Повышение эксплуатационных показателей двигателя автомобиля ГАЗ путем совершенствования системы охлаждения автомобиля ГАЗ

Состав чертежей

1. Чертеж принципа фазоимпульсного управления частотой вращения электровентилятора (формат А1)
2. Плакат экономической эффективности (формат А1)
3. Схема автоматической системы управления частотой вращения электровентилятора (формат А1)

Описание

В представленном дипломном проекте выполнено повышение эксплуатационных показателей двигателя для автомобиля ГАЗ путем совершенствования системы охлаждения.
В первом разделе пояснительной записки рассмотрены конструкции типовых систем охлаждения . Приведена классификация систем охлаждения. Выполнен тепловой расчет двигателя. Для этого произвели следующие расчеты: топлива, параметров тела рабочего, параметров окружающей среды, процесса впуска, сжатия, сгорания и расширения.

Определены индикаторные параметры рабочего цикла. Рассчитаны эффективные показатели двигателя: среднее давление потерь механических в результате трения деталей КШМ механизмов вспомогательных, среднее эффективное давление, эффектный коэффициент полезного действия, механический коэффициент полезного действия, эффектный удельный расход топлива и часовой расход топлива. Составлено уравнение теплового баланса двигателя.

В разделе конструкторском произведен расчет энергетических затрат системы охлаждения. Приведены такие расчеты как: водяного насоса, радиатора и вентилятора. Осуществлен подбор схемы системы охлаждения двигателя. Совершен расчет деталей на прочность. Определили: диаметр крепежных болтов, диаметр болта из условия на срез, основные размеры соединения толщина соединяемых деталей и сечение кронштейна.

В разделе безопасность жизнедеятельности на производстве рассмотрена организация работы по охране труда и техника безопасности при работе в ЦРМ. Приведены правила техники безопасности при работе на тракторе, а также инструкция по технике безопасности работы на тракторе при вспашке. Описаны противопожарные мероприятия.
В разделе безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных условиях приведено планирование мероприятий по обеспечению безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях, а также мероприятия, проводимые при радиационном заражении. Рассмотрена организация ГО на объектах сельскохозяйственного производства и охрана окружающей среды.

В разделе охрана окружающей среды описана экологическая безопасность в современных условиях развития сельского хозяйства. Выполнен анализ природоохранной деятельности и рекомендации по экологической безопасности. Проведена экологическая экспертиза трактора после его модернизации.
В экономической части выполнен расчет экономической эффективности.
В части графической дипломного проекта представлены следующие чертежи: принципа фазоимпульсного управления частотой вращения электровентилятора, эффективности экономической, автоматической системы управления частотой вращения электровентилятора.

Неуклонное развитие машиностроения и в частности сельскохо-зяйственной техники приводит к необходимости внедрения передовой , со-временной , высокопроизводительной техники в сельское хозяйство.
Курс министерства РФ направлен на развитие малого и среднего бизнеса при внедрении современных технологий культивации почвы и использования автомобильной техники различной грузоподъемности и с высокими техническими, экономическим и экологическими показателями.
Однооперационные агрегаты постепенно вытесняются многофун¬кци-ональными, универсально-комбинированными и модульными агрегатами, при условии возможности быстрой смены навесного оборудования.
При решении поставленных задач весьма важно обеспечить повышение эффективности использования существующей техники, повышение технических показателей и надежности техники.
Основное направление развития энергетической вооруженности агрегатов – совершенствование двигательных установок. Это и турбонаддув, совершенствование смесеобразования, использование альтернативных топлив и внедрение передовых технологий по отдельным агрегатов силовых установок.
Целью данной работы является повышение эксплуатационных показателей ДВС путем совершенствования системы охлаждения.

При использовании реостата он выполняет роль балласта и делителя напряжения. Тепловые выделения при этом на реостате могут достигать половины мощности управляемого двигателя. КПД такого привода не превышает 50%.
Реостатное управление в цепи обмотки возбуждения в 4 – 5 раз снижает ток в цепи регулирования снижает потери вдвое ( до 25 %) однако разрыв контакта в цепи питания обмотки возбуждения может привести к выходу из строя двигателя вентилятора.
Управление напряжением через умформер приводи к значительному увеличению массы возимы электроагрегатов так-как фмфомер представляет электрический прибор работающий по принципу двойного преобразования энергии по схемедвигатель-генератор. КПД в пределах 85 % и хороший диапазон регулирования.
В настоящее время разработана компактные и надежные преобразователя с импульсным и фазо-импульсным управлением. Принцип их работы заключается в кратковременном включении двигателя на полную мощность и последующим его отключением. При этом регулируется средний ток через двигатель. Такие приводы обладают высоким КПД ( до 95%) и характеризуются малым тепловым выделением.
На основании проведенного анализа конструкцию системы охлаждения выполняем с использованием электрических двигателей с импульсным управлением мощности на валу после превышения номинальной температуры (рис.2.2). Сигал от датчика температуры поступает на усилитель, выполненный на дифференциальном усилителе ДУ3 140 УД 8. включенный в режиме усилителя напряжения. На микросхемах ДУ1 и ДУ2 построены генератор импульсов и генератор сигналов треугольной формы. При поступлении импульса на УД2 производится замыкание и разряжение конденсатора С1 который начинает заряжаться и плавно увеличивает напряжение на выходе УД2. Выход этого сигнала поступает на вход компаратора УД4 который сравнивает его с сигналом датчика температуры. В момент времени когда напряжение на входе датчика температуры превышает компаратор открывается и передает сигнал на усилитель мощности построенный по мостовой схеме на транзисторах. На выходе усилителя используются специальные транзисторы, которые выдерживаю импульсное напряжение до 10000 Вольт. При низкой температура охлаждающей жидкости на выходе наблюдаются кратковременные импульсы тока в нагрузке. По мере роста температуры продолжительность включенного состояния увеличивается и при температуре 95оС двигатель вентилятора работает практически на полную мощность.
В связи с тем, что при достижении критической температуры система уже не может своими средствами увеличить теплоотдачу, необходимы специальные меры для защиты двигателя от перегрева. На это направлен вспомогательный нагнетающий электровентилятор, устанавливаемый перед основным радиатором ( рис. 2.4). Дополнительная мощность необходимая для это берется от аккумулятора и дополнительной нагрузки на перегреты двигатель не оказывает. Напорное действие второго вентилятора значительно повышает воздушный поток через радиатор и позволяет снизить температуру двигателя. Кроме того в систему можно ввести управление на уменьшение подачи топлива в двигатель для защиты двигателя от перегрева без остановки автомобиля.

Рис. 2.3. Принцип фазоимпульного управления частотой вращения электровентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

1– Электровентилятор основной; 2– Радиатор; 3– Дополнительный нагнетающий вентилятор; 4– Термостат; 5– Водяная рубашка двигателя внутреннего сгорания; 6– вентилятор печки; 7– радиатор печки
Рис2.4. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания с основным элекровентилятором с импульсным управленим расхода воздуха и дополнительным нагнетающего действия
2.3 Расчет деталей на прочность
Выбор размеров резьбы и материала резьбовых деталей определяется
назначением детали, а конструктивной формой и расчетом на прочность.
Размеры резьбового соединения выбираем из следующих соотношений:
Рис. 2,5 – Болтовое соединение

Расстояние между осями болтов из условия свободной работы ключам:
– для накладных ключей.
2.3.1 Определение диаметр крепежных болтов
Определим диаметр болта из условия прочности:
Масса закрепленного устройства 18 кг, тогда вес равен G=18*10= 180H. Конструкция кронштейна выполнена симметрично с равномерным распределением веса вентилятора с кожухом между 8 болтами. Диаметр окружности расположения болтов составляет 600мм.

допускаемое напряжение на растяжение.
Рисунок 2.6 – Схема крепежа.

Для болта из стали 10 класса прочности 5.8 равен о-т – 210 МПа. Значение коэффициента запаса прочности для болта при статической нагрузке принимаем в пределе

Тогда диаметр болта будет равен:

2.3.2 Определим диаметр болта из условия на срез.
Условие на срез:

Допускаемое напряжение на срез болтов рекомендуется принимать;

– число плоскостей среза
z – число соединяемых деталей (z = 2), тогда в – 1
Q = G = 90Н
Определяем диаметр болта на срез: на смятие;

– допускаемое напряжение на смятие
где h – толщина сопрягаемых

тогда
Окончательно принимаем 10 болтов с резьбой М10 по ГОСТ 7808-70 из условия на растяжение.
2.3.3 Основные размеры соединения толщина соединяемых деталей
Толщина соединяемых деталей
Толщина соединяемых деталей
0,15 -8= 1,2мм
Минимальная высота гайки:
0,8 • 10 = 8 мм
Минимальная высота головки болта:
0,7*10=7 мм
Выступание стержня болта из гайки
10/4 =2,5 мм
Расстояние между осями болтов
6 * 10 =60 мм мм
2.3.4 Расчет сечения кронштейна.
Сечение кронштейна крепления двигателя имеет прямоугольное сечение.
Рисунок 2.8 – Сечение кронштейна.

Задавшись шириной кронштейна 30 мм найдем его толщину. тогда при получаем:
где =180*125=22,5Нм.
Допустимое напряжение составляет 130 МПа Толщина кронштейна будет равна

Принимаем окончательно кронштейн с размерами сечения hхв = 6×30 мм.