Помощь студентам в учебе
Улучшение пусковых качеств автомобильного двигателя путем использования энергии отработавших газов
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 10
1.1 Описание проблемы 10
1.2 Обзор седельных тягачей 6х6 11
1.3 Виды и конструктивные особенности предпусковых и нагревательных
устройств двигателей 16
1.3.1 Воздухонагреватели 17
1.3.2 Электронагреватели масел 17
1.3.3 Электронагреватель с наружной и внутренней теплоотдающими
поверхностями 18
1.3.4 Электронагреватель вязких продуктов 19
1.3.5 Оборудование для группового нагрева тракторов и автомобилей . 19
1.3.6 Индивидульные нагревательыне устройства 20
1.3.7 Электронагреватели охлаждающей жидкости в двигателях 20
1.3.8 Webasto Thermo Top 20
1.3.9 Электродный подогреватель патрубков радиатора 21
1.3.10 Элементный электронагреватель для патрубков радиатора 22
1.3.11 Нагрев жидкости в блоке электронагревателями, установленными
в теплообменнике 23
1.3.12 Контактный нагреватель конструкции ННИАТ 23
1.3.13 Водонагреватель с одновременным нагревом масла в двигателе 24
1.3.14 Нагреватели масла в картере двигателя 24
1.3.15 Электронагреватель масла с терморегулятором 25
1.3.16 Инфракрасные излучатели 25
1.3.17 Электродный автоматический электронагреватель масла 26
1.3.18 Нагрев двигателя воздушного охлаждения 27
1.3.19 Электронагреватели топлива 28
1.3.20 Нагреватели топлива в карбюраторе 28
1.3.21 Свечи накаливания 29
1.3.22 Нагрев воздуха свечами нагрева 29
1.3.24 Нагрев воздуха электрофакельными подогревателями 30
1.3.25 Подогреватель жидкостный дизельный ПЖД 30 31
Вывод по разделу один: 32
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 34
2.1 Исходные данные для расчета 34
2.2 Внешняя скоростная характеристика 35
2.3 Передаточные числа трансмиссии 36
2.4 Расчет тяговой характеристики автомобиля 37
2.5 Мощностной баланс автомобиля 41
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 43
2.7 Ускорение автомобиля 45
2.8 Время и путь разгона автомобиля 48
2.9 Угол подъема автомобиля 52
2.10 Экономическая характеристика автомобиля 53
Вывод по разделу два: 56
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 57
3.1 Назначение и принцип действия теплообменника 57
3.2 Расчет теплообменника 62
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 66
4.1 Основные технологические операции 66
4.2 Расчет режимов резания 67
4.2.1 005 Токарная 67
4.2.2 015 Сверление 70
4.2.3 015 Нарезание резьбы 73
Вывод по разделу четыре: 75
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 76
5.1 Себестоимость проектируемого автомобиля 76
5.2 Планирование программы производства и реализации продукции
(работ, услуг) 81
5.3 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 82
5.4 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта ... 835.5 Показатели эффективности проекта 88
5.6 Определение срока окупаемости: 89
Вывод по разделу пять: 90
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 91
Вывод по разделу шесть: 94
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 95
Вывод по разделу семь: 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 99
ПРИЛОЖЕНИЕ
9 листов чертежей формата А1
1 листа чертежей формата А3
3 листов спецификации
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 10
1.1 Описание проблемы 10
1.2 Обзор седельных тягачей 6х6 11
1.3 Виды и конструктивные особенности предпусковых и нагревательных
устройств двигателей 16
1.3.1 Воздухонагреватели 17
1.3.2 Электронагреватели масел 17
1.3.3 Электронагреватель с наружной и внутренней теплоотдающими
поверхностями 18
1.3.4 Электронагреватель вязких продуктов 19
1.3.5 Оборудование для группового нагрева тракторов и автомобилей . 19
1.3.6 Индивидульные нагревательыне устройства 20
1.3.7 Электронагреватели охлаждающей жидкости в двигателях 20
1.3.8 Webasto Thermo Top 20
1.3.9 Электродный подогреватель патрубков радиатора 21
1.3.10 Элементный электронагреватель для патрубков радиатора 22
1.3.11 Нагрев жидкости в блоке электронагревателями, установленными
в теплообменнике 23
1.3.12 Контактный нагреватель конструкции ННИАТ 23
1.3.13 Водонагреватель с одновременным нагревом масла в двигателе 24
1.3.14 Нагреватели масла в картере двигателя 24
1.3.15 Электронагреватель масла с терморегулятором 25
1.3.16 Инфракрасные излучатели 25
1.3.17 Электродный автоматический электронагреватель масла 26
1.3.18 Нагрев двигателя воздушного охлаждения 27
1.3.19 Электронагреватели топлива 28
1.3.20 Нагреватели топлива в карбюраторе 28
1.3.21 Свечи накаливания 29
1.3.22 Нагрев воздуха свечами нагрева 29
1.3.24 Нагрев воздуха электрофакельными подогревателями 30
1.3.25 Подогреватель жидкостный дизельный ПЖД 30 31
Вывод по разделу один: 32
2 ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 34
2.1 Исходные данные для расчета 34
2.2 Внешняя скоростная характеристика 35
2.3 Передаточные числа трансмиссии 36
2.4 Расчет тяговой характеристики автомобиля 37
2.5 Мощностной баланс автомобиля 41
2.6 Динамическая характеристика автомобиля 43
2.7 Ускорение автомобиля 45
2.8 Время и путь разгона автомобиля 48
2.9 Угол подъема автомобиля 52
2.10 Экономическая характеристика автомобиля 53
Вывод по разделу два: 56
3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 57
3.1 Назначение и принцип действия теплообменника 57
3.2 Расчет теплообменника 62
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 66
4.1 Основные технологические операции 66
4.2 Расчет режимов резания 67
4.2.1 005 Токарная 67
4.2.2 015 Сверление 70
4.2.3 015 Нарезание резьбы 73
Вывод по разделу четыре: 75
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 76
5.1 Себестоимость проектируемого автомобиля 76
5.2 Планирование программы производства и реализации продукции
(работ, услуг) 81
5.3 Определение потребности в инвестициях, выбор источника
финансирования 82
5.4 Оценка эффективности и окупаемости инвестиционного проекта ... 835.5 Показатели эффективности проекта 88
5.6 Определение срока окупаемости: 89
Вывод по разделу пять: 90
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 91
Вывод по разделу шесть: 94
7 ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА 95
Вывод по разделу семь: 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК 99
ПРИЛОЖЕНИЕ
9 листов чертежей формата А1
1 листа чертежей формата А3
3 листов спецификации
На территории Урала и приравненных к нему районов расположена значительная часть горнодобывающих предприятий с открытым способом добычи полезных ископаемых, для транспортировки которых используют автомобильный грузовой транспорт.
Автомобили, тракторы, дорожно-строительные, мелиоративные и сельскохозяйственные машины, а также их двигатели эксплуатируются в районах Урала в суровых природно-климатических условиях, где продолжительность зимнего периода превышает 150 суток, а в высоких широтах - 200 суток. Для этих районов характерны резкие колебания давления воздуха, сильные ветры, мощный снеговой покров в течение 4-6 месяцев. Резкие перепады температуры в течение суток, интенсивное образование изморози, характерное для многих районов, также затрудняют эксплуатацию техники. Климатические условия влияют как на работоспособность и надежность машин, так и на производительность труда обслуживающего персонала.
При низких температурах значительно ухудшаются надежность и производительность грузовых автомобилей увеличения теплоотдачи двигателей, хладоломкости металла, охлаждения агрегатов и узлов. Повышенная влажность воздуха влияет на работу электрооборудования, пневмосистем и гидросистем. Влага, конденсируясь в топливных баках и трубопроводах, приводит к появлению ледяных пробок.
С понижением температуры резко ухудшаются условия запуска двигателей, затрудняется работа топливной аппаратуры из-за загустевания и парафинизации дизельного топлива. Увеличение вязкости моторных масел вызывает повышенный износ деталей шатунно-поршневой группы. Пуск холодного двигателя способствует аварийному износу вкладышей коленчатого вала. За счет поступления в цилиндры двигателя холодного воздуха увеличивается наполнение цилиндров, возрастает избыток воздуха, ухудшается смесеобразование и затрудняется самовоспламенение рабочей смеси. Понижение температурыохлаждающей жидкости и масла увеличивает износ двигателя в 2—2,5 раза. По этой причине экстремальные природные условия оказывают существенное влияние на эффективную производительность ДВС.
Производители не в состоянии изменить атмосферное давление и климат, поэтому, чтобы обеспечить надежность своих автомобилей, регулируют и компенсируют воздействие внешних неблагоприятных факторов при помощи современных технологий. Специфические условия регионов с жарким климатом, высокогорьем или холодной зимой заметно отражаются на параметрах и характеристиках техники и в основном это относится к ДВС, рабочий процесс и выходные параметры которого зависят от разнообразных факторов.
Возникает острая необходимость устанавливать на ряде серийных автомобилей, эксплуатируемых в суровых условиях, предпусковые подогреватели двигателей, дополнительные отопители и остекление кабин, а также утепление аккумуляторных батарей.
Целью данной дипломной работы является конструктивная переработка подогрева дизельного двигателя путем подогрева охлаждающей жидкости энергией выхлопных газов автомобиля, разработка системы циркуляции рабочей жидкости и выбор элементов системы подогрева двигателя.
Выполняя данную задачу, планируется достичь более быстрого подогрева охлаждающей жидкости двигателя, тем самым - экономить время прогрева двигателя в условиях низких температур, а также снизить потребляемый расход топлива автомобиля.
Автомобили, тракторы, дорожно-строительные, мелиоративные и сельскохозяйственные машины, а также их двигатели эксплуатируются в районах Урала в суровых природно-климатических условиях, где продолжительность зимнего периода превышает 150 суток, а в высоких широтах - 200 суток. Для этих районов характерны резкие колебания давления воздуха, сильные ветры, мощный снеговой покров в течение 4-6 месяцев. Резкие перепады температуры в течение суток, интенсивное образование изморози, характерное для многих районов, также затрудняют эксплуатацию техники. Климатические условия влияют как на работоспособность и надежность машин, так и на производительность труда обслуживающего персонала.
При низких температурах значительно ухудшаются надежность и производительность грузовых автомобилей увеличения теплоотдачи двигателей, хладоломкости металла, охлаждения агрегатов и узлов. Повышенная влажность воздуха влияет на работу электрооборудования, пневмосистем и гидросистем. Влага, конденсируясь в топливных баках и трубопроводах, приводит к появлению ледяных пробок.
С понижением температуры резко ухудшаются условия запуска двигателей, затрудняется работа топливной аппаратуры из-за загустевания и парафинизации дизельного топлива. Увеличение вязкости моторных масел вызывает повышенный износ деталей шатунно-поршневой группы. Пуск холодного двигателя способствует аварийному износу вкладышей коленчатого вала. За счет поступления в цилиндры двигателя холодного воздуха увеличивается наполнение цилиндров, возрастает избыток воздуха, ухудшается смесеобразование и затрудняется самовоспламенение рабочей смеси. Понижение температурыохлаждающей жидкости и масла увеличивает износ двигателя в 2—2,5 раза. По этой причине экстремальные природные условия оказывают существенное влияние на эффективную производительность ДВС.
Производители не в состоянии изменить атмосферное давление и климат, поэтому, чтобы обеспечить надежность своих автомобилей, регулируют и компенсируют воздействие внешних неблагоприятных факторов при помощи современных технологий. Специфические условия регионов с жарким климатом, высокогорьем или холодной зимой заметно отражаются на параметрах и характеристиках техники и в основном это относится к ДВС, рабочий процесс и выходные параметры которого зависят от разнообразных факторов.
Возникает острая необходимость устанавливать на ряде серийных автомобилей, эксплуатируемых в суровых условиях, предпусковые подогреватели двигателей, дополнительные отопители и остекление кабин, а также утепление аккумуляторных батарей.
Целью данной дипломной работы является конструктивная переработка подогрева дизельного двигателя путем подогрева охлаждающей жидкости энергией выхлопных газов автомобиля, разработка системы циркуляции рабочей жидкости и выбор элементов системы подогрева двигателя.
Выполняя данную задачу, планируется достичь более быстрого подогрева охлаждающей жидкости двигателя, тем самым - экономить время прогрева двигателя в условиях низких температур, а также снизить потребляемый расход топлива автомобиля.
Выполнена цель дипломного проекта - спроектирован и применен нагреватель охлаждающей жидкости на автомобиль Урал - 4320-1151073 для улучшения пусковых качеств двигателя ЯМЗ-53623-10 путем использования энергии отработавших газов.
Таким образом, по данным проведенного анализа был сделан вывод, о том, что данный теплообменник является автономным агрегатом, источником энергии которого будут отработанные газы, которые являются продуктом работы двигателя, а это значит, что нагревателю не нужны внешние источники питания - это и делает его более технологичным и продуктивным, чем другие аналоги. Так же он выполняет все поставленные задачи и требования эксплуатации.
Данные тягово-динамического расчета показали, что ЯМЗ-53623-10 обладает достаточными ресурсами, трансмиссия автомобиля обеспечивает необходимую скорость движения.
В конструкторском разделе диплома были приведены конструктивные особенности и метод работы подогревателя. Так же был сделан расчет на мощность его теплопередачи.
В технологическом разделе были разработаны технологические операции обработки детали, созданы операционные эскизы, рассчитаны режимы резания и основное время на ее обработку.
В экономическом разделе данной дипломной работы произведен расчет экономической эффективности проектирования грузового автомобиля Урал - 4320.
Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих затрат проектируемой модели.
В разделах «безопасность жизнедеятельности» и «гражданская оборона» дано описание разрабатываемого автомобиля с точки зрения безопсности и возможности использования разрабатываемого автомобиля с точки зрения
безопасности и возможности использования разрабаиываемого автомобиля в составе подразделений гражданской обороны.
Внедрение разработки, рассмотеренной в данном дипломном проекте, позволило улучшить экономические показатели, так как время прогрева двигателя сокращается за счет работы теплообменника. Так же разработан новый теплообменник для данного автомобиля, который прост в конструкции и экономичен для его производства.
Таким образом, по данным проведенного анализа был сделан вывод, о том, что данный теплообменник является автономным агрегатом, источником энергии которого будут отработанные газы, которые являются продуктом работы двигателя, а это значит, что нагревателю не нужны внешние источники питания - это и делает его более технологичным и продуктивным, чем другие аналоги. Так же он выполняет все поставленные задачи и требования эксплуатации.
Данные тягово-динамического расчета показали, что ЯМЗ-53623-10 обладает достаточными ресурсами, трансмиссия автомобиля обеспечивает необходимую скорость движения.
В конструкторском разделе диплома были приведены конструктивные особенности и метод работы подогревателя. Так же был сделан расчет на мощность его теплопередачи.
В технологическом разделе были разработаны технологические операции обработки детали, созданы операционные эскизы, рассчитаны режимы резания и основное время на ее обработку.
В экономическом разделе данной дипломной работы произведен расчет экономической эффективности проектирования грузового автомобиля Урал - 4320.
Определение потребности в основных материалах, численности рабочих по проекту, расчет заработной платы. Расчет себестоимости единицы и общих затрат проектируемой модели.
В разделах «безопасность жизнедеятельности» и «гражданская оборона» дано описание разрабатываемого автомобиля с точки зрения безопсности и возможности использования разрабатываемого автомобиля с точки зрения
безопасности и возможности использования разрабаиываемого автомобиля в составе подразделений гражданской обороны.
Внедрение разработки, рассмотеренной в данном дипломном проекте, позволило улучшить экономические показатели, так как время прогрева двигателя сокращается за счет работы теплообменника. Так же разработан новый теплообменник для данного автомобиля, который прост в конструкции и экономичен для его производства.
