Combustibilul In Transporturile Rutiere

Cuprins:

Cap.1: GPL – combustibil actual si de perspectiva in transporturile rutiere.Proprietati fizico-chimice…………………………………………………………………………………………….6

Cap.2: Limite ale concentratiilor de noxe impuse de legislatie pentru automobilele alimentate cu GPL ………………………………………………………………………………………………10

Cap.3: Analiza comparativa intre concentratiile noxelor emanate de un motor alimentat cu combustibili clasici fata de unul alimentat cu GPL ……………………………………………..19

Cap.4: Studiul parametrilor tehnici si economici pentru o societate de transport persoane in regim de taxi……………………………………………………………………………………..26

Cap.5: Studiu de caz – comparatie pentru o societate care dispune de un parc de 50 de autoturisme care lucreaza in regim de taximetru in municipiul Pitesti…………………………..41

Cap.6: Concluzii si propuneri……………………………………………………………………63

Bibliografie………………………………………………………………………………………67

Anexe…………………………………………………………………………………………….69

Capitolul I

GPL – combustibil actual si de perspectiva in transporturile rutiere.

Proprietati fizico-chimice

Gazul petrolier lichefiat, abreviat GPL, este un amestec de hidrocarburi gazoase, livrat în butelii sub presiune, în stare lichefiată. Este folosit drept combustibil pentru încălzire și autovehicule. În ultimul timp a început să înlocuiască hidrofluorocarburile ca agent de propulsie în spray-uri, precum și ca agent frigorific, în scopul evitării distrugerii stratului de ozon.

Fig. 1.1 Statie alimentare GPL Fig.1.2 Dispunerea unei instalatii GPL

Principalele componente ale amestecului sunt propanul și butanul, aflate în proporții relativ egale, in functie de climatul regiunii in care se utilizeaza. Mai pot fi prezente mici cantități de propilenă și butilenă. Pentru a sesiza olfactiv eventualele scăpări, în butelii se adaugă mici cantități de etantiol (etilmercaptan). Standardul internațional pentru GPL este EN 589, adoptat și în România ca SR EN 589 .

Fig. 1.3 Structura chimica a Propanului si Butanului

Emisiile nocive provenite de la motoarele alimentate cu GPL sunt similare cu emisiile nocive de la orice motor cu ardere interna si anume:

● Monoxid de carbon (CO)

● Hidrocarburi (HC)

● Oxizi de azot (NOx)

Mooxidul de carbon este generat in evacuare ca urmare a arderii incomplete a combustibilului. CO este un gaz foarte toxic, incolor si inodor. Emisiile de GPL pot contine cantitati considerabile de CO atunci cand motoarele functioneaza in spatii inchise, cum ar fi depozite, cladiri aflate in constructie sau tuneluri. Concentratiile mari de CO sunt periculoase pentru om. Aceasta cauzeaza dureri de cap, ameteli, letargie, si chiar moartea. CO este de obicei o mare ingrijorare ori de cate ori motoarele alimentate cu GPL sunt folosite in spatii inchise.

Hidrocarburile sunt, de asemenea, un produs al arderii incomplete a combustibililor. Emisiile GPL, din cauza compozitiei combustibilului, pot sa contina numai hidrocarburi cu lant scurt. Acestea nu sunt susceptibile de a contine componente toxice care se gasesc in hidrocarburile din benzina. De asemenea, impactul asupra mediului al emisiilor de hidrocarburi din arderea GPL-ului (reactivitate ozon care contribuie la formarea smogului) este mult mai mic decat cel al benzinei. Cu toate acestea, hidrocarburile sunt responsabile pentru mirosul caracteristic, care este adesea o pacoste atunci cand motoarele functioneaza cu GPL in spatii inchise.

Oxizii de azot se formeaza datorita prezentei azotului si a oxigenului in cilindrii motorului, in conditii de temperatura ridicata si presiuni mari. NOx contine in mare parte oxid nitric (NO) dar si dioxid de azot (NO2). Dioxidul de azot este un gaz reactiv, foarte toxic pentru oameni. Acumularea de NOx intr-un spatiu inchis poate fi, de asemenea, in detrimentul marfurilor depozitate. De exemplu, doar cateva ppm de NOx in aerul inconjurator pot schimba culoarea unui stoc de hartie de la alb la galbui. NOx reprezinta o ingrijorare serioasa asupra mediului datorita impactului asupra stratului de ozon si a formarii asa-zisului smog-nor de praf.

GPL-ul a fost introdus pe piata considerandu-se a avea o ,,ardere-curata”. Este cunoscut acest aspect, insa se pune problema poluarii GPL-ului de-a lungul unei perioade mai lungi de intrebuintare (ani). GPL-ul are cu siguranta potentialul de a deveni un combustibil curat. Motivele pentru performantele superioare de emisii au fost urmatoarele:

● Emisii reduse de monoxid de carbon, comparative cu motoarele pe benzina (dar nu la fel de scazute ca in motoarele diesel).

● Numarul emisiilor de hidrocarburi grele HC emise formeaza un lant scurt de carbon pe termen scurt si au un grad scazut de afectare a stratului de ozon.

● Contaminare de emisii toxice scazuta, cum ar fi benzene si 1,3-butadiena.

● Emisii minime in cazul pornirii ,,la rece”.

● Pe masura ce motorul capata uzuri, emisiile de GPL nu cresc foarte mult, spre deosebire de benzina.

● Zero emisii prin evaporare sau in timpul functionarii datorita sistemului etansat.

Dintr-o serie de motive GPL –ul nu este considerat combustibil alternativ al viitorului. Locul sau a fost luat de gazele naturale in competitie cu motorina si biodieselul. In consecinta, dezvoltarea tehnologiei motoarelor pe GPL nu a fost prea mare. Pe de alta parte, motoarele pe benzina si emisiile lor s-au imbunatatit considerabil in ultimul deceniu. Ca urmare, potentialele avantaje ale utilizarii GPL-ului, cum ar fi emisiile scazute de CO nu mai prezinta un lucru prioritar.

In esenta, toate motoarele care utilizeaza GPL sunt conversii ale motoarelor termice pe benzina. Ca atare, ele nu sunt proiectate special pentru a profita de potentialul unui nivel scazut de emisii. Sistemul de control al combustibililui nu este calibrat optim pentru acest tip de combustibil, sacrificand perfomanta, economia de combustibil si emisiile. Performanta si emisiile variaza in functie de motoare si convertoare. Convertoarele electrice disponibile ofera cele mai mici emisii si cea mai mare economie de combustibil, insa exista putine date pana in prezent pentru a verifica aceasta afirmatie. Majotitatea convertoarelor mecanice nu sunt departe de idealul de emisii reduse. Este de asteptat ca un cumparator sa solicite date de la furnizor despre emisii atunci cand cumpara un vehicul cu GPL. Din pacate, majoritatea convertoarelor GPL emit niveluri de CO de la 2 la 4%, in conditiile in care un nivel acceptabil ar trebui sa aiba concentratia de CO la evacuare mai mica de 1% in orice conditie la starea de echilibru.

Emisiile provenite de la motoarele cu GPL depind, de asemenea, in mare masura de calibrarea motorului. Un exemplu care ilustreaza grafic nivelul de CO pentru aer in diferite raporturi de combustibil este prezentat in figura de mai jos. Emisiile de monoxid de carbon cresc enorm atunci cand amestecul devine bogat.

Fig. 1.4 Evolutia CO functie de λ

[Referinta: Studiul poluarii mediului de catre autoturismele alimentate cu GPL]

Capitolul II

Limite ale concentratiilor de noxe impuse de legislatie pentru automobilele alimentate cu GPL

Verificarea conformitatii unui vehicul alimentat cu GPL

Incercarile privind conformitatea productiei se pot efectua folosind un carburant comercial al carui raport C3/C4 se situeaza in intervalul stabilit pentru carburantii de referinta in cazul GPL, al carui indice Wobbe se situeaza intre cei pentru carburantii extremi de referinta, in cazul gazului natural.In acezt caz, se prezinta autoritatii de omologare o analiza a carburantului.

Pentru omologarea de tip a unui vehicul cu multicarburant, producatorul vehiculului trebuie sa descrie capacitatea vehiculului de a se adapta fiecarui tip de carburant (benzina, GPL) care poate sa apara pe piata.

In cazul vehiculelor cu multicarburant, trecerea de la un carburant de referinta la celalalt intre incercari se efectueaza fara reglarea manuala a setarilor motorului.

Cerinte tehnice si incercari suplimentare

Dupa efectuarea alegerii de catre autoritatea de omologare, producatorul nu trebuie sa aduca nicio modificare vehiculului selectat.

Productia de serie este considerata conforma sau neconforma pe baza incercarii unui esantion din vehicule, o data ce se ajunge la o concluzie de aprobare a tuturor poluantilor sau la o concluzie de respingere a unui poluant, in conformitate cu criteriile pentru incercari stabilite in apendicele corespunzator.

Atunci cand se ajunge la o concluzie de aprobare a unui poluant, acea decizie nu se modifica ca urmare a altor incercari suplimentare efectuate pentru a ajunge la o concluzie cu privire la alti poluanti.

Atunci cand nu se ajunge la nicio concluzie cu privire la toti poluantii si la nici o concluzie de respingere a unui poluant, se efectueaza incercarea pe un alt vehicul (Fig.1.2)

Analizorul trebuie sa fie un gaz cromatograf mixt cu detector cu ionizare in flacara (FID) tip sau o ionizare in flacara (FID) cu un separator nemetanic tip, calibrat cu gaz metan exprimat ca echivalent la atomii de carbon.

Figura 2.1 Detector cu ionizare in flacara

Tabelul 2.1 Date tehnice pentru carburantul de referinta

tip GPL

) Aceasta metoda pare sa nu determine cu acuratete prezenta materialelor corozive in cazul in care esantionul contine inhibitori de coroziune sau alte substante chimice care reduc capacitatea coroziva a esantionului asupra benzii de cupru.Prin urmare, adaugarea unor astfel de compusi in scop unic de a influenta metoda de testare aplicata este interzisa.

Figura 2.2 Ciclul de drum

Figura 2.3 Incercarea pe un alt vehicul

Pentru determinarea emisiilor de si a emisiilor de carburant se utilizeaza carburanti de referinta adecvati alesi de catre producator pentru masurarea puterii nete.Pentru GPL se utilizeaza o densitate de referinta de , iar raportul hidrogen-carbon-oxigen se utilizeaza avand urmatoarele valori fixe .

Pentru determinarea consumului de carburant al vehiculelor cu motor cu aprindere prin scanteie alimentate cu GPL, exprimat in litri la 100 km, se aplica urmatoarea formula:

In cazul in care compozitia carburantului utilizat pentru incercare este diferita de compozitia luata in considerare la calcularea consumului normal, la solicitarea producatorului, poate fi aplicat un factor de corectie cf, dupa cum urmeaza:

Factorul de corectie cf care poate fi aplicat se determina astfel:

unde:

=raportul H/C efectiv al carburantului utilizat, determinat astfel:

GPL = Propan (40%) + Butan (60%) =

Raportul H/C pentru Propan va fi:

Raportul H/C pentru Butan va fi:

In consecinta raportul H/C pentru GPL este:

Unde:

FC = consumul de carburant in litri la 100 km;

HC = emisia de hidrocarburi masurata in g/km;

CO = emisia de monoxid de carbon masurata in g/km;

= emisia de dioxid de carbon masurata in g/km;

D = densitatea carburantului de incercare (la temperatura de 15°C in cazul carburantilor gazosi)

Tabelul 2.2 indica realizarea incercarilor pentru omologarea de tip a unui vehicul

Tabelul 2.2 Aplicarea cerintelor pentru incercari referitoare la omologarea de tip si extinderi

(1) Atunci cand un vehicul bicarburant este combinat cu un vehicul cu multicarburant, sunt valabile ambele cerinte pentru incercari.

(2) Incercarea pentru benzina numai la vehiculele omologate anterior datelor stabilite la articolul 10 alineatul (6) din Regulamentul (CE) nr.715/2007.Incercarea va fi efectuata cu ambii carburanti la, sau ulterior, acestor date.

Extinderi pentru durabilitatea dispozitivelor pentru controlul poluarii

Omologarea acordata unui tip de vehicul poate fi extinsa la tipuri diferite de vehicule, cu conditia ca pentru vehicul, motor sau sistemul de control al poluarii specificati mai jos sa fie identici sau sa se mentina in cadrul acelorasi tolerante stabilite.

Vehicul – clasa de inertie: doua clase de ineryoe imediat superioare si orice clasa de inertie inferioara echivalenta. Sarcina totala in functionare la 80 km/h: +5% peste si oricare din valorile de mai jos.

Motor:

Cilindree (±15%)

Numarul si controlul supapelor

ercarea va fi efectuata cu ambii carburanti la, sau ulterior, acestor date.

Extinderi pentru durabilitatea dispozitivelor pentru controlul poluarii

Omologarea acordata unui tip de vehicul poate fi extinsa la tipuri diferite de vehicule, cu conditia ca pentru vehicul, motor sau sistemul de control al poluarii specificati mai jos sa fie identici sau sa se mentina in cadrul acelorasi tolerante stabilite.

Vehicul – clasa de inertie: doua clase de ineryoe imediat superioare si orice clasa de inertie inferioara echivalenta. Sarcina totala in functionare la 80 km/h: +5% peste si oricare din valorile de mai jos.

Motor:

Cilindree (±15%)

Numarul si controlul supapelor

Sistemul de alimentare

Tipul de sistem de racire

Ciclul de combustie

Parametrii sistemului de control al poluarii sunt:

Convertizoare catalitice si filtrele pentru particule:

Numarul de convertizoare catalitice, filtre si elemente;

Dimensiunea convertizoarelor catalitice si filtrelor (volumul monolitului ±15%);

Tipul activitatii catalitice (oxidare, trei cai, conducta inclinata pentru , SCR-redicere catalitica selectiva, catalizator inclinat pentru etc;

Incarcatura de metale pretioase (identica sau mai mare);

Tipul de metale pretioase si proportia de metale pretioase (±15%);

Substractul (structura si material);

Densitatea celuleor;

Variatie de temperatura de maximum 50 K la intrarea convertizorului catalitic sau filtrului.Aceasta variatie de temperatura trebuie sa fie verificata in conditii stabile, la o viteza de 120 km/h cu incarcatura stabilita pentru incercari de tipul 1.

Injectia de aer:

Cu sau fara;

Tip (pulsair, pompe cu aer etc.).

EGR (recircularea gazelor de esapament):

Cu sau fara;

Tipul (cu racire sau fara, comanda activa sau pasiva, presiune inalta sau pasiva).

Incercarea de durabilitate poate fi realizata utilizand un vehicul al carui caroserie, cutie de viteze (automata sau manuala), dimensiuni ale rotilor sau pneurilor sunt diferite de cele ale vehiculului pentru care se solicita omologarea.

Compozitia chimica a carburantilor GPL de la diferite statii de alimentare din municipiul Pitesti:

Tabelul 2.3 Limite de emisii EURO 5

Cheie: PI = Aprindere prin scanteie, CI = Aprindere prin comprimare

(1) Inainte de aplicarea valorii limita de 4,5 mg/km se introduce o procedura de masurare revizuita.

(2) Inainte de aplicarea valorii limita se introduce o noua procedura de masurare.

(3) Standardele masei de particule la aprinderea prin scanteie se aplica doar in cazul vehiculelor cu motor cu injectie directa.

Referinta: Jurnalul Oficial al Uniunii Europene, 29.06.2007

Capitolul III

Analiza comparativa intre concentratiile noxelor emanate de un motor alimentat cu combustibili clasici fata de unul alimentat cu GPL

Pentru norma de poluare EURO IV valorile maxime admisibile ale concentratiilor emisiilor poluante sunt prezentate in tebelul 3.1:

Tab. 3.1

Grafic, valorile din tabelul de mai sus au urmatoarea forma:

Fig. 3.1

Pe baza unei medii efectuata intr-o statie ITP, valorile medii pentru concentratiile emisiilor poluante ale vehiculelor EURO IV sunt urmatoarele:

Fig. 3.2

Buletin analiza benzina Buletin analiza GPL

[Referinta:Statia ITP Nasicom]

Tab.3.2

Grafic, valorile din tabelul de mai sus au urmatoarea forma:

Fig. 3.3

Conform unor cercetari efectuate dupa normele vest-europene ECE 15/03, s-a ajuns la concluzia ca pentru acelasi automobil echipat cu un M.A.S. care functioneaza alternativ cu benzina si GPL, in cazul utilizarii GPL-ului emisiile poluante vor fi astfel:

monoxidul de carbon CO va fi mai redus in medie cu 76 %;

hidrocarburile HC scad in medie cu 40 %;

emisiile oxizilor de azot vor creste, in medie, cu 17 %.

In ceea ce priveste puterea motorului rezultata in urma utilizarii GPL-ului, aceasta se diminueaza in medie cu 6 % .

[Referinta: Automobilul cu combustibili neconventionali, N.Apostolescu, D.Sfinteanu,]

Tab. 3.3 Puterea motorului in functie de carburant

In graficul urmator sunt prezentate valorile puterii rezultate la motor in urma functionarii cu benzina, respectiv GPL:

Fig. 3.4 Puterea motorului

Bilantul energetic

Pentru un automobil echipat cu MAS, alimentat cu benzina si GPL, vom avea consumuri exprimate in l/100 km, kg/100 km si in unitati de energie kJ/100 km, astfel:

Conform cartii tehnice a automobilului, pentru distanta de 100 km consumul va fi :

8 l/100 km in cazul alimentarii cu benzina;

10 l/100 km in cazul alimentarii cu GPL.

Atunci consumul de carburant exprimat in kg/100 km va fi:

pentru benzina:

kg/100 km

pentru GPL:

kg/100 km

Consumul energetic pentru fiecare tip de carburant va fi calculat tinand cont de faptul ca puterea calorifica inferioara are valoarea de 10500 kJ/kg:

pentru benzina:

kJ/100 km

pentru GPL:

kJ/100 km

In continuare sunt prezentate tabelar valorile privind consumul de carburant exprimate in l/100 km, kg/100 km si kJ/100 km:

Tab. 3.4 Consumul de carburant

Schematic, diferenta dintre consumuri poate fi reprezentata astfel:

Fig. 3.5 Consum litric benzina/GPL

Fig. 3.6 Consumul energetic benzina/GPL

Din graficele de mai sus se observa ca desi consumul litric de GPL este mai mare cu 25 %, in final consumul energetic este mai redus cu 10 %.

Capitolul IV

Studiul parametrilor tehnici si economici pentru o societate de transport persoane in regim de taxi

Vom alege ca referinta cazul unui automobil marca Dacia Logan, echipat cu un MAS de 1400 , alimentat cu benzina si GPL, utilizat in regim de taxi. Vom analiza variatiile consumului de carburant, al rulajului, ale emisiilor emanate si costurile aferente consumului de combustibil.

Fig. 4.1 Autoturism taxi Dacia Logan

4.1 Studiul rulajului

In cazul functionarii in regim de taxi am considerat ca automobilul va fi folosit 24 /24 h. Tinand cont de valorile concrete a numarului de kilometri parcursi de taximetrele de la diverse firme precum si de anotimp, densitatea locuitorilor din oras, a suprafetei acestuia si a celorlalte mijloace de transport, am estimat urmatoarele parsursuri zilnice, lunare si anuale:

[Referinta: S.C. Actual Taxi S.R.L.]

Tab. 4.1 Rulajul unui taxi

Grafic, parcursul lunar va arata astfel:

Fig. 4.2 Parcursul unui taxi in timpul unui an

4.2 Studiul consumului de carburant

Consideram consumurile de combustibil din capitolul anterior, respectiv:

in cazul functionarii cu benzina automobilul va consuma in regim urban 8 l/100 km;

in cazul functionarii cu GPL automobilul va consuma in regim urban 10 l/100 km.

Cunoscand parcursurile zilnice, lunare si anuale, se poate estima consumul pentru fiecare tip de carburant, in felul urmator:

Pentru benzina:

consumul zilnic :

consumul lunar:

consumul anual:

Pentru GPL:

consumul zilnic :

consumul lunar:

consumul anual:

Unde:

– consumul zilnic; – parcursul lunar;

– consumul lunar – parcursul anual;

– consumul anual; – consumul de benzina;

– parcursul zilnic; – consumul de GPL.

Utilizand calculele de mai sus, s-au obtinut urmatoarele rezultate:

Pentru benzina:

Tab. 4.2 Consum benzina zilnic/lunar/anual taxi

Pentru GPL:

Tab. 4.3 Consum GPL zilnic/lunar/anual taxi

Grafic, variatia consumurilor lunare de combustibil va capata urmatoarea forma:

Fig. 4.3 Comparatie consum lunar de combustibil

Anual, graficul care infatiseaza consumul de carburant arata astfel:

Fig. 4.4 Consum anual carburant

4.3 Studiul emisiilor poluante

Pentru determinarea valorilor emisiilor poluante, s-a tinut cont de valorile determinate pentru fiecare tp de combustibil in parte din capitolul anterior si s-au obtinut urmatoarele rezultate :

Tab.4.4 Emisii poluante lunare pentru benzina

Tab.4.5 Emisii poluante lunare pentru GPL

Unde:

– reprezinta emanatia produsa de automobil timp de 1 luna exprimata in [g], iar x reprezinta tipul emanatiei (CO, HC sau NOx);

– reprezinta parcursul lunar;

– reprezinta emanatia produsa de automobil in exprimata [g/km]

In decursul unui an, emanatiile produse de automobil utilizand benzina, respectiv GPL, vor avea urmatoarea forma:

Fig. 4.5 Emanatiile lunare utilizand benzina

Fig. 4.6 Emanatiile lunare utilizand GPL

Fig. 4.7 Emanatiile lunare utilizand benzina/GPL

De-a lungul unui an, totalul emisiilor poluante provenite atat din urma arderii benzinei dar si de pe urma arderii GPL-ului, pot fi estimate in [g] dupa cum urmeaza:

Fig. 4.8 Emanatiile anuale CO, HC, NOx

4.4 Studiul costului cu combustibilul

Fig. 4.9 Pompe pentru alimentare cu combustibil

Pentru a estimarea costurilor cu combustibilul s-au folosit urmatoarele valori:

6 lei/l pentru benzina;

3 lei/l pentru GPL.

In functie de distanta parcursa, s-au calculat costul aferent pentru fiecare tip de combustibil pe zi, pe luna si respectiv pe an, utilizand formulele:

pentru costul zilnic de carburant:

pentru costul lunar de carburant:

pentru costul anual de carburant:

Cheltuielile aferente cu benzina sunt urmatoarele:

Tab. 4.6 Costuri lunare pentru benzina

Cheltuielile aferente cu GPL-ul sunt urmatoarele:

Tab. 4.7 Costuri lunare pentru GPL

Pentru a sesiza mai evident diferenta dintre cheltuielile anuale cu combustibilul, s-a facut urmatorul grafic:

Fig. 4.10 Variatia lunara a costurilor aferente carburantului

Fig. 4.11 Comparare costuri anuale benzina/GPL

Unde:

– costul zilnic cu carburantul;

– costul lunar cu carburantul;

– costul annual cu carburantul;

– pretul carburantului;

– parcursul zilnic;

– parcursul lunar;

– parcursul anual.

4.5 Functia de eficienta

Pentru o vedere de ansamblu cat mai precisa si pentru a evidentia avantajele/dezavantajele fiecarui carburant in parte, s-a efectuat o comparatie de tip functie eficienta, conform tabelului urmator:

Tab. 4.8 Tabel cu valori pentru functia de eficienta

Cu datele din tabelul de mai sus si utilizand formulele specifice s-au aplicat:

functia pentru benzina:

functia pentru GPL:

Datele obtinute reprezinta interpretarea sub forma unor note care ne ajuta sa diferentiem care combustibili se apropie de etalon, considerat ca indeplinind valoare ideala.

Unde:

Pondere – reprezinta valoarea de luat in calcul pentru atingerea obiectivelor etalon (suma elementelor trebuie sa fie 1);

Abenz – reprezinta raportul dintre valoarea existenta e elementului de comparat si valoarea etalon;

Agpl – reprezinta raportul dintre valoarea existenta e elementului de comparat si valoarea etalon.

Concluzionand cu o exprimare grafica, rezultatele obtinute vor indica urmatoarea figura:

Fig. 4.12 Rezultate functia de eficienta

Capitolul V

Studiu de caz – comparatie pentru o societate ce dispune de un parc de 50 de autoturisme care lucreaza in regim de taximetru in municipiul Pitesti

In cele ce urmeaza se v-a studia o companie de taxi care dispune de un numar de 50 automobile ce functioneaza alternativ cu benzina si GPL.Vom face o comparatie din punct de vedere al consumului de carburant, al emisiilor poluante si al costurilor aferente combustibilului utilizat, tinand cont de marca automobilului, capacitatea cilindrica, anul fabricatiei si rulaj.

Fig. 5.1 Parc taximetre

Parcul auto ce urmeaza a fi studiat contine urmatoarele automobile:

Tab. 5.1 Detalii parc taximetre

5.1 Analiza consumului de carburant

Experimental, s-au obtinut urmatoarele consumuri urbane de combustibil:

Tab. 5.2 Consumuri urbane de carburant

Conform graficelor urmatoare, se observa ca automobilul cu cel mai mic consum de combustibil este Daewo Matiz, in timp ce consumul cel mai ridicat este obtinut de catre Maybach.

Fig. 5.1 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.2 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.3 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.4 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.5 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.6 Comparatie consum benzina/GPL

Fig. 5.7 Comparatie consum benzina/GPL

Raportat la unitatile de energie consumate vom obtine:

Tab. 5.3 Consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.8 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.9 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.10 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.11 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.12 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.13 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Fig. 5.14 Comparatie consum energetic benzina/GPL

Anual, se va obtine urmatorul consum de carburant :

Unde:

– reprezinta consumul de carburant (benzina sau GPL);

– parcursul anual;

– numarul de vehicule din tipul respectiv;

– densitatea carburantului (benzina sau GPL).

Tab. 5.4 Consumul anual de carburant

Exprimarea grafica va arata astfel:

Fig. 5.15 Consum annual de carburant

5.2 Analiza emisiilor poluante

Pentru determinarea emisiilor poluante (CO, HC si NOx), am utilizat urmatoarea formula

Unde:

– reprezinta cantitatea de emanatie pe care dorim sa o determinam;

x – reprezinta emanatia (CO, HC, NOx);

– parcursul anual.

Tab. 5.5 Emisii poluante benzina

Tab. 5.6 Emisii poluante GPL

Exprimarea grafica pentru emanatiile calculate mai sus sunt urmatoarele:

Fig. 5.16 Emisii poluante

Fig. 5.17 Emisii poluante

Fig. 5.18 Emisii poluante

Fig. 5.19 Emisii poluante

Fig. 5.20 Emisii poluante

Fig. 5.21 Comparatie emisii poluante benzina

Fig. 5.22 Comparatie emisii poluante GPL

Fig. 5.23 Emisii poluante CO benzina

Fig. 5.24 Emisii poluante HC benzina

Fig. 5.25 Emisii poluante NOx benzina

Fig. 5.26 Emisii poluante CO GPL

Fig. 5.27 Emisii poluante HC GPL

Fig. 5.28 Emisii poluante NOx GPL

5.3 Analiza costurilor pentru carburant

Cheltuielile aferente alimentarii autovehiculelor cu combustibil sunt esentiale si trebuie estimate pentru a afla informatii necesare privind profitul, mai ales in cazul de fata cand se utilizeaza doua tipuri de combustibil, al caror tarif difera foarte mult.

Fig. 5.29 Evolutie pret carburant

Pentru calculele de mai jos s-au estimat urmatoarele tarife pentru combusibil:

6 lei/litrul de benzina;

3 lei litrul de GPL.

Fig. 5.30 Simbolizare cost carburant

In prima etapa am calculat pentru parcurgerea distantei de 100 km care este costul necesar combustibilului pentru a parcurge aceasta distanta.

Tab. 5.7 Comparatie cost carburant

Conform calculelor de mai sus am interpretat rezultatele in figurile urmatoare:

Fig. 5.31 Comparatie cost benzina

Fig. 5.32 Comparatie cost GPL

In cea de-a doua etapa privind estimarea costurilor cu combustibilul, am calculat care este costul total al carburantului pentru o perioada de 1 an, in functie de numarul de automobile pentru fiecare tip de autovehicul si de numarul de kilometri parcursi.Cu alte cuvinte, acesta este costul total al firmei cu carburantul pentru intregul lot de 50 de automobile.

Tab. 5.8 Comparatie cost anual pentru carburant

Interpretarea grafica a rezultatelor este urmatoarea:

Fig. 5.33 Exprimare grafica a costurilor pentru benzina

Fig. 5.34 Exprimare grafica a costurilor pentru GPL

Pentru o vedere in ansamblu mai buna asupra comportamentului vehiculelor de mai sus si pentru o concluzie clara despre care vehicul se poate spune ca este mai eficient, s-a intocmit o functie de eficienta ale carei criterii sunt urmatoarele:

Tab. 5.9 Elemente functie functie de eficienta

Utilizand datele din tabelul de mai sus s-au obtinut urmatoarele rezultate interpretate sub forma unor note, minim 0 si maxim 10, in care nota maxima exprima potentialul vehiculului de a fi utilizat in regim de taxi constrans de conditiile de economicitate, confort, costuri etc:

Tab. 5.10 Rezultate functie eficienta

Interpretarea grafica a rezultatelor este urmatoarea:

Fig. 5.35 Interpretare grafica functie de eficienta

Din functia de eficienta desfasurata mai sus deducem ca in conditiile date, cel mai potrivit autovehicul din punct de vedere economic, ecologic, al costurilor de intretinere s.a.m.d. este Daewoo Matiz, care se detaseaza fata de locul 2 obtinut de Dacia Logan cu motor de 1200 cmc cu peste 50 %.

Capitolul VI

Concluzii si propuneri

Concluzii

In urma studiului efectuat in capitolele anterioare, se desprind urmatoarele concluzii:

Din punct de vedere economic:

atat datorita faptului ca GPL este un combustibil care se obtine la un cost relativ scazut, cat si datorita faptului ca este un carburant de viitor (ecologic) pretul final de vanzare la statiile de alimentare este fara accize si alte taxe suplimentare fiind aproximativ la jumatatea pretului benzinei;

consumul litric de GPL pentru un motor este cu maxim 10% mai mare decat consumul de benzina, fapt datorat densitatii GPL care este mai mica decat cea a benzinei;

luand in considerare aspectele prezentate anterior, se realizeaza o economie reala de aproximativ 40 – 50 %;

datorita economiei, amortizarea investitiei pentru montarea instalatiei GPL se face relativ usor (aproximativ 10.000-15.000 km), numai din diferenta de cost benzina-GPL;

pretul se amortizeaza in maxim 1 an de utilizare in mediul de trafic preponderent urban;

Din punct de vedere al sigurantei in exploatare:

contrar a ceea ce se crede, instalatia de alimentare cu GPL este mult mai sigura decât cea de benzina, deoarece componentele sunt supuse unor severe verificari fiind omologate international;

rezervorul este realizat din material special tratat chimic pentru a evita fisurile in caz de accident, este dotat cu un grup de supape care împiedica umplerea cu mai mult de 80% din capacitate, permitând astfel gazului o expandare in caz de temperaturi înalte sau accidente;

in cazul ruperii in mod accidental a unei conducte de gaz aceasta sesizeaza debitul crescut de gaz si opreste automat alimentarea;

testele au demonstrat ca un automobil pe care este montata o instalatie GPL nu explodeaza;

Din punct de vedere ecologic:

pentru ca foloseste un carburant fara sulf, benzen, plumb, sau alte substante cancerigene, GPL-ul se amesteca foarte bine cu aerul realizându-se un amestec carburant mai omogen si o ardere imbunatatita fara depuneri de calamina si hidrocarburi;

un avantaj al autogazului din punct de vedere al mediului, este rezultatul faptului ca acest carburant are o ardere mai completa in motor, gazele arse rezultate avind in compozitie mai putine noxe, deci poluarea mediului este mai redusa;

emisiile poluante emise de un motor cu carburator se încadreaza in normativele EURO 2;

marile companii de autoturisme sunt direct implicate in dezvoltarea si producerea de motoare ultra ecologice, una dintre solutiile imediat aplicabile fiind echiparea autovehiculelor cu motoare alimentate cu GPL (Volvo, Opel, Fiat, Renault, Dacia, Daewoo,…etc.) sunt echipate optional din fabrica aceasta instalatie;

Fig. 6.1 Comparatie emisii poluante

Din punct de vedere al fiabilitatii motorului:

randamentul motorului scade cu 6 pina la 10% la functionarea cu autogaz, iar consumul este usor mai ridicat (cu aproximativ 7 – 10 %);

experienta a aratat ca GPL-ul asigura o ardere mai completa in cilindri, avind ca efect direct lipsa funinginii in ulei, ceea ce duce la utilizarea mai indelungata a uleiului si o ancrasare mai redusa a bujiilor;

prin faptul ca este inlaturat fenomenul de spalare a cilindrilor de catre benzina condensata la pornirea pe timp rece, GPL imbunatateste procesul de ungere si prelungeste viata motorului;

datorita faptului ca arderea GPL se face complet, nu se mai formeaza diversi compusi reziduali ca in cazul benzinei, compusi care ajung in instalatia de ungere degradand uleiul;

Din punct de vedere al fiabilitatii instalatiei:

dezavantajele cum ar fi reducerea spatiului din porbagaj, pretul initial al instalatiei, performantele dinamice ale automobilului cu cca. 10% mai scazute, sunt pe deplin compensate de avantajele economice, ecologice si de siguranta oferite in exploatare;

costurile unei asemenea instalatii depaseste suma de 500 euro TVA inclus (poate ajunge si la peste 1000 euro in cazul autovehiculelor cu peste 6 cilindri);

investitia initiala pentru transformarea unui autoturism in vederea functionarii cu autogaz incepe de la 250 euro si poate atinge chiar 1000 euro daca luam in considerare montarea instalatiei pe motoare cu injectie

vinzarea kit-urilor de GPL este din ce in ce mai raspindita, acestea fiind disponibile atit la service-urile specializate in montajul acestora, cit si la magazinele hypermarket ;

defectiunile ce pot surveni la instalatia auto GPL sunt in general foarte rare, cel mai adesea nefiind defectiuni propriu-zise ci doar efecte ale unor cauze minore ce duc la disfunctionalitati ale bunului mers al instalatiei

in timp pot aparea depuneri in sita electrovalvei GPL sau in reductor (cauzate de impuritatile inerente din GPL);

modificari in timp ale reglajelor (datorate uzurii diferitelor componente si modificarii tolerantelor dintre acestea);

sistemul de aprindere ar putea deveni defectuos in cazul pieselor utilizate pentru pornirea motorului (fise, bujii, platina, bobina de inductie uzate, care conduc la scurgeri de curent "catre masa" diminuand astfel energia scanteii dintre electrozii bujiei);

reviziile tehnice se efectueaza de catre atelierele autorizate pentru montaj, intretinere si reparatii instalatii auto GPL dupa cum urmeaza:
– revizia 1 dupa ce s-au parcurs 1000 km cu motorul functionand pe GPL;
– reviziile 2, 3 s.a.m.d. dupa fiecare 15000 km;

Din punct de vedere al calitatilor de pornire:

se poate porni direct pe GPL daca motorul este la o temperatura de peste 30°C;

alimentarea motorului se realizeaza in regim dual benzina sau GPL, pornirea efectuindu-se pe benzina dupa care motorul trece pe GPL;

la pornirea pe timp rece, emisiile de noxe sint de 10-20 de ori mai mici decit cele ale motorului cu benzina fara plumb;

Din punct de vedere al omologarii si al caddrului legislativ:

demersurile ce trebuiesc facute pentru omologarea instalatiei GPL la Registrul Auto Roman nu sunt de natura a descuraja potentialii cumparatori;

procedura este la indemana oricui: se omologheaza la RAR (de regula dupa o planificare prealabila) cu certificatul de inmatriculare, cartea de identitate, buletinul de identitate si actele eliberate de service-ul autorizat care a montat instalatia si se verifica instalatia GPL (amplasare si montaj, serii, marci de omologare). 

Propuneri

Pe baza dezvoltarilor din prezenta lucrare de dizertatie, se propun urmatoarele:

extinderea utilizarii GPL-ului drept combustibil pe toate vehiculele care exercita serviciu de taxi deoarece:

cheltuielile privind consumul de carburant se reduc cu pana la 50 % cea ce duce la cresterea profitului firmei;

datorita reducerii cheltuielilor cu combustibilul implicit se va reduce si tariful practicat pentru curse fapt ce va incuraja populatia sa utilizeze astfel de mijloace de transport;

pentru utilizarea in regim de taxi se propune achizitionarea modelulul Daewoo tipul Matiz, avand in vedere functia de eficienta calculata in capitolele anterioare de unde reies avantajele utilizarii acestui model, mai ales din punct de vedere economic si ecologic;

extinderea utilizarii GPL-ului si pentru autovehiculele proprietate personala care ruleaza cu preponderenta in regim urban;

extinderea utilizarii GPL-ului pentru vehiculele care efectueaza servicii de transport in comun (ex: Suedia);

extinderea retelei si infrastructurii statiilor de alimentare cu GPL;

controlul calitatii compozitiei GPL;

trecerea in extensie la utilizarea injectiei directe de GPL pe motoare.