Перевозка, хранение и раздача сжиженного и сжатого газов

Особенность сжиженных нефтяных газов заключается в том, что они переходят из газообразного состояния в жидкое при обычной температуре и сравнительно низких давлениях. Поэтому их можно транспортировать и хранить в герметичных резервуарах или баллонах, рассчитанных на давление 1,6−2,0 МПа, и производить раздачу газа или наполнение им баллонов автомобиля в жидком виде. В качестве сжиженных газов для автомобильных двигателей применяют легкие углеводороды −  пропан, бутан и их смеси. При особо низких температурах применяют пропан с

добавлением до 10 % этана или этилена. Заправляют автомобили сжиженным газом на газонаполнительных станциях путем слива жидкого газообразного топлива из резервуара, в котором он хранится, в автомобильные баллоны. При этом резервуар с жидким газом располагается выше уровня баллона автомобиля. Для уравновешивания давлений парового пространства резервуар и баллон автомобиля соединяют трубопроводом. Недостаток этого способа раздачи − медленное перетекание газа вследствие его малого удельного веса. Баллоны на автомобиле можно заполнять, кроме того, под давлением инертных газов, при помощи компрессора, а также перекачиванием газа центробежными многоступенчатыми насосами. На практике чаще всего используется последний способ.

Баллоны для сжиженного газа, устанавливаемые на автомобилях рассчитаны на давление 1,6 МПа. Каждые 2 года они должны быть переосвидетельствованы. При заправке их сжиженным газом на газонаполнительной станции автомобиль необходимо устанавливать на горизонтальной площадке с тем уровень жидкости в баллоне не превысил максимального значения (90 % от объема баллона). В противном случае уменьшится объем паровой подушки и при нагреве баллона может резко повыситься давление, что приведет к его разгерметизации.

Сжатый природный газ (метан) при повышении давления не переходит из газообразного состояния в жидкое. Поэтому для обеспечения необходимого запаса хода его закачивают под давлением 20 МПа в специальные толстостенные баллоны, устанавливаемые под кузовом автомобиля. Заправка газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, как правило, производится на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС). Газ на АГНКС поступает под небольшим давлением (0,4−1,2 МПа), очищается от механических примесей и компрессорами сжимается до 26−35 МПа. Проходя затем через влагомаслоотделитель и блок осушки, газ поступает в аккумулятор высокого давления, оттуда через специальные узлы запорной и регулирующей арматуры по трубопроводам направляется к заправочным колонкам. Колонки расположены в специальных боксах, куда въезжают автомобили для заправки. Они снабжены шлангом высокого давления, присоединяемым к наполнительному вентилю автомобиля, и имеют контрольный манометр для определения начального давления газа в баллонах и давления в конце заправки. Количество заправленного газа определяется исходя из разности этих давлений по специальной номограмме. В отдельных случаях для заправки газобаллонных автомобилей применяют передвижные газокомпрессорные установки, осуществляющие сжатие газа до 35 МПа непосредственно у потребителя. С их помощью можно заправлять автомобили газом в ночное время, что исключает холостые пробеги. Компрессор модели 2РО-3/350, который составляет основу таких установок, за 16 ч работы заправляет 22 автомобиля. Для дозаправки газобаллонных автомобилей на линии используются специальные установки, в которых газ находится в аккумуляторных агрегатах под давлением 26−35 МПа. Для таких же целей применяют батареи стандартных автомобильных баллонов с давлением 20 МПа, установленных на специально оборудованных для этого автомобилях. Наполнение баллонов автомобиля сжатым газом при дозаправке осуществляется под действием перепада давлений между аккумулятором установки и баллонами автомобиля. Для приближенного определения количества газа V (м3), заправленного в баллоны автомобиля, а  также для учета израсходованного газа пользуются формулой:

В соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением Гостехнадзора РБ автомобильные баллоны для сжатого природного газа должны подвергаться периодическому освидетельствованию на специальных пунктах. Срок освидетельствования для баллонов из легированной стали 1 раз в 5 лет, для баллонов из углеродистой стали 1 раз в 3 года, для баллонов из металлокомпозитных материалов составляют от 2 до 5 лет (определяются разработчиком). Сжатые и сжиженные газы опасны в пожарном отношении, так как при испарении их объем увеличивается соответственно в 600 и 300 раз. В случае пожара на автомобиле надо немедленно закрыть магистральный и баллонный вентили, увеличить частоту вращения коленчатого вала и израсходовать газ из газопроводов. Вспыхнувший газ нужно тушить углекислотным огнетушителем, направляя струю не навстречу огню, а, наоборот, чтобы сбить его.

Какие основные факторы оказывают существенное влияние на расход топлива? Каким образом осуществляется нормирование расхода топлива? Какие виды норм расхода топлива устанавливаются для автомобилей общего назначения?

Основные факторы, влияющие на расход топлива, связаны с механическими потерями в двигателе и трансмиссии, а также с преодолением сопротивления движению автомобиля.

Расход топлива, затрачиваемый на преодоление сопротивления движению, складывается из расходов на преодоление сопротивления качению, аэродинамического сопротивления и сил инерции.

Топливный баланс автомобиля характеризуется следующей зависимостью:

где ∑ Q − суммарный расход топлива на движение автомобиля, л;

− расход топлива на преодоление механических, тепловых и насосных потерь в двигателе, л.;

−расход топлива на преодоление сопротивления качению, л;

Qω−расход топлива на преодоление аэродинамического сопротивления, л;

−расход топлива на преодоление механических потерь в трансмиссии,

Qγ− расход топлива на преодоление сил инерции автомобиля, л;

Qα− расход топлива на преодоление подъемов и спусков, л.

Из топливного баланса легкового автомобиля, приведенного на рисунке 1, следует, что около 60% производимой энергии двигатель потребляет на собственные нужды. Эффективная мощность, подводимая к трансмиссии автомобиля при скорости 40 км/ч, составляет 21%. Механические потери в трансмиссии достигают 10 − 15%.

Эксплуатационный расход топлива, как правило, превышает контрольный расход топлива, приведенный в технической характеристике автомобиля. Обусловлено это тем, что в реальных условиях эксплуатации на расход топлива оказывают влияние ряд дополнительных факторов, которые можно разделить на управляемые и учитываемые.

К управляемым относятся такие факторы, влияя на которые можно изменить расход топлива. В свою очередь управляемые делятся на организационно-технологические и технические.

К учитываемым факторам расхода, объективно действующим на расход топлива, относятся условия эксплуатации и природно-климатические условия, которые оказывают существенное влияние на эксплуатационный расход топлива.

Так, при эксплуатации автомобилей в зоне холодного климата наблюдается резкое увеличение эксплуатационного расхода топлива. Обусловлено это ухудшением теплового режима работы двигателя, тяжелыми условиями движения, необходимостью периодического прогрева двигателя на стоянках, снижением КПД трансмисии и др.

Эксплуатация автомобилей в жаркой сухой местности вызывает снижение наполнения цилиндров и переобогащение рабочей смеси, перегрев двигателя и его систем. В результате этого топливная экономичность существенно ухудшается. Так, при повышении температуры окружающего воздуха с 20 до 40°С удельный расход топлива у дизеля увеличивается на 30%.

При эксплуатации автомобилей в условиях высокогорья также наблюдается ухудшение топливной экономичности. На каждые 100 м подъема снижается в среднем на 12 – 13% мощность двигателя, а экономичность ухудшается на 14 – 15%.

Встречающиеся на практике характерные неисправности узлов и агрегатов оказывают существенное влияние на расход топлива. Например, увеличение пропускной способности главного жиклера карбюратора, нарушение герметичности клапана экономайзера, увеличение зазора в контактах прерывателя, раннее или позднее зажигание, нарушение зазоров в газораспределительном механизме приводят к увеличению расхода на 3–15%. Другие, также часто встречающиеся на практике неисправности (выход из строя одной свечи или форсунки в 6-цилиндровом двигателе, неправильные углы установки колес, уменьшенные зазоры в тормозных механизмах), могут увеличить расход топлива на 15–20%. Поэтому для обеспечения экономии топлива ИТС АТП в первую очередь необходимо обеспечивать качественное проведение ТО и TP в поддержание подвижного состава в технически исправном состоянии.

Как рассчитывают нормативные значения расхода топлива для легковых и одиночных грузовых (бортовых) автомобилей? Как осуществляется нормирование расхода смазочных материалов, электрической и тепловой энергии на предприятии?

Нормы расхода топлива на автомобильном транспорте – это плановые показатели его расхода на единицу работы или пробега. Они являются нормами технологическими, т.е. включают расход топлива, необходимый для осуществления транспортного процесса. Расход топлива на ремонт автомобилей и прочие хозяйственные расходы в состав этих норм не включается и формируется отдельно.

Нормы расхода топлива автомобилями устанавливаются раздельно по автомобильному бензину, дизельному топливу, сжиженному и сжатому газам и служат для нормирования расхода этих ресурсов на АТП, планирования их потребления и оценки эффективности использования. Нормы классифицируются по степени агрегации на индивидуальные и групповые.

Индивидуальные нормы расхода топлива формируются по технологическим объектам (по моделям автомобилей), а групповые – по экономическим объектам (по предприятию).

Индивидуальная норма – это норма расхода топлива автомобилем данной модели в литрах на 100 км пробега, устанавливаемая для однозначно определенных дорожно-эксплуатационных, климатических и нагрузочных условий работы автотранспорта. Эти нормы предназначаются для текущих расчетов с водителями и учета расхода топлива на АТП и называются линейными.

Групповая норма – это норма расхода топлива на производство единицы транспортной работы определенного вида по данному экономическому объекту. В соответствии с Методикой нормирования расхода топлива на автомобильном транспорте для автомобилей, работа которых планируется в тонно-километрах, пассажиро-километрах, платных километрах, установлены соответственно следующие размерности групповых норм: г/(т-км), г/(пасс.-км), г/пл.км.