📄Работа №36340
Тема: Исследование теплового режима работы агрегатов трансмиссии грузового автомобиля в зимних условиях
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Автомобили и автомобильное хозяйство
Объем:
53 листов
Год:
2019
Просмотров:
511
5700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПО ТЕПЛОВОЙ ПОДГОТОВКЕ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР 10
1.1 Общее положения 10
1.2. Анализ требовании предъявляемых к эксплуатации грузовых автомобилей в
условиях низких температур 10
1.3. Анализ влияния низких температур на эффективность эксплуатации
трансмиссии грузового автомобиля 14
1.3.1 Тепловой режим агрегатов 15
1.4. Методы тепловой подготовки агрегатов трансмиссии в условиях низких
температур 17
1.5. Выводы по первой главе 18
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ БЕЗ ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА 20
2.1 Анализ теплового состояния коробки передач грузовых автомобилей в
условиях отрицательных температур при работе двигателя в режиме холостого хода 20
2.2 Анализ теплового состояния теплоснабжения коробки передач грузовых
автомобилей 22
2.3 Математическая модель процесса теплообмена механической коробки
передач при работе без крутящего момента совместно с системой теплоснабжения 28
2.3.1 Определение температуры масла в коробке передач при работе без
передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения 28
2.4 Выводы по второй главе 30
ГЛАВА 3 РАСЧЁТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДЛЯ РАЗОГРЕВА И ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ 32
3.1 Методика оценки эффективности использования теплоты, выделившейся в
результате сгорания в двигателе топлива 32
3.2 Использование теплоты выхлопных газов двигателя для поддержания
оптимального теплового режима в коробке передач грузового автомобиля 38
3.3 Исследование теплообменников для утилизации и вторичного использования
теплоты выхлопных газов двигателя в коробке передач 41
3.3.1 Методика расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника 42
3.4 Способы интенсификации теплообмена в компактных теплообменных
аппаратах 44
3.5 Выводы по третьей главе 47
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО РАБОТЕ 49
Список литературы 50
1.1 Общее положения 10
1.2. Анализ требовании предъявляемых к эксплуатации грузовых автомобилей в
условиях низких температур 10
1.3. Анализ влияния низких температур на эффективность эксплуатации
трансмиссии грузового автомобиля 14
1.3.1 Тепловой режим агрегатов 15
1.4. Методы тепловой подготовки агрегатов трансмиссии в условиях низких
температур 17
1.5. Выводы по первой главе 18
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ БЕЗ ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА 20
2.1 Анализ теплового состояния коробки передач грузовых автомобилей в
условиях отрицательных температур при работе двигателя в режиме холостого хода 20
2.2 Анализ теплового состояния теплоснабжения коробки передач грузовых
автомобилей 22
2.3 Математическая модель процесса теплообмена механической коробки
передач при работе без крутящего момента совместно с системой теплоснабжения 28
2.3.1 Определение температуры масла в коробке передач при работе без
передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения 28
2.4 Выводы по второй главе 30
ГЛАВА 3 РАСЧЁТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДЛЯ РАЗОГРЕВА И ПОДДЕРЖАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ 32
3.1 Методика оценки эффективности использования теплоты, выделившейся в
результате сгорания в двигателе топлива 32
3.2 Использование теплоты выхлопных газов двигателя для поддержания
оптимального теплового режима в коробке передач грузового автомобиля 38
3.3 Исследование теплообменников для утилизации и вторичного использования
теплоты выхлопных газов двигателя в коробке передач 41
3.3.1 Методика расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника 42
3.4 Способы интенсификации теплообмена в компактных теплообменных
аппаратах 44
3.5 Выводы по третьей главе 47
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО РАБОТЕ 49
Список литературы 50
📖 Введение
Актуальность темы: Деятельность предприятий АПК осуществляется круглый год и следует отметить, что в условиях низких температур при эксплуатации, как мобильной сельскохозяйственной техники, так и автомобилей наблюдается заметное увеличение числа их отказов, особенно при отсутствии отапливаемых мест хранения. Наибольший рост отказов наблюдается зимой в зонах с холодным климатом, однако и в Средней полосе России температура воздуха зачастую опускается ниже -35°С. Практика показывает, что в такие периоды даже разовая эксплуатация не подготовленной соответствующим образом автотракторной техники приводит к отказам таких узлов как рабочее оборудование, рулевое управление, тормозная система, агрегаты трансмиссии, в частности, коробки передач, раздаточные коробки и пр.
Наибольшее влияние на снижение технико-экономических показателей работы грузовых автомобилей в условиях отрицательных температур оказывает трансмиссия, особенно коробка передач (КП). Большинство современных трансмиссионных масел обеспечивают необходимую вязкость для работы КП без существенных потерь мощности и износа уже при температуре 273 К (0 °C). Исследования показали, что при движении автомобиля в условиях отрицательных температур, когда осуществляется передача крутящего момента через КП, температура масла в ней достигает указанного значения, однако период ее разогрева сопровождается значительными потерями мощности на прокручивание, повышенным износом деталей и, как следствие, числом отказов. При работе двигателя в режиме холостого хода, когда практически исключается износ деталей КП, и температуре окружающей среды 243 К (минус 30 °C), продолжительность ее саморазогрева в значительной степени превышает максимально допустимое время работы двигателя без нагрузки. Сокращение времени прогрева трансмиссионного масла в КП за счет подвода дополнительного количества тепловой энергии во время стоянки автомобиля на открытой местности при работе двигателя в режиме холостого хода позволит решить указанную проблему.
В качестве источника тепловой энергии предлагается использовать теплоту отработавших газов (ОГ), на долю которой приходится до 35 % теплоты сгоревшего в двигателе топлива [63, 24]. При этом, как показал анализ литературы, если кинетическая энергия ОГ находит широкое применение, в частности для улучшения газообмена в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, то тепловая практически не используется.
Принимая во внимание тот факт, что в сельскохозяйственном производстве используется грузовой автомобильный транспорт в основном отечественных марок с механической КП, становится актуальной и практически значимой разработка способа и средства ее подогрева как наиболее энергоемкого агрегата на основе использования теплоты ОГ.
При анализе существующих способов и средств подогрева агрегатов трансмиссии прослеживается тенденция к использованию теплоты, преобразованной из энергии внешних источников. Средства подогрева не являются автономными, зачастую малоэффективны. При этом отсутствуют способы и устройства, использующие тепловую энергию ОГ двигателя без изменения геометрических параметров выпускного тракта. Для КП более актуальной является возможность применения автономного средства подогрева, которое обеспечит нагрев масла в первые минуты работы агрегата без передачи крутящего момента независимо от внешних условий.
Цель работы: Исследование теплового режима работы агрегатов трансмиссии для повышения эффективности использования грузового автомобиля в условиях низких температур.
Задачи работы:
- проанализировать проблемы влияния низких температур на эффективность эксплуатации трансмиссии грузового автомобиля.
- исследовать тепловое состояние механической коробки передач грузового автомобиля при работе без передачи крутящего момента.
- исследовать математическую модель процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
сформировать методику расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника.
Методы исследования: теоретическое исследование реализовано на основе математической модели (описания) процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
Научная новизна:
1. Исследована математическая модель процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
2. . Сформирована методика расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника.
Практическая ценность работы заключается в обосновании применении теплообменников для использования теплоты выхлопных газов двигателя для поддержания оптимального теплового режима в коробке передач для грузовых автомобилей исходя из потребительских свойств и требований законодательства. Разработанные рекомендации могут быть использованы в конструкторских разработках на предприятиях автомобилестроения и при создании новых конкурентоспособных наземных транспортно-технологических комплексов.
Достоверность результатов. Достоверность исследований работы подтверждена теоретическим исследованием на основе математической модели процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
Наибольшее влияние на снижение технико-экономических показателей работы грузовых автомобилей в условиях отрицательных температур оказывает трансмиссия, особенно коробка передач (КП). Большинство современных трансмиссионных масел обеспечивают необходимую вязкость для работы КП без существенных потерь мощности и износа уже при температуре 273 К (0 °C). Исследования показали, что при движении автомобиля в условиях отрицательных температур, когда осуществляется передача крутящего момента через КП, температура масла в ней достигает указанного значения, однако период ее разогрева сопровождается значительными потерями мощности на прокручивание, повышенным износом деталей и, как следствие, числом отказов. При работе двигателя в режиме холостого хода, когда практически исключается износ деталей КП, и температуре окружающей среды 243 К (минус 30 °C), продолжительность ее саморазогрева в значительной степени превышает максимально допустимое время работы двигателя без нагрузки. Сокращение времени прогрева трансмиссионного масла в КП за счет подвода дополнительного количества тепловой энергии во время стоянки автомобиля на открытой местности при работе двигателя в режиме холостого хода позволит решить указанную проблему.
В качестве источника тепловой энергии предлагается использовать теплоту отработавших газов (ОГ), на долю которой приходится до 35 % теплоты сгоревшего в двигателе топлива [63, 24]. При этом, как показал анализ литературы, если кинетическая энергия ОГ находит широкое применение, в частности для улучшения газообмена в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, то тепловая практически не используется.
Принимая во внимание тот факт, что в сельскохозяйственном производстве используется грузовой автомобильный транспорт в основном отечественных марок с механической КП, становится актуальной и практически значимой разработка способа и средства ее подогрева как наиболее энергоемкого агрегата на основе использования теплоты ОГ.
При анализе существующих способов и средств подогрева агрегатов трансмиссии прослеживается тенденция к использованию теплоты, преобразованной из энергии внешних источников. Средства подогрева не являются автономными, зачастую малоэффективны. При этом отсутствуют способы и устройства, использующие тепловую энергию ОГ двигателя без изменения геометрических параметров выпускного тракта. Для КП более актуальной является возможность применения автономного средства подогрева, которое обеспечит нагрев масла в первые минуты работы агрегата без передачи крутящего момента независимо от внешних условий.
Цель работы: Исследование теплового режима работы агрегатов трансмиссии для повышения эффективности использования грузового автомобиля в условиях низких температур.
Задачи работы:
- проанализировать проблемы влияния низких температур на эффективность эксплуатации трансмиссии грузового автомобиля.
- исследовать тепловое состояние механической коробки передач грузового автомобиля при работе без передачи крутящего момента.
- исследовать математическую модель процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
сформировать методику расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника.
Методы исследования: теоретическое исследование реализовано на основе математической модели (описания) процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
Научная новизна:
1. Исследована математическая модель процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
2. . Сформирована методика расчета рекуперативного кожухотрубного теплообменника.
Практическая ценность работы заключается в обосновании применении теплообменников для использования теплоты выхлопных газов двигателя для поддержания оптимального теплового режима в коробке передач для грузовых автомобилей исходя из потребительских свойств и требований законодательства. Разработанные рекомендации могут быть использованы в конструкторских разработках на предприятиях автомобилестроения и при создании новых конкурентоспособных наземных транспортно-технологических комплексов.
Достоверность результатов. Достоверность исследований работы подтверждена теоретическим исследованием на основе математической модели процесса теплообмена механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения.
✅ Заключение
Проанализированы проблемы влияния низких температур на эффективность эксплуатации трансмиссии грузового автомобиля, при анализе выявлено - что наиболее выгодным для подержания оптимальной температуры в
коробке передач является использование вторичной теплоты (теплоты отработавших газов), на долю которой приходиться до 35% от теплоты сгоревшего
топлива.
2. Исследовано тепловое состояние механической коробки передач грузового автомобиля при работе без передачи крутящего момента, при этом
аналитически установлена возможность подогрева масла в КП при работе без
передачи крутящего момента за счет использования теплоты отработавших
газов двигателя с учетом влияния отрицательных температур и скорости обдувающего потока воздуха.
3. Исследована математическая модель процесса теплообмена коробки
передач при работе без передачи крутящего момента, источника теплоты и
окружающей среды, позволяющая определить температуру трансмиссионного
масла в диапазоне температур окружающего воздуха от 265 К (минус 8 °C) до
243 К (минус 30 °C), скорости обдувающего потока воздуха от 0 до 12 м/с и
времени работы от 0 до 30 мин.
4. Сформирована методика расчета рекуперативного кожухотрубного
теплообменника, которая может быть использована для проектирования таких
систем либо являться основой для более точных расчетов.
коробке передач является использование вторичной теплоты (теплоты отработавших газов), на долю которой приходиться до 35% от теплоты сгоревшего
топлива.
2. Исследовано тепловое состояние механической коробки передач грузового автомобиля при работе без передачи крутящего момента, при этом
аналитически установлена возможность подогрева масла в КП при работе без
передачи крутящего момента за счет использования теплоты отработавших
газов двигателя с учетом влияния отрицательных температур и скорости обдувающего потока воздуха.
3. Исследована математическая модель процесса теплообмена коробки
передач при работе без передачи крутящего момента, источника теплоты и
окружающей среды, позволяющая определить температуру трансмиссионного
масла в диапазоне температур окружающего воздуха от 265 К (минус 8 °C) до
243 К (минус 30 °C), скорости обдувающего потока воздуха от 0 до 12 м/с и
времени работы от 0 до 30 мин.
4. Сформирована методика расчета рекуперативного кожухотрубного
теплообменника, которая может быть использована для проектирования таких
систем либо являться основой для более точных расчетов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.