Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Исследование надежности легковых автомобилей с комбинированной энергетической установки

Работа №76991

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

автомобили и автомобильное хозяйство

Объем работы124
Год сдачи2017
Стоимость4355 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
110
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 9
1. Аналитическая часть 15
1.1 Анализ автопарка и конструкций комбинированной
энергетической установки автомобилей эксплуатируемых на территории РФ 16
1.2 Автомобили с комбинированной энергетической установкой в
других государствах 17
1.3 Описание применяемых схем комбинированной
энергетической установки 26
1.4 Особенности работы комбинированной энергетической
установки в различных условиях движения 30
1.5 Оценка состояния инфраструктуры обслуживания автомобилей
с комбинированной энергетической установкой 34
2. Структурная схема комбинированной энергетической установки 38
2.1 Комбинированная энергетическая установка с
последовательным соединением двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя 39
2.2 Комбинированная энергетическая установка с параллельным
соединением двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя 43
2.3 Выбор рациональной схемы 49
2.4 Высоковольтная аккумуляторная батарея 51
2.4.1 Ёмкость высоковольтной аккумуляторной батареи 53
2.4.2 Основные неисправности и существующие методы их решения 59
3. Анализ комбинированной энергетической установки 61
3.1 Анализ возникающих отказов и неисправностей на легковых
автомобилях 62
3.2 Описание отказов и неисправностей 65
4. Исследование технического состояния комбинированной
энергетической установки 69
4.1 Оценка закономерности изменения технического состояния
комбинированных энергетических установок по пробегу автомобиля 70
4.2 Вероятностная оценка отказов двигателя внутреннего сгорания
и его систем 73
5. Методика оценки технического состояния комбинированной
энергетической установки 78
5.1 Общее описание разрабатываемой методики 79
5.2 Выбор параметров оценки технического состояния
комбинированных энергетических установок 82 
5.3 Средства диагностирования для оценки технического состояния комбинированных энергетических установок 85
6. Безопасность жизнедеятельности 88
6.1 Нормы пожарной безопасности 89
6.2 Требования охраны труда работников при организации и проведении
работ 90
7. Технико-экономическая часть 92
7.1 Расчет основных технико-экономических показателей 93
7.1.1 Расчет доходов от проведения диагностических работ 96
7.1.2 Расчет расходов 96
7.1.3 Налоги, уплачиваемые предприятиями автомобильного
транспорта 97
7.1.4 Расчет прибыли 97
7.2 Расчет экономического эффекта внедрения сервисной зоны...98
7.2.1 Коэффициент дисконтирования 98
7.2.2 Чистая текущая стоимость 98
7.2.3 Индекс рентабельности 99
7.2.4 Внутренний коэффициент окупаемости 100
7.2.5 Срок окупаемости инвестиций 100
7.2.6 Текущая окупаемость 101
7.2.7 Коэффициент эффективности инвестиций 101
7.2.8 Коэффициент рентабельности 101
Заключение
Список использованной литературы 12




В настоящее время по проведенным статистическим исследованиям подтвержденных запасов нефтепродуктов во всем мире составляет 60 лет добычи нефти. При данных темпах роста потребления на 30 лет, что неизбежно приведет к поиску новых технических решений повышения энергетической эффективности в автомобильной отрасли [2]. Другой серьёзной проблемой станет экология окружающей среды, а именно пагубное влияния продуктов сжигания углеводородов. Данные обстоятельства приводят к совершенствованию конструкции автомобилей, что способствует повышению технико-эксплуатационных свойств. Одно из возможных конструктивных решений - автомобили с электромеханическими силовыми установками. Согласно действующему техническому регламенту о безопасности колесных транспортных средств таким силовым установкам присвоено название - комбинированная энергетическая установка (КЭУ) или гибридные (ГСУ). В качестве первичного источника энергии в них используют ДВС, вторичный чаще всего - электрический накопитель энергии. В последние годы число таких автомобилей в нашей стране заметно возросло, некоторые из них эксплуатируются с 1999 года. Тенденция к повышению производства таких автомобилей обусловлена повышающимися требованиями к экологической безопасности и увеличением спроса на автомобили с экономичным двигателем .
В Евросоюзе рассматривают проект закона к 2050 году ввести запрет на продажу бензина и эксплуатацию автомобилей с традиционным бензиновым или дизельным двигателем в крупных городах. В ближайщие 2 года ожидается значительное увеличение предлагаемых потребителю марок автомобилей с ГСУ со стороны европейских, китайских, корейских, а так же российских автопроизводителей, что повышает актуальность проблемы исследований. Одновременно повышаются требования к методам, оборудованию и технологиям обеспечения работоспособности автомобилей в процессе эксплуатации. 
Диагностирование, ремонт автомобилей с электромеханическими установками на данный момент является актуальной задачей. КЭУ в совокупности с бортовым компьютером автомобиля и другими его узлами представляет собой сложную систему, требующую специальных подходов при определении технического состояния и ремонте. Именно такая проблема может возникнуть при эксплуатации подобных автомобилей, в частности гибридных автомобилей Тоуота, Lexus, Honda, Ford. В свою очередь от технического состояния автомобиля на дороге напрямую зависит безопасность участников дорожного движения.
В действующем в РФ положении по техническому обслуживанию отсутствует нормативная информация по автомобилям с КЭУ. Технический регламент также не содержит информации по определению исправного состояния силовых агрегатов с электромеханической трансмиссией . Имеющейся нормативно-справочной литературы недостаточно для создания условий качественного обслуживания комбинированных энергетических установок автомобилей. Ведущие производители автомобилей с КЭУ на данный момент мало заинтересованы в организации обслуживания вне дилерских центров и предоставлении информации по условиям определения технического состояния КЭУ. Обслуживающий персонал станций технического обслуживания существующей инфраструктуры не имеет достаточной квалификации для проведения диагностики и ремонта такого рода автомобилей.
На сегодня в нашей стране существует несколько центров для автомобилей с КЭУ марок Тоуота, Lexus, что говорит об имеющейся потребности в их обслуживании. Основное средство диагностирования здесь: диагностический сканер, позволяющий считывать информацию о неисправностях с бортовой системы диагностики.
В России десятки городов с числом зарегистрированных автомобилей более 200 тыс., расположенных в 7 часовых поясах. Только в одной из специализирующихся на гибридных автомобилях станции технического обслуживания города Москва обслуживают более 3000 автомобилей Тойота. Общее количество официально проданных автомобилей с КЭУ в России, по итоговым отчётам компаний Тоуота, Lexus, BMW, с 2014 по 2017год составило около 7500 штук. Всего в автопарке страны на середину 2013 года, эксплуатировалось от 40 до 45тыс. автомобилей с КЭУ, темпы роста составляют в среднем 40-50% в год. Существующая инфраструктура не в состоянии обслуживать такую обширную зону, а приобретение учебного и диагностического оборудования стоимостью несколько миллионов рублей даже для дистрибьюторов компании Тоуота не целесообразно. Всё это создает проблемы владельцам автомобилей с КЭУ, что ограничивает интерес к ним и затормаживает обновление автомобильного парка страны. Необходим более универсальный и доступный способ определения технического состояния гибридных силовых установок.
В процессе эксплуатации ухудшение эффективных показателей автомобиля может быть вызвано нарушением условий эксплуатации, износом деталей, другими взаимосвязанными причинами, для чего необходимо произвести анализ известных неисправностей, связанных с ГСУ. В то же время неисправности могут быть не явными, т.е. возникающие только в определённых условиях, не всегда определяемые или не определяемые статическими замерами. Это связано с тем, что в выполнении выходного процесса участвуют четыре самостоятельных узла: двигатель, электрический мотор 1(ЭМ1); электрический мотор 2(ЭМ2) и высоковольтная батарея (ВВБ), каждый из элементов представляет собой самостоятельную систему. Выбор диагностических параметров оценки технического состояния КЭУ с такой системой требует дополнительного анализа. Для этих целей, возможно использовать методику оценки технического состояния транспортных средств в условиях тестирования, а так же с применением специальных записывающих устройств, для последующего анализа и обработки данных. 
В связи с этим в выпускной квалификационной работе разработана методика и оборудование, во многом позволяющие упростить процесс диагностирования, априорно оценить техническое состояние тягового гибридного привода автомобиля, а также оборудование для диагностики и обучения инженеров - механиков устройству и принципам ремонта КЭУ.
Наиболее близкими по направлению исследования в данной области являются работы следующих авторов:
- Александров И.К., «Энергетический анализ механизмов и машин» [1]
- Златин П.А., Электромобили и гибридные автомобили; [10]
- Сурин, Е.И., «Энергетическая эффективность электромобилей и гибридных автомобилей»;; [21].
- Мирошников Л.В., «Диагностирование технического состояния автомобилей на автомобильном транспорте»; [18]
- Карпухин К.Е., «Принципы и алгоритм управления автомобилем с гибридной силовой установкой» [13]
- Умняшкин В.А., «Основы методики расчёта и обоснования базовых параметров гибридной энергосиловой установки легкового автомобиля»; [22]
- Ипатов А.А. Электромобили и автомобили с КЭУ. [12].
Целью работы является исследование надежности комбинированных энергетических установок (КЭУ), разработка методики оценки технического состояния, повышающей качество диагностирования КЭУ автомобилей.
Поставленная цель достигается посредством решения следующих задач;
- определение комплекса методических задач для возможности применения действующей методологии при оценке технического состояния КЭУ;
- обоснование выбора диагностических параметров для оценки технического состояния КЭУ;
- разработка методики оценки технического состояния КЭУ автомобилей;
-установление факторов, влияющих на результаты оценки технического состояния КЭУ;
-оценка адекватности разработанных алгоритмов реальным процессам, происходящим в КЭУ автомобилей;
- разработка алгоритма поиска неисправностей КЭУ автомобилей с использованием методики;
- технико-экономическое обоснование целесообразности внедрения разработанной методики.



Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


Целью выпускной квалификационной работы являлась исследование надежности комбинированных энергетических установок, разработка методики оценки технического состояния, повышающей качество диагностирования КЭУ автомобилей. В результате в выпускной квалификационной работе:
1. был выявлен основной недостаток .существующих методик оценки технического состояния, а именно, они основаны на раздельной проверке цепочек потоков мощности. При этом не учитывается то, что неисправности ДВС, приводящие к ухудшению его эффективных показателей, сопровождаются увеличением нагрузки на высоковольтную батарею, резко снижая ее надежность,
2. обоснован выбор диагностических параметров для оценки технического состояния КЭУ автомобиля.
3. была разработана методика оценки технического состояния КЭУ, исключающей ошибочную постановку диагноза в условиях взаимного влияния потоков мощности от ДВС и высоковольтной батареи, при этом упрощается также процесс диагностирования.
4. получены результаты теоретического исследования диагностических параметров и установлены факторы, влияющие на результаты оценки технического состояния КЭУ.
5. разработаны средства диагностирования, позволяющие выполнить исследования по проверке разработанной методики.
6. разработан алгоритм поиска неисправностей КЭУ автомобилей с комплектной диагностикой ДВС и накопителя энергии, исключающий этап поэлементной диагностики цепочек мощности..
7. выполнено технико-экономическое обоснование целесообразности внедрения разработанной методики.



1. Александров, И.К. Повышение экономичности автотранспортных средств путем использования гибридных силовых установок / И.К. Александров, О.Л. Белков, В.А. Раков // Вузовская наука - региону: материалы пятой всерос. науч.-техн. конф., 21 февр. 2007 г. / ВоГТУ. - Вологда, 2007. - Т. 1. - С. 4-7
2. Александров, И.К. Перспективы развития транспортных средств с электроприводом / И.К. Александров, В.А. Раков, А.А. Щербакова // Транспорт на альтернативном топлива. - 2011. - № 4. - С. 65-68 (ВАК)
3. .Андреева, Е. Актуальность развития систем диагностирования комбинированных энергоустановок тягово-транспортных средств [Электромобили] / Е. Андреева // Инженерно-техническое обеспечение АПК.
- 2007. - №4. - С. 1218-1218.
4. Барбашов, Н.Н. Выбор оптимальной мощности двигателя внутреннего сгорания гибридной силовой установки / Н.Н. Барбашов, И.В. Леонов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2010. - №4. - С. 47-54.
5. Баулина, Е.Е. Методика повышения устойчивости и улучшения управляемости автомобиля с комбинированной энергетической установкой при изменении типа привода в процессе движения: дис. ...канд. техн. наук / Е.Е. Баулина. - Москва, 2010. - 212 с.
6. Богданов, К.Л. Тяговый электропривод автомобиля. / К.Л. Богданов. - М.: МАДИ, 2009. - 57 с.
7. Васильев, В.А. Снижение потерь энергии в гибридном приводе автомобиля за счет уменьшения влияния пульсационной составляющей крутящего момента ДВС и применения рациональной схемы: дис. ...канд. техн наук / В.А. Васильев. - Ижевск, 2007. - 166 с.
8. Галиев Р.М. Обоснование и выбор параметров конструкций комбинированной энергосиловой установки легкового автомобиля. дис. канд.тех. наук. /Р.М. Галиев Наб.Челны ,2002. 6-7 с. 
9. Закарчевский, О.В. Повышение надёжности двигателя в гибридных транспортных средствах / О.В. Закарческий, А.В. Демидов, А.В. Хлебанцев // Международный научный журнал. - 2009. - №3. - С. 87-90.
10. Златин, П.А. Электромобили и гибридные автомобили / П.А. Златин, В.А. Кеменов, И.П. Ксеневич. - М.: Агроконсалт, 2004.- с.416.
11. Иваненко, М.А. Оценка экономической эффективности применения автотранспортных средств с комбинированной силовой установкой: дис. ...канд. экон. наук / М.А. Иваненко. - М.: 2006. - 121 с.
12. Ипатов, А.А. Электромобили и автомобили с КЭУ / А.А. Ипатов, А.А. Эйдннов. М.: ФГУП «НАМИ», 2004.- 328с.
13. Карпухин, К.Е. Принципы и алгоритм управления автомобилем с гибридной силовой установкой: дис. ...канд. техн. наук / К.Е. Карпухин. - М., МАМИ, 2008. - 123 с.
14. Кондрашкин, А.С., Комбинированная силовая установка для электромобиля / А.С. Кондрашкин, Н.М.Филькин, В.Г. Мезрин // Автомобильная промышленность. - 1996. - № 4. - С. 9-10.
15. Коровина Н.В, Скундина А.М. Химические источники тока: Справочник. - М. : Издательство МЭИ,2003. С 485-501
16. Кутов, В. Высоковольтная батарея Тойота Приус. / В. Кутов // Легион- Автодата. - 2009. - №1. — С. 1-5.
17. Лазарева, А.Н. Разработка методики расчета базовых параметров и характеристик гибридной энергосиловой установки параллельной компоновочной схемы для легкового автомобиля; дис. ...канд. техн. наук / А.Н. Лазарева. - Ижевск, 2006. - 164 с.
18. Мирошников, Л.В. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях / Л.В. Мирошников А.П., Болдин, В.М. Пал - М.: Транспорт, 1977. - 253 с.
19. Раков, В.А. Оценка технического состояния гибридных силовых установок автомобилей. /В.А. Раков // Автотранспортное предприятие. - 2012. №1.-С. 49-52. 
20. Раков, В.А. Исследование и испытание гибридных двигателей транспортных средств / В.А. Раков, А.В. Смирнов, Д.А. Колесниченко // Молодёжь. Наука. Инновации: Труды I международной научно-практической интернет- конференции. - Пенза: Пензенский филиал РГУИТП, 2010. - С. 246-257
21. Сурин, Е.И. Энергетическая эффективность электромобилей и гибридных автомобилей / Е.И. Сурин, Т.В. Голубчик // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2006. - №6. - С. 3-5.
22. Токарев, А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качестве автомобиля / А.А. Токарев. - М.: Машиностроение, 1982. - 224 с.
23. Умняшкин, В.А. Динамика комбинированных энергосиловых установок машин / В.А. Умняшкин, Н.М. Филькин // Вестник Уральского межрегионального отделения Академии транспорта. - Курган: КГУ, 1998. - С. 4-10
24. .Автомобили в России [Электронные ресурсы] // Автомобили в России: автопортал. - Режим доступа:http://auto.ru.
25. Базы данных ФИПС [Электронные ресурсы] // ФИПС: Российская патентная поисковая система. - Режим доступа:http://www.fips.ru.
26. ГОСТ 25176-82. Техническая диагностика. Средства диагностирования
автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин. Классификация. Общие технические требования. - Введ. 19.03. 82. - М.: ГК СССР по
стандартам, 1982. - 28 с.
27. ГОСТ Р 27.001-2009. Надежность в технике. Системы управления надежностью. Основные положения. - Введ. 01.09.10. - М.: ФАТРМ, 2009. - 36 с.
28. ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. - Введ. 01.01.11- М.: Ростехрегулирование, 2009. - 95 с. [4] 
29. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. - Введ. 01.01.81. - М.: Гос. Стандарт союза ССР, 1980. - 11 с.
30. Краткий автомобильный справочник : [в 5 т.] Т. 3 : Легковые
автомобили, ч. 1 / [Б. В. Кисуленко и др.] / [под общ. ред. А. П. Насонова] . - М. : Автополис-плюс: Финпол , 2005 . - 482 с.
31. Пат. 2378742 Российская Федерация, МПК Н01 М 8/02. Устройство для получения электрической энергии постоянного тока / И. К. Александров, Е. В. Несговоров, В.А. Раков, А.В. Рыжков; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ), - № 2008145349/09; заявл. 17.11.2008; опубл. 10.01.10, Бюл. №1.-5 с.
32. Постановление Минтруда РФ от 12.05.2003 г. N 28 "Об утверждении Межотраслевых правил по охране труда на автомобильном транспорте"
33. Статистика ключевых слов [Электронный ресурс] // Яндекс. - Режим доступа: http ://wordstat.yandex.ru.
34. Техническая эксплуатация автомобилей : учебник для вузов по специальности "Автомобили и автомоб. хоз-во" / под ред. Е. С. Кузнецова . - 4-е изд., перераб. и доп.. - М. : Наука, 2004 . - 535 с. : ил.
35. Технический регламент о безопасности колёсных транспортных средств: утв. постановлением Правительства РФ от 23 сент. 2009 г. № 720. - М: РГ, 2009. - 28 с.
36. Тойота Приус [Электронный ресурс] // Автотехцентр GIBRIDs.ru: официальный сайт. - Режим доступа:http://www.hybrids.ru.
37. Тойота Приус. Модели 2003-2009г.в. Устройство, техническое
обслуживание и ремонт. - М.: Легион-Автодата, 2009. - 568 с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ