Помощь студентам в учебе
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ АГРЕГАТОВ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. Теоретические предпосылки проектирования тепловой подготовки трансмиссии автомобилей 8
1.1 Обоснование необходимости разработки 8
1.2 Система охлаждения и предпускового подогрева двигателя и подвески
транспортного средства (2366581) 15
1.3 Система подогрева силовой установки военной гусеничной машины
(2548451) 17
1.4 Система подогрева агрегатов механической трансмиссии транспортного
средства (2595205) 2 0
1.5 Устройство для тепловой подготовки двигателя и элементов
трансмиссии (2120057) 22
1.6 Устройство для подогрева двигателя и трансмиссии перед пуском
(140010) 2 5
1.7 Выводы и предложения по главе 1 26
ГЛАВА 2. Анализ состояния вопроса тепловой подготовки автомобилей в условиях низких температур 2 8
2.1 Природно-климатические условия регионов низких температур ... 28
2.2 Нормативные документы, регламентирующие требования к
автомобилям «северного» исполнения 34
2.3 Проблема возрождения системы климатических испытаний
автотранспорта для холодных климатических условий 40
2.4 Влияние низких температур на техническое состояние транспортных
средств 43
2.5 Выводы по главе 2 49
ГЛАВА 3. Разработка конструкции подогревателя трансмиссии и инженерные расчеты 50
3.1 Обоснование конструкции 50
3.2 Описание конструкции подогревателя трансмиссии и принципа работы
51
3.3 Разработка технологической карты установки теплообменника.... 53
3.4.1 Расчет кожехотрубного теплообменника (отработавшие газы- теплоноситель) 55
3.4.2 Расчет трубчатого теплообменника (теплоноситель - трансмиссионное масло) 5 6
3.5 Расчет крепления теплообменника 57
3.6 Выводы по главе 3 64
ГЛАВА 4. Расчет экономического эффекта от реализации предложенных решений 65
4.1 Расчет затрат на изготовление конструкции 65
4.2 Расчет срока окупаемости 6 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Список использованных источников 72
ГЛАВА 1. Теоретические предпосылки проектирования тепловой подготовки трансмиссии автомобилей 8
1.1 Обоснование необходимости разработки 8
1.2 Система охлаждения и предпускового подогрева двигателя и подвески
транспортного средства (2366581) 15
1.3 Система подогрева силовой установки военной гусеничной машины
(2548451) 17
1.4 Система подогрева агрегатов механической трансмиссии транспортного
средства (2595205) 2 0
1.5 Устройство для тепловой подготовки двигателя и элементов
трансмиссии (2120057) 22
1.6 Устройство для подогрева двигателя и трансмиссии перед пуском
(140010) 2 5
1.7 Выводы и предложения по главе 1 26
ГЛАВА 2. Анализ состояния вопроса тепловой подготовки автомобилей в условиях низких температур 2 8
2.1 Природно-климатические условия регионов низких температур ... 28
2.2 Нормативные документы, регламентирующие требования к
автомобилям «северного» исполнения 34
2.3 Проблема возрождения системы климатических испытаний
автотранспорта для холодных климатических условий 40
2.4 Влияние низких температур на техническое состояние транспортных
средств 43
2.5 Выводы по главе 2 49
ГЛАВА 3. Разработка конструкции подогревателя трансмиссии и инженерные расчеты 50
3.1 Обоснование конструкции 50
3.2 Описание конструкции подогревателя трансмиссии и принципа работы
51
3.3 Разработка технологической карты установки теплообменника.... 53
3.4.1 Расчет кожехотрубного теплообменника (отработавшие газы- теплоноситель) 55
3.4.2 Расчет трубчатого теплообменника (теплоноситель - трансмиссионное масло) 5 6
3.5 Расчет крепления теплообменника 57
3.6 Выводы по главе 3 64
ГЛАВА 4. Расчет экономического эффекта от реализации предложенных решений 65
4.1 Расчет затрат на изготовление конструкции 65
4.2 Расчет срока окупаемости 6 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Список использованных источников 72
Основными направлениями экономического и социального развития России предусматривается осуществить комплекс мероприятий на обеспечение эффективного вовлечения в хозяйственный оборот топливно-энергетических и минерально-сырьевых ресурсов восточных и северных регионов страны. Решение этих мероприятий требует привлечение огромного количества техники, которая должна работать в специфических природно¬климатических, рельефно-дорожных, почвенных и других условиях эксплуатации в соответствии с установленными заводами-изготовителями параметрами применения этой техники. Суровые природно-климатические условия районов холодного климата предъявляют повышенные требования к автотранспорту, эксплуатируемому в этом регионе. Это объясняется высокой маневренностью автомобильного транспорта, незначительными
первоначальными капитальными вложениями на его применение. Недоучет специфики условий Севера приносит народному хозяйству огромный ущерб. Большая доля потерь в условиях Севера вызвана несоответствием используемой техники и эксплуатационных материалов требованиям эксплуатации.
Достоверная информация о надежности автомобилей в реальных условиях эксплуатации, результаты стендовых, лабораторно-дорожных и полигонных испытаний, являются исходным материалом для многих научно-исследовательских, конструкторских и производственных организаций, занимающихся проблемой повышения работоспособности техники для районов Севера. Проблема обеспечения надежности различных видов техники в суровых климатических условиях в достаточной степени не решена. Все еще продолжают иметь место случаи отказов и разрушения деталей и узлов машин, обусловленные низкими климатическими температурами.
Проблема повышения надежности техники, эксплуатируемой в экстремальных условиях Крайнего Севера, сложилась в самостоятельное научное направление, опирающееся на положения современных теорий надежности, вероятности, математической статистики, механики разрушения и технологий создания и восстановления деталей машин, а также методов планирования восстановления работоспособности.
Эксплуатация автомобилей в районах с суровым климатом связана с интенсивным охлаждением механизмов, агрегатов и имеет ряд особенностей.
Производительность автомобилей в зимний период снижается. Низкие температуры воздуха и связанное с ними охлаждение агрегатов, затрудняют пуск двигателей, уменьшают надежность автомобилей, ухудшают экономичность, увеличивают расход топлива, усложняют обслуживание автомобилей и их вождение.
Надежность и долговечность техники зависят от качества применяемого топлива. Низкокачественное дизельное топливо может стать причиной преждевременного износа и выхода из строя топливного насоса и форсунок, снижения подачи топлива, изменения момента начала подачи в сторону запаздывания, ухудшения качества распыления топлива.
При эксплуатации в условиях низких температур происходит существенное изменение свойств применяемых горюче-смазочных материалов, теплового режима работы двигателя, агрегатов и систем автомобиля. В результате работоспособность транспортных машин снижается в 1,3-2,5 раза, выработка на 20-30%, суммарные простои увеличиваются на 30-50% и как следствие возрастает себестоимость перевозок.
Исследования по повышению надежности автотранспортных машин в условиях низких температур являются актуальными для отраслей народного хозяйства северных регионов. Это отражено в ряде целевых программ, связанных с расширением производства, добычи и переработки полезных ископаемых на Севере и повышением надежности техники, предназначенной
для работы в условиях низких климатических температур.
Актуальность работы. Одним из важнейших факторов, снижающих эффективность работы автомобилей при низких температурах, является большое количество времени, затрачиваемое на их подготовку к выпуску на линию в условиях их безгаражного хранения. В настоящее время даже в суровых климатических условиях от 30 до 50% парка грузовых автомобилей хранится на открытых площадках. При безгаражном хранении при низких температурах необходимо использовать различные способы и средства, облегчающие выпуск автомобилей на линию, так как выпуск автомобиля на линию без прогрева основных узлов трансмиссии влечет за собой их ускоренный износ и преждевременный выход из строя.
Целью исследования является разработка мероприятий по повышению надежности автомобилей КАМАЗ в условиях низких температур.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ состояния вопроса тепловой подготовки автомобилей в условиях низких температур;
2. Провести обзор известных конструкций тепловой подготовки агрегатов автомобиля, выявить их преимущества и недостатки;
3. Разработать конструкцию устройства тепловой подготовки элементов трансмиссии;
4. Провести необходимые инженерные и прочностные расчеты;
5. Разработать технологическую карту установки теплообменника на автомобиль;
6. Провести технико-экономическое обоснование предложенных решений.
Научная новизна магистерской диссертации заключается в установлении зависимости суровых климатических условий на износ деталей автомобилей и вследствие этого усовершенствовании схемы тепловой подготовки для увеличения надежности деталей элементов трансмиссии автомобиля в условиях холодного климата.
Практическая значимость работы заключается в разработке организационно-технических мероприятий, направленных на повышение надежности автомобилей КАМАЗ в условиях холодного климата. За счет тепловой подготовки элементов трансмиссии автомобилей снижается расход топлива и нагрузка на двигатель автомобиля и трансмиссию в целом, что снижает их износ.
первоначальными капитальными вложениями на его применение. Недоучет специфики условий Севера приносит народному хозяйству огромный ущерб. Большая доля потерь в условиях Севера вызвана несоответствием используемой техники и эксплуатационных материалов требованиям эксплуатации.
Достоверная информация о надежности автомобилей в реальных условиях эксплуатации, результаты стендовых, лабораторно-дорожных и полигонных испытаний, являются исходным материалом для многих научно-исследовательских, конструкторских и производственных организаций, занимающихся проблемой повышения работоспособности техники для районов Севера. Проблема обеспечения надежности различных видов техники в суровых климатических условиях в достаточной степени не решена. Все еще продолжают иметь место случаи отказов и разрушения деталей и узлов машин, обусловленные низкими климатическими температурами.
Проблема повышения надежности техники, эксплуатируемой в экстремальных условиях Крайнего Севера, сложилась в самостоятельное научное направление, опирающееся на положения современных теорий надежности, вероятности, математической статистики, механики разрушения и технологий создания и восстановления деталей машин, а также методов планирования восстановления работоспособности.
Эксплуатация автомобилей в районах с суровым климатом связана с интенсивным охлаждением механизмов, агрегатов и имеет ряд особенностей.
Производительность автомобилей в зимний период снижается. Низкие температуры воздуха и связанное с ними охлаждение агрегатов, затрудняют пуск двигателей, уменьшают надежность автомобилей, ухудшают экономичность, увеличивают расход топлива, усложняют обслуживание автомобилей и их вождение.
Надежность и долговечность техники зависят от качества применяемого топлива. Низкокачественное дизельное топливо может стать причиной преждевременного износа и выхода из строя топливного насоса и форсунок, снижения подачи топлива, изменения момента начала подачи в сторону запаздывания, ухудшения качества распыления топлива.
При эксплуатации в условиях низких температур происходит существенное изменение свойств применяемых горюче-смазочных материалов, теплового режима работы двигателя, агрегатов и систем автомобиля. В результате работоспособность транспортных машин снижается в 1,3-2,5 раза, выработка на 20-30%, суммарные простои увеличиваются на 30-50% и как следствие возрастает себестоимость перевозок.
Исследования по повышению надежности автотранспортных машин в условиях низких температур являются актуальными для отраслей народного хозяйства северных регионов. Это отражено в ряде целевых программ, связанных с расширением производства, добычи и переработки полезных ископаемых на Севере и повышением надежности техники, предназначенной
для работы в условиях низких климатических температур.
Актуальность работы. Одним из важнейших факторов, снижающих эффективность работы автомобилей при низких температурах, является большое количество времени, затрачиваемое на их подготовку к выпуску на линию в условиях их безгаражного хранения. В настоящее время даже в суровых климатических условиях от 30 до 50% парка грузовых автомобилей хранится на открытых площадках. При безгаражном хранении при низких температурах необходимо использовать различные способы и средства, облегчающие выпуск автомобилей на линию, так как выпуск автомобиля на линию без прогрева основных узлов трансмиссии влечет за собой их ускоренный износ и преждевременный выход из строя.
Целью исследования является разработка мероприятий по повышению надежности автомобилей КАМАЗ в условиях низких температур.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ состояния вопроса тепловой подготовки автомобилей в условиях низких температур;
2. Провести обзор известных конструкций тепловой подготовки агрегатов автомобиля, выявить их преимущества и недостатки;
3. Разработать конструкцию устройства тепловой подготовки элементов трансмиссии;
4. Провести необходимые инженерные и прочностные расчеты;
5. Разработать технологическую карту установки теплообменника на автомобиль;
6. Провести технико-экономическое обоснование предложенных решений.
Научная новизна магистерской диссертации заключается в установлении зависимости суровых климатических условий на износ деталей автомобилей и вследствие этого усовершенствовании схемы тепловой подготовки для увеличения надежности деталей элементов трансмиссии автомобиля в условиях холодного климата.
Практическая значимость работы заключается в разработке организационно-технических мероприятий, направленных на повышение надежности автомобилей КАМАЗ в условиях холодного климата. За счет тепловой подготовки элементов трансмиссии автомобилей снижается расход топлива и нагрузка на двигатель автомобиля и трансмиссию в целом, что снижает их износ.
Анализ процессов в области повышения надежности эксплуатации автотранспортных средств в условиях низких температур и существующих нормативных документов, регламентирующих требования к автомобилям «северного» исполнения, свидетельствует о том, что, несмотря на предпринимаемые государством меры, существует целый ряд проблем, требующих поиска научно - обоснованных решений.
На основе анализа существующих конструкций была усовершенствована конструкция тепловой подготовки трансмиссии автомобиля за счет тепла выхлопных газов.
Усовершенствование конструкции дало возможность уменьшить время ежесменного технического обслуживания автомобиля, понизить расход топлива и износ элементов трансмиссии при эксплуатации, продлить срок службы масла за счет более бережного его нагрева.
Конструктивный расчет показал, что разработанная конструкция работоспособна при соблюдении правил изготовления деталей теплообменника и сборки.
Разработана технологическая карта на установку теплообменника.
Произведён технико-экономический анализ внедрения разработки. Срок окупаемости системы тепловой подготовки трансмиссии составил 1,2 года, годовой экономический эффект 10,6 тыс. руб. с одного автомобиля.
На основе анализа существующих конструкций была усовершенствована конструкция тепловой подготовки трансмиссии автомобиля за счет тепла выхлопных газов.
Усовершенствование конструкции дало возможность уменьшить время ежесменного технического обслуживания автомобиля, понизить расход топлива и износ элементов трансмиссии при эксплуатации, продлить срок службы масла за счет более бережного его нагрева.
Конструктивный расчет показал, что разработанная конструкция работоспособна при соблюдении правил изготовления деталей теплообменника и сборки.
Разработана технологическая карта на установку теплообменника.
Произведён технико-экономический анализ внедрения разработки. Срок окупаемости системы тепловой подготовки трансмиссии составил 1,2 года, годовой экономический эффект 10,6 тыс. руб. с одного автомобиля.