постановление правительства о широком использовании на автотранспорте альтернативных топлив. НАМИ подготовил к производству трехступенчатый редуктор для использования сжатого природного газа. Минавтопром закупил лицензию на производство г/б аппаратуры по технической документации фирмы "Полиавто" (Италия).

Начали проводить работу по освоению производства г/б аппаратуры другие министерства. Так, Мингазпром на заводе газовой аппаратуры (г. Новогрудок, Беларусь) впервые в стране начал производство г/б аппаратуры для легковых автомобилей по технической документации НАМИ (руководитель авторского коллектива Лукшо В.А.).

Министерство ЖКХ РСФСР на экспериментальном заводе в г. Белгороде начало осваивать производство г/б аппаратуры для грузовых автомобилей по технической документации СибАДИ. Одновременно производство полного комплекта ГБА по этой документации по заказу МЖКХ РСФСР начали осваивать предприятия г. Омска ("Омсккоммунтехналадка", научнопроизводственный участок ГБА СибАДИ), а также предприятия военно-промышленного комплекса г. Омска.

Позднее, начиная с 1990 г. производство комплектов ГБА для легковых автомобилей начали осваивать в г. Ленинграде (завод "Компрессор") по лицензии "Полиавто", в Перми (авиационный завод) по техдокументации МАМИ, в Нижнем Тагиле (вагоностроительный завод) и в Москве (завод им. Хруничева) по техдокументации НАМИ.

Необходимо отметить, что выпускаемые комплекты ГБА предназначены для переоборудования находящихся в эксплуатации автомобилей. Для успешного их использования ГАИ СССР (письмо №1/1403 от 06.04.89 г.) разрешила индивидуальным владельцам использовать вид топлива по своему усмотрению. Минавтотранс РСФСР подготовил и утвердил нормативные материалы по переоборудованию автомобилей в газобаллонные.

В перспективе намечается широкое использование альтернативных топлив, особенно сжатых и сжиженных природных газов, как наиболее дешевых и достаточно распространенных. Для их широкого использования потребуется разработка облегченных изотермических (криогенных) баллонов. При освоении криогенных баллонов для сжиженного природного газа (СжПГ) этот вид топлива можно считать хорошим конкурентом дорогостоящим бензинам.

Над этой проблемой работают в настоящее время творческие коллективы, конструкторы и технологи многих стран. Отрабатываются варианты бинарных систем, т.е. использования одновременно двух видов топлива, а именно: бензин-газ, газгазоконденсат. Такие автомобили проходят эксплуатационные испытания (патент РФ №2094641 от 27.01. 97, авторы Певнев Н.Г., Елгин А.П., Чмеленко В.И.).

В г. Омске сжиженный нефтяной газ начали использовать на автомобилях-газовозах типа АЦЖГ–6,0. Первые четыре газовоза были переоборудованы в транспортном цехе треста "Союзсибгаз" на основе технической документации, разработанной СибАДИ (Научно–технический отчет по теме № 447, СибАДИ, 1970).

Этот почин подхватили в специализированных предприятиях г. Омска, таких как управление "Омскоблгаз", Управление жилищнокоммунального хозяйства Омского облисполкома и др. На территории транспортного цеха "Омскоблгаза" была построена в г. Омске автомобильная газоналивная станция (АГНС) для заправки автомобилей сжиженным нефтяным газом. В настоящее время в ОАО "Омскоблгаз" функционирует замкнутый технологический комплекс при автотранспортном цехе, где осуществляются переоборудование автомобилей в газобаллонные, заправка, хранение и техническое обслуживание их.

Весь технологический комплекс выполнялся при непосредственном участии СибАДИ (Научно-исследовательские отчеты по темам: № 847,1977; №1192, 1981).

На автотранспортном предприятии производственного объединения "Сибгазификация" (бывший трест "Союзсибгаз") был создан технологический комплекс для обслуживания газобаллонного оборудования автомобилей и специализированных автомобилей-газовозов и емкостей (цистерн) этих автогазовозов (Научно-технический отчет № 764, СибАДИ, 1977).

Освидетельствование газовых автомобильных баллонов осуществляется на специализированном участке ТПО "Омскавтотранс", созданном по техническому проекту СибАДИ (Научно-технический отчет № 198, 1980).

Опыт СибАДИ и автотранспортных предприятий жилищнокоммунального хозяйства Омского облисполкома 1988 г. одобрен коллегией MЖKX РСФСР. Коллегия установила задание СибАДИ– ежегодно по хоздоговору изготавливать 2000 комплектов газобаллонной аппаратуры для переоборудования автомобилей с бензиновыми двигателями на сжиженный нефтяной газ в условиях предприятий жилищно-коммунального хозяйства.

Оригинальность предложенного комплекта газобаллонного оборудования СибАДИ заключалась в том, что с учетом специфики работ спецавтотранспорта жилищно-коммунального хозяйства

(небольшие суточные пробеги) были использованы с незначительными доработками 50-литровые баллоны по ГОСТ 15860–84. Это позволило с небольшими затратами решить проблему замены жидкого топлива (бензина) сжиженным нефтяным газом.

Комплект, разработанный СибАДИ, был принят межведомственной приемочной комиссией и поставлен на производство на предприятиях военно-промышленного комплекса г. Омска.

Упомянутые выше работы выполнялись СибАДИ по научноисследовательским договорам с МЖКХ РФ, с "Омскоблгазом", и по выполняемым работам с данными предприятиями была написана и опубликована книга в качестве производственно-практического издания: А.К. Гаврилов, Н.Г. Певнев, Л.Н. Бухаров "Газобаллонное оборудование автомобилей" (М.: Недра, 1991 – 144 с).

Комплекты газобаллонного оборудования для работы автомобилей на сжиженном нефтяном газе широко используются во многих регионах страны - от Владивостока до Мурманска. Начиная с 1988 г. СибАДИ совместно с автотранспортными предприятиями Управления жилищно-коммунального хозяйства г. Омска переоборудовали более 1000 автомобилей и изготовили более 3000 комплектов, которые были отправлены по заявкам территориально-производственных объединений жилищнокоммунального хозяйства РФ.

Решением Минавтотранса РСФСР от 01.09.90 г. СибАДИ утвержден в качестве базового центра по переподготовке специалистов автотранспортных предприятий, связанных с переоборудованием автомобилей с бензиновыми двигателями на сжиженный нефтяной газ и эксплуатацией их в различных регионах страны. При СибАДИ функционирует факультет повышения квалификации ИТР Минавтотранса и других ведомств.

Кроме того, СибАДИ проводит координацию работ по изготовлению агрегатов и арматуры газобаллонного оборудования на промышленных предприятиях г. Омска и оказывает методическую помощь в подготовке автотранспортных предприятий к переоборудованию находящихся в эксплуатации автомобилей с бензиновыми двигателями на сжиженный нефтяной газ.

Массовое переоборудование автомобилей с бензиновыми двигателями на сжиженный нефтяной газ осуществляется на специальных участках автотранспортных предприятий г. Омска, выполненных на основе разработанных в СибАДИ технологических процессов переоборудования автомобилей, методики испытаний газобаллонного оборудования и правил техники безопасности при переоборудовании автомобилей для работы на сжиженном газе с учетом требований нормативных документов.