Publikacje własne

Работой последовательного впрыска газа управлял компьютер STAG Qbox Basic (рис. 3). Блок управления предназначен для транспортных средств с 4-цилиндровым двигателем с предкамерным впрыском бензина. Конструкция устройства создана на базе 32-битного микропроцессора, позволяющего точно дозировать газ, быстро реагировать на изменяющиеся условия работы двигателя и измерять время впрыска бензина. Платформа оборудования оснащена множеством дополнительных функций, в частности возможностью изменять последовательность впрыска, обслуживать беспроводной интерфейс bluetooth и получать информацию об оборотах на основании сигналов от впрыска бензина. Конструкция оборудования позволяет добавлять новые функции, соответственно расширяя его возможности [7].

Собственные исследования работы легкового автомобиля на газе LPG

С момента покупки автомобиля при каждой заправке топливом собиралась информация о количестве заправленного топлива, его цене и состоянии счетчика расхода топлива. Для регистрации данных использовался фотоаппарат, встроенный в мобильный телефон, сначала Samsung 5610, затем Samsung Galaxy 4 mini. Такой способ сбора данных был выбран в связи с удобством и доступностью мобильного телефона. Информация с фотографий последовательно переносилась на калькуляционный лист, что позволило провести дальнейшие расчеты и их анализ. В таблице 3 представлены основные данные, с разделением на период до монтажа газобаллонного оборудования LPG и после его установки. В период до установки ГБО LPG, длившийся 580 дней, автомобиль проехал практически 15400 км, расходуя неполные 1250 дм3 бензина. Владелец транспортного средства за это время потратил на топливо примерно 1600 USD. 22 июля 2015 г. в исследуемом автомобиле было установлено газобаллонное оборудование LPG, затем данные о заправках собирались на протяжении 85 дней. В этот период автомобиль проехал более 6600 км, расходуя 605 дм3 газа и 24,4 дм3 бензина. Суммарные расходы на топливо составили примерно 315 USD.

Анализ результатов работы легкового автомобиля на газе LPG

Сравнение расхода топлива в периоды до и после монтажа газобаллонного оборудования LPG в исследуемом автомобиле представлено на рисунке 4. Из него следует, что после монтажа ГБО LPG суммарный расход топлива возрос более чем на 17%, однако процент расхода LPG составила 96%. Так как стоимость газа значительно ниже, эксплуатационные затраты на топливо на 100 км снизились более чем на 55% (рис. 5). Учитывая стоимость топлива, расходы, понесенные на приобретение ГБО LPG, окупятся через 11500 км.

Хотя данный анализ основывается на реальных данных, он имеет некоторые недостатки, поскольку сравниваются два разных временных периода, в течение которых стоимость топлива заметно менялась. По многочисленным, независящим от пользователя экономическим и политическим причинам стоимость топлива постоянно колеблется, поэтому при расчете рентабельности установки ГБО данный фактор следует обязательно учитывать. Пользователь интернета может найти страницы с информацией о стоимости различных видов топлива, курсов валют и т.п. Для нужд данной работы воспользовались базой, размещенной на странице [3].

На рисунке 6 представлено изменение средней стоимости бензина с октановым числом 95 и газа LPG за период, соответствующий эксплуатации исследуемого транспортного средства с ГБО. Дополнительно на нем нанесены точки, отображающие стоимость топлива, залитого в автомобиль. 22 июля 2015 г. бензиновый бак и газовый баллон LPG были полностью наполнены, и каждая следующая заправка выполнялась на бензоколонках до момента ее автоматического окончания. По очевидным причинам заправка газом LPG осуществлялась значительно чаще, чем пополнение бензина, расход которого за весь исследуемый период составил неполные 25 дм3, т.е. немного больше половины объема топливного бака автомобиля Reanult Thalia.

Также следует принимать во внимание, что за исследуемый период мог измениться стиль вождения транспортного средства. Эксплуатация автомобиля после установки ГБО LPG отличалась большим процентом поездок на длинные расстояния. Количество преодолеваемых в сутки километров в этот период возросло практически в три раза. Оснащение транспортного средства системой, регистрирующей параметры работы двигателя, в том числе мгновенный расход топлива, позволило более точно оценить рентабельность установки ГБО LPG. Данная система базируется на диагностическом интерфейсе OBD2 тип ELM327 и смартфоне Samsung Galaxy 4 Mini с установленным программным обеспечением Torqe Pro. Информация о каждой трассе сохранялась в памяти смартфона. Следует заметить, что программа Torqe Pro оценивает расход топлива на основании времени открытия бензиновых форсунок, поэтому, кроме оснащения автомобиля ГБО LPG, эти данные используются также для прогнозирования расхода бензина, поскольку интерфейс OBD в данном транспортном средстве не позволяет получать информацию об открытии газовых форсунок. Зависимость среднего прогнозируемого расхода бензина от длины трассы представлена на рисунке 4. Для большей понятности графика ось x представлена в логарифмической системе. Из данного чертежа следует, что транспортное средство эксплуатировалось на трассах длиной от 1 до 300 км. Более точная информация о характере эксплуатации автомобиля представлена на чертеже 5. Из него следует, что транспортное средство часто эксплуатировалось на трассах длиной около 10 км, хотя более половины пробега составляют трассы длиной более 50 км, где расход топлива заметно меньше, чем на более коротких. На основании данных, зарегистрированных программой Torque Pro, и данных, записанных во время заправки автомобиля, сравнивался эксплуатационный расход топлива автомобиля, работающего на газе LPG, с аналогичным расходом бензина (рис. 8).

Из него следует, что изменение стиля передвижения и характера трасс определенным образом повлияли на расход бензина, поскольку он был более чем на 0,5 дм3/100 км меньше, чем согласно предварительному анализу (рис. 4). Это значит, что суммарный расход топлива исследуемым транспортным средством после установки ГБО LGP возрос не на 17%, как предварительно оценивалось, а примерно на 27%. Данный фактор, как и заметное снижение цен на бензин, также повлияли на оценку затрат на поездку на 100 км (рис. 10).

Передвижение исследуемым автомобилем, работающем на газе LPG, по-прежнему представляется более выгодным, поскольку на 47% дешевле, чем при классической работе на бензине. Однако в этом случае, согласно оценкам, средства, инвестированные в ГБО, окупятся примерно через 15000 км, что при существующем на данный момент способе эксплуатации автомобиля займет 6,5 месяцев.

Изменение стоимости топлива оказывает значительное влияние на оценку рентабельности ГБО LPG. Чтобы проиллюстрировать данное явление, использовались данные о ценах на топливо за период от покупки автомобиля. Результаты расчетов представлены на рисунке 11. Из данного чертежа следует, что выгоднее всего эксплуатировать автомобиль на газе LPG в летние месяцы, когда стоимость газа обычно самая низкая. Вследствие значительного снижения цен на бензин на рубеже 2014 и 2015 годов некоторые водители могли утратить интерес к установке на свои автомобили ГБО LPG.

Подведение итогов

Представленный в данной статье метод исследования позволяет определить расход топлива и затраты на топливо при работе автомобиля на традиционном топливе, а именно бензине, и альтернативном – газе LPG. Сопоставление данных затрат с расстоянием позволило провести их анализ. Обнаружено, что после перехода с бензина на газ LPG расход топлива в исследуемом автомобиле увеличился примерно на 27%. Несмотря на это, затраты на топливо снизились почти наполовину, что обусловлено низкой стоимостью газа в сочетании с высоким процентом его расхода (~96%). Учитывая изменчивость стоимости топлива в течение года, расходы на покупку и монтаж газобаллонного оборудования окупятся примерно через 13000 - 24000 км, что при интенсивной эксплуатации автомобиля может составить всего несколько месяцев.