Россия, г. Екатеринбург  Техподдержка: +7(343) 383-32-59

Повышение эксплуатационных свойств автомобиля средней грузоподъемности за счет применения сисетмы впрыска топлива

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
Факультет механизации сельского хозяйства
Специальность - механизация сельского хозяйства
Кафедра тракторов и автомобилей

Допустить к защите
Зав. кафедрой доцент _______________
«______» _______________ 2013 г.

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ СРЕДНЕЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Дипломная работа
Пояснительная записка
110301.050000._____.ПЗ

Разработал студент _______ ____
(подпись) (дата)
Руководитель, _______ ____
к.т.н., профессор (подпись) (дата)

Консультанты:
по экономической части,
к.э.н., доцент _______ ____
(подпись) (дата)
по безопасности жизнедеятельности
на производстве и
в чрезвычайных ситуациях,
ст. преподаватель _______ ____
(подпись) (дата)
по охране окружающей среды,
д.б.н., профессор _______ ____
(подпись) (дата)

Нормоконтролёр: к.т.н., профессор _______ ____
(подпись) (дата) Екатеринбург 2013
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГОУ ВПО Уральская государственная сельскохозяйственная академия
Факультет механизации сельского хозяйства
Специальность - механизация сельского хозяйства
Кафедра тракторов и автомобилей

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой доцент,___________
______________
«___»_________________2013 г.

ЗАДАНИЕ
На дипломное проектирование студента
1. Тема: Повышение эксплуатационных свойств автомобиля средней грузоподъемности за счет применения системы впрыска топлива
Утверждаю приказом по академии №_____от «___»________________200__г.
2. Срок сдачи студентом законченного проекта «___»_______________200__г.
3. Исходные данные к проекту: Автомобили ЗИЛ, специальная литература.
4. Содержание расчетно-пояснительной записки: Введение, 1. Расчёт автомобиля 2. Конструктивная часть 3. Безопасность жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайных ситуациях 4. Охрана окружающей среды 5. Экономическое обоснование проекта.
5. Перечень графического материала: 1. Классификация поршневых ДВС. 2. Система центрального впрыска 3. Система распределенного впрыска. 4. Индикаторные диаграммы. Скоростная характеристика. 5. Динамическая и экономическая характеристика автомобиля 6. Регулятор давления топлива (сборочный чертеж) 7. Рабочие чертежи 8. Электрическая схема системы впрыска 9. Экономическая эффективность проекта.
6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта)
по экономической части______________________ к.э.н. доцент
по безопасности жизнедеятельности на производстве и
в чрезвычайных ситуациях_____________ст. преподаватель
по охране окружающей среды______________ д.б.н., профессор
7. Нормоконтролер________________________к.т.н., профессор
8. Календарный план

Наименование этапов работы Срок выполнения
Раздел 1 16.11.08-20.12.08
Раздел 2 16.12.08-10.01.09
Раздел 3 11.01.09-20.01.09
Раздел 5 21.01.09-31.01.09
Раздел 6 1.02.09-10.02.09
Графическая часть 11.12.08-18.02.09

Руководитель дипломного проекта:__________________________
____________________________________________________________________
Задание принял к исполнению:_________________________________________
«___»_________________200__г.

РЕФЕРАТ

Дипломный проект: с., 6 рис., 9 табл., 20 источников, 4 приложений., 9 листов чертежей.

Автомобиль, двигатель, система впрыска топлива, регулятор давления топлива, мощность, экономичность, безопасность, экология.

В дипломном проекте проведен обзор и дана сравнительная оценка существующих систем подачи топлива в двигателях внутреннего сгорагия. Представлены расчеты карбюраторного двигателя и двигателя с впрыском топлива, рассчитаны и построены динамические и экономические характеристики автомобиля с двумя типами двигателей и проведена их сравнительная оценка. Дан расчет регулятора давления топлива.
Преимуществом двигателей с впрыском топлива – в повышении мощности и улучшении его экономичности.
Годовой экономический эффект составил 61698 руб., срок окупаемости – 0,3 года.
В проекте освещены вопросы обеспечения жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайных ситуациях и охрана окружающей среды.

Содержание

Введение
1. Расчет автомобиля
1.1 Определение основных параметров автомобиля
1.2 Тепловой расчет двигателя
1.3 Динамический расчет автомобиля
1.3.1 Скоростная характеристика двигателя
1.3.2 Динамическая характеристика автомобиля
1.4 Расчет и построение экономической характеристики автомобиля
2. Конструктивная часть
2.1. Обзор системы впрыска
2.2. Система распределённого впрыска
2.2.1 Принцип действия. Главная дозирующая система и система
холостого хода
2.2.2 Система пуска
2.2.3 Вспомогательные элементы системы впрыска
2.3 Электрическая схема системы впрыска
2.4 Регулятор давления топлива
2.5 Расчет пружины регулятора
3. Безопасность жизнедеятельности на производстве и
в чрезвычайных ситуациях
3.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве
3.1.1 Общие положения
3.1.2 Охрана труда на предприятии
3.1.3 Инструкция по
3.2 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
4 Охрана окружающей среды
4.1 Общие положения
4.2 Автомобиль и окружающая среда
4.2.1 Влияние автомобилизации на окружающую среду
4.2.2 Пути снижения токсичности отработавших газов автомобилей
4.3 Нормативно-правовые основы охраны природной среды
4.4 Анализ природно-охранной деятельности предприятия
4.5 Экологическая экспертиза конструктивной разработки
5 Экономическое обоснование дипломного проекта
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Введение

Энергетической основой автотракторной техники остаются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Основными направлениями в области развития автомобильных двигателей являются: повышение топливной экономичности, литровой мощности, снижение их удельной массы, стоимости производства и эксплуатации, дизелизация, улучшение экономических показателей в процессе эксплуатации.
Двигатели с искровым зажиганием оснащены в основном карбюраторными системами питания. Основной недостаток этих систем связан с неравномерным распределением горючей смеси по цилиндрам, неоднородностью состава горючей смеси, наличием топливной пленки на стенках впускного трубопровода, приводящих к неполному сгоранию топлива и выделению вредных токсичных компонентов с отработавшими газами.
За последние 10 – 15 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опытные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, с регулируемой степенью сжатия. В 1995 году на Заволожском моторном заводе и Нижнее – Новгородском автозаводе разработана и внедрена микропроцессорная система управления топливо-подачеи и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм Евро -2, и др. [ ]Сегодня даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требований по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя.
Сегодня различные системы впрыска топлива с разными системами управления, в том числе, электронными, вытесняют карбюраторные системы питания, в основном на легковых автомобилях.
Основное достоинство системы впрыска – повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.
Целью данной работы является обоснование целесообразности использования новой системы впрыска бензина на двигателе автомобиля средней грузоподъемности по сравнению с серийным карбюраторным двигателем.

1. Расчет автомобиля

1.1 Определение основных параметров автомобиля

Проведем расчёт мощности двигателя автомобиля грузоподъёмностью 6 т. При максимальной скорости движения 85 км/ч.
Потребная максимальная мощность двигателя автомобиля определяется по формуле [12]:
(1.1)

где - приведённый коэффициент сопротивления дороги
m0 – собственная масса автомобиля, 3725 кг
mк – номинальная грузоподъёмность автомобиля (масса груза плюс масса водителя и пассажиров 6000+225 кг
- сопротивление воздуха, Н
- КПД трансмиссии
- максимальная скорость движения автомобиля, м/с
Подсчет К.П.Д. трансмиссии производится по выражению [12] (1.2)

где - К.П.Д., учитывающий потери холостого хода, равный 0,96
- К.П.Д. конической пары шестерни, равный 0,975
- К.П.Д. пары подшипников, равный 0,99
- соответственно число пар шестерен и подшипников, работающих на данной передаче
При подсчете К.П.Д. ориентируемся на схему трансмиссии прототипа автомобиля Лобовая площадь автомобиля, F, м2
F=BH

где В – колея задних колес, м
Н – габаритная высота автомобиля, м
F=2,5 *2,8=7,0

Сопротивление воздуха определяется по формуле , Н
=K*F*V/max2 (1.3)

где К – коэффициент обтекаемости автомобиля,
К= 0,5-0,7 Н*с2/м2

=0,5*7*(85/3,6)2=1951,2 Н

1.2 Тепловой расчет двигателя

Тепловой расчет проводим с целью сравнения эффективных и экономических показателей двигателей карбюраторных и с впрыском топлива. Тепловой расчет проводим для двух двигателей карбюраторного и с впрыском бензина (электронным управлением системой питания и зажигания). Оба двигателя четырёхтактные, восьмицилиндровые с V – образным расположением цилиндров. Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Эффективная мощность карбюраторного двигателя Ne=144 кВт при частоте вращения n=3200 мин-1, мощность двигателя с впрыском топлива - Ne=175 кВт при n=4200 мин-1.
Степень сжатия карбюраторного двигателя =7,0 для двигателя с впрыском топлива =9.
Топливо:
В соответствии с заданными степенями сжатия =7,0 и =9 выбираем бензины марок АИ-76 и АИ-92 соответственно.
Элементарный состав бензина [10, 15]:
С=0,855; Н=0,145 и молекулярная масса mT=115 кг/моль.
Теплота сгорания топлива низшая
Ни=33,91С+125,6Н-10,89(О-S)-2,51(9Н-W) (1.4)

Ни=33,91*0,855+125,6*0,145-2,51*0*0,145=43,929 МДж/кг

Параметры рабочего тела [10]L0=1/0,208(C/12+H/4-0/32);

L0=1/0,21(0,855/12+0,145/4)=0,516 кмоль возд./кг. топл. (1.5)

L0/=1/0,23(8/3*С+8Н-0)=1/0,23(8/3*0,855+8*0,145)=14,957 кг. возд./кг. топл.

Коэффициент избытка воздуха выбираем на основании того, что современные многокамерные карбюраторы обеспечивают получение наивыгоднейшего состава горючей смеси на различных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя. Практически полное сгорание топлива в двигателе возможно только при >1.
Снижение один из путей форсирования рабочего процесса двигателя. Однако с уменьшением величины возникает неполнота сгорания топлива, ухудшается экономичность и увеличивается термическая напряженность двигателя. Для расчетов принимаем для карбюраторного двигателя =0,92. Двигатели с впрыском топлива и электронным управлением могут обеспечить более экономичный состав смеси с меньшей токсичностью продуктов сгорания при =1.
Количество горючей смеси
(1.6)

для карбюраторного двигателя
кмоль возд./кг. топл.

для двигателя с впрыском топлива
кмоль возд./кг. топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К=0,5
(1,7)

кмоль со2/кг. топл.

(1.8)

кмоль со/кг. топл.

(1.9)

кмоль н2о/кг. топл.

(1.10)

кмоль н2/кг. топл.

МN2=0,792* *L0 (1.11)

МN2=0,792*0,92*0,516=0,376 кмоль N2/кг. топл.

Для двигателя с впрыском топлива
кмоль со2/кг. топл.

кмоль со/кг. топл.
кмоль н2о/кг. топл.

кмоль н2/кг. топл.

МN2=0,792*1*0,516=0,4087 кмоль N2/кг. топл.

Общее количество продуктов сгорания
(1.12)

для карбюраторного двигателя
М2=0,0697+0,0114+0,0666+0,0057+0,376=0,5294 кмоль прод.сгор./кг. топл

для двигателя с впрыском топлива
М2=0,0712+0+0,0725+0+0,4087=0,5524 кмоль прод.сгор./кг. топл

Параметры окружающей среды и остаточные газы [12]

Давление и температура окружающей среды принимаем равными

Р0=0,1 МПа Т0=2880К

Температура остаточных газов практически возрастает линейно с увеличением скоростного режима при =const, но уменьшается при обогащении смеси.
Используя графические зависимости изменения температуры остаточных газов от скоростного режима приведенные в [6, 10] принимаем температуру остаточных газов Тr для карбюраторного двигателя Тr=10300К, для двигателя с впрыском топлива Тr=10200К.

Давление остаточных газов можно принять [15]
для карбюраторного двигателя Pr = 1,16 P0 (1.13)
Pr = 1,16*0,1=0,116 МПа

для двигателя с впрыском топлива
Pr = 1,10 P0

Pr = 1,10*0,1=0,11 МПа

Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда ΔТ.
Для улучшения наполнения двигателя свежим зарядом принимаем на номинальном скоростном режиме [10] ΔТ=100С для карбюраторного двигателя и ΔТ=80С для двигателя с впрыском топлива.
Плотность заряда на впуске
(1.14)

где =287 Дж/(кг*град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

Потери давления на впуске ΔРа на всех скоростных режимах двигателей рассчитываются по формуле:
(1.15)

где
=2,8 и =5 м/с - для карбюраторного двигателя
=2,5 и =95 м/с - для двигателя с впрыском топлива, не имеющего карбюратора, что снижает сопротивление впускной системы.

Потери давления на впуске карбюраторного двигателя при n=3200 мин-1

=0,0156 МПа

Потери давления на впуске двигателя с впрыском топлива при n=4200 мин-1

=0,0136 МПа

Давление в конце впуска в карбюраторном двигателе в двигателе с впрыском топлива Коэффициент остаточных газов γr.
При определении коэффициента остаточных газов γr пользуются формулой.
(1.16)

где - коэффициент очистки для карбюраторного двигателя без наддува
=1
- коэффициент дозарядки, на номинальном скоростном режиме для карбюраторного двигателя принимаем =1,02, что можно получить при подборе угла запаздывания закрытия впускного клапана в пределах 30-600 п.к.в. На остальных скоростных режимах определяют из графика =f(n) [10] [рис.5.1]

Для двигателя с впрыском топлива и электронным управлением можно принять =1,035 на номинальном скоростном режиме. На остальных режимах определяют из графика 5.2 [10].

Температура в конце впуска Та для карбюраторного двигателя
(1.17)

в двигателе с впрыском топлива

Коэффициент наполнения карбюраторного двигателя
(1.18)

для карбюраторного двигателя

для карбюраторного двигателя

Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия к1 определяется из номограммы по заданным значениям степени сжатия и температуры впуска Та [рисунок 4.4] [10]. Для карбюраторного двигателя ( =7,0 и Та=345 К) к1 = 1,379 для двигателя с впрыском топлива ( =9,0 и Та=327 К) к1 = 1,3785.
Показатель политропы сжатия n1 может быть принят равным значению к1 или несколько меньшим [12].
Принимаем n1 для обоих типов двигателей n1=1,38
Давление и температура в конце процесса сжатия определяются из уравнения политропы.

для карбюраторного двигателя

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
а) свежей смеси
(1.21)

где tc = Tc – 273 0C = 723 - 273 = 450 0C
для карбюраторного двигателя tc = 450 0C

кДж/(кмоль*град)

для двигателя с впрыском топлива tc = 480 0C
кДж/(кмоль*град)

б) остаточных газов определяется методом интерполяции по таблице 3.8 [10].
для карбюраторного двигателя n=4000 мин-1, =0,92, tc = 450 0С
Теплоемкость продуктов сгорания при tc = 450 0С и =0,92
кДж/(кмоль*град)

для двигателя с впрыском топлива n=5000 мин-1, =1,0, tc = 480 0С
Теплоемкость продуктов сгорания
кДж/(кмоль*град)

в) рабочей смеси
(1.22)

для карбюраторного двигателя
кДж/(кмоль*град)

для двигателя с впрыском топлива
кДж/(кмоль*град)

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного сгорания
горючей смеси
(1.23)

рабочей смеси
(1.24)

для карбюраторного двигателя

для двигателя с впрыском топлива

Количество теплоты потерянное вследствие химической неполноты сгорания
ΔНu = 119950*(1- )*L0 (1.25)

для карбюраторного двигателя
ΔНu = 119950*(1-0,092)*0,516=4951 КДЖ/кг

для двигателя с впрыском топлива ΔНu = 0 КДЖ/кг

Теплота сгорания рабочей смеси
(1.26)

для карбюраторного двигателя
кДж/кмоль*раб.см.

для двигателя с впрыском топлива
кДж/кмоль*раб.см.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания
(1.27)

определяется по эмпирическим формулам для интервала температур от 1501 до 2800 0С.

для карбюраторного двигателя

для двигателя с впрыском топлива Коэффициент использования теплоты зависит от совершенства организации процессов смесеобразования и сгорания топлива. Он повышается за счет снижения потерь теплоты газов в стенки цилиндра неплотности между цилиндром и поршнем. Увеличение скоростного режима снижает .
Значение выбирается по опытным данным в зависимости от конструктивных особенностей двигателя. Используя зависимости, предоставленные на рисунках 5.1 и 5.2 [10], принимаем для карбюраторного двигателя равным 0,94 и 0,99 – для двигателя с впрыском топлива.

Температура в конце видимого процесса сгорания
(1.28)

для карбюраторного двигателя
0,94*75491+21,915*450=1,084*(24,42+0,00204tz)* tz, или 0,00211 tz2+26,47 tz-80824=0

откуда
;

;

;

ТZ = 2527+273=2800 0К

для двигателя с впрыском топлива
0,99*80071+21,955*479=1,050*(24,783+0,00208tz)* tz, или 0,00219 tz2+26,022 tz-89786=0

откуда
;

;

ТZ = 2792+273=3065 0К

Максимальное давление сгорания теоретическое:
(1.29)

для карбюраторного двигателя
МПа

для двигателя с впрыском топлива
МПа

Максимальное давление сгорания действительное:

для карбюраторного двигателя
МПа

для двигателя с впрыском топлива
МПа

Степень повышения давления
(1.30)

для карбюраторного двигателя
для двигателя с впрыском топлива

Процессы расширения и выпуска

Средний показатель адиабаты сжатия к2 определяется по номограмме (рисунок 4.8) [10] при заданным значениям степени сжатия и соответствующих значениях коэффициента избытка воздуха и температуры сгорания ТZ, а средний показатель политропы расширения n2 оценивается по величине среднего показателя адиабаты:
для карбюраторного двигателя =7,0, =0,92 и ТZ =2800 К к2 = 1,26 n2=1,26
для двигателя с впрыском топлива при =9,0, =1,0 и ТZ =3065 находим по номограмме к2 = 1,255 n2=1,255

Давление и температура в конце процесса расширения:
(1.31)
(1.32)

для карбюраторного двигателя

для двигателя с впрыском топлива

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:
(1.33)

для карбюраторного двигателя

Погрешность расчета составляет
Δ =

для двигателя с впрыском топлива

Погрешность расчета составляет
Δ =

Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление
(1.34)

для карбюраторного двигателя

для двигателя с впрыском топлива

Среднее индикаторное давление

где - коэффициент полноты индикаторной диаграммы
для карбюраторного двигателя

для двигателя с впрыском топлива

Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива
(1.35)

(1.36)

для карбюраторного двигателя
;

г/(кВТ*ч);

для двигателя с впрыском топлива
;

г/(кВТ*ч);

Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до 6 и отношением S/Д 1.
Рм=0,034+0,0113* п.ср. (1.37)

Для карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 95 мм, получим значение средней скорости поршня при n=3200 мин-1.
п.ср.= ; (1.38)

п.ср.= м/с.

Тогда
Рм=0,034+0,0113*10,13=0,1485 МПа

Среднее давление механических потерь определяется по эмпирической формуле для высокофорсированных двигателей с электронным впрыском.
Рм=0,024+0,0053* п.ср.=0,024+0,0053*10,13=0,0777 МПа

Среднее эффективное давление и механический КПД
Ре=Рi-Рм; (1.39)

(1.40)

для карбюраторного двигателя
Ре=1,0085-0,1485=0,86 МПа

 

для двигателя с впрыском топлива
Ре=1,224-0,0777=1,1463 МПа

 

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива

(1.41)

(1.42)
для карбюраторного двигателя

г/(кВТ*ч)

для двигателя с впрыском топлива

г/(кВТ*ч)

Основные параметры двигателя

Литраж
(1.43)

л.

Рабочий объем одного цилиндра:
; (1.44)
л.
Объём камеры сжатия
; (1.45)

л.

Полный объём цилиндра
Va=Vc+Vh (1.46)

Va=0,091+0,73=0,821 л..

Диаметр цилиндра
(1.47)

99 мм

Мощность двигателя с впрыском топлива при данном литраже
(1.48)

кВт

Часовой расход топлива определяем по формуле [ ]:
GТ=Ne*ge*10-3, кг/ч (1.49)

для карбюраторного двигателя
GТ=13,4*288,5*10-3=38,66 кг/ч

для двигателя с впрыском топлива
GТ=177*214,5*10-3=37,97 кг/ч

Построение индикаторных диаграмм

Индикаторная диаграмма строится по результатам теплового расчета. По оси ординат откладывается давление, а по абсцисс – объем. При этом высота диаграммы выбирается в 1,2 – 1,7 раза больше основания. По осям диаграммы наносятся равномерная шкала, размерности величин. В соответствии с расчетами наносятся характерные точки a, b, c, z, r, которым соответствуют значения давлений рa, рb, рc, рz и рr, а также несколько (5 – 6) промежуточных точек на политропах сжатия и расширения, которые рассчитываются по уравнениям.
(1.50)

где Vx – текущее значение объёма, л
Все полученные точки соединяются последовательно плавными кривыми, а в точках с, z и b делаются скругления с учетом фаз газораспределения. По построенной диаграмме определяется среднее индикаторное давление:
МПа (1.51)

где F – площадь индикаторной диаграммы, мм;
- длина диаграммы, мм;
- масштаб давления, МПа/мм.

Результаты расчета точек политропы приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 К построению индикаторных диаграмм

№ точек ОХ, мм ОВ/ОХ Политропа сжатия Политропа расширения
(ОВ/ОХ)1,38 рх, МПа (ОВ/ОХ)1,268 рх, МПа
Карбюраторный двигатель
1 20 140/20 14,663 1,238 (точка с) 11,610 5,196
(точка z)
2 30 140/30 8,379 0,707 6,965 3,118
3 40 140/40 5,634 0,476 4,848 2,170
4 60 140/60 3,220 0,272 2,908 1,302
5 80 140/80 2,165 0,183 2,024 0,906
6 100 140/100 1,591 0,134 1,528 0,684
7 140 140/140 1 0,0844
(точка а) 1 0,4476
(точка в)
Двигатель с впрыском топлива
(ОВ/ОХ)1,38 (ОВ/ОХ)1,255
1 15 135/15 20,742 1,792
(точка с) 15,761 7,658
(точка z)
2 20 135/20 13,946 1,205 10,984 5,338
3 30 135/30 7,970 0,689 6,604 3,210
4 45 135/45 4,554 0,393 3,970 1,929
5 60 135/60 3,062 0,265 2,767 1,345
6 80 135/80 2,058 0,178 1,928 0,937
7 100 135/100 1,513 0,131 1,457 0,708
8 135 135/135 1 0,0864
(точка а) 1 0,486
(точка в)

Тепловой баланс

Тепловой баланс представляет распределение тепловой энергии топлива, сгорающего в двигателе. Тепловой баланс позволяет определить тепло, превращенное в полезную работу, и наметить пути уменьшения потерь. Значение отдельных составляющих теплового баланса позволяет судить о теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать систему охлаждения, выяснить возможности использования теплоты отработавших газов и т.д.
В общем виде тепловой баланс двигателя может быть представлен в виде следующих составляющих:
Qо=Qе+Qг+Qохл.+Qн.с.+Qост. (1.52)

где Qо - общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом.
Дж/с. (1.53)
Qе – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1 с.
Qе=1000*Ne (1.54)

Qг – теплота, потерянная с отработавшими газами
Qг= (1.55)

Qохл. – теплота, передаваемая охлаждающей среде
Qохл= (1.56)

где с=0,45 0,53 – коэффициент пропорциональности;
i – число цилиндров;
D – диаметр цилиндра, см;
n – частота вращения коленчатого вала, мин-1;

m = 0, 5 0,7 – показатель степени для четырехтактных двигателей.
Qн.с – теплота, потерянная из-за неполноты сгорания топлива.
Дж/с. (1.57)

Qост. = Qо - (Qе+Qг +Qохл+Qн.с) (1.58)

Произведем расчеты теплового баланса для карбюраторного двигателя и двигателя с впрыском топлива.
Общее количество теплоты:
карбюраторный двигатель
Дж/с.

двигатель с впрыском топлива
Дж/с. Теплота, эквивалентная эффективной работе:
карбюраторный двигатель
Qе=1000*134=134000 Дж/с.

двигатель с впрыском топлива
Qе=1000*177=177000 Дж/с. Теплота, передаваемая охлаждающей среде:
карбюраторный двигатель

Qохл= =99762 Дж/с.
двигатель с впрыском топлива
Qохл= =103438 Дж/с.

Теплота, унесенная с отработавшими газами:
карбюраторный двигатель
Qг= Дж/с.

=25,18 кДЖ/(кмоль*град) – теплоемкость отработавших газов (определена методом интерполяции по таблице 3.8 [10] при =0,92 и tr = Tr – 273 = 1076 -2 73 = 803 0C);
=20,770 кДЖ/(кмоль*град) – теплоемкость свежего заряда (определена по таблице 3.6 [10] для воздуха методом интерполяции при t0 = T0 – 273 = 288 -2 73 = 15 0C);
двигатель с впрыском топлива
Qг= Дж/с.
=25,021+ =25,416 кДЖ/(кмоль*град)

tr = 1067 -2 73 = 794 0C при =1.

=20,771 кДЖ/(кмоль*град) при t0= 15 0C.

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива
карбюраторный двигатель
Дж/с.
двигатель с впрыском топлива так как =1.
Неучтенные потери тепла
карбюраторный двигатель
Qост. = 471749 – (134000+150648+99762+53168) = 34171 Дж/с.

двигатель с впрыском топлива
Qост. = 463329 – (177000+153626+103438+0) = 29265 Дж/с.

Для оценки степени теплоиспользования и сравнения распределения теплоты в различных двигателях составляющие теплового баланса целесообразнее представлять в процентах по отношению ко всей теплоте, подведенной с топливом.
qо=qe + qг+qохл+qн.с+qост.=100 %

Таблица 1.2 Составляющие теплового баланса двигателя
Составляющие теплового баланса двигателя карбюраторный двигатель двигатель с впрыском топлива
Q, Дж/с. q, % Q, Дж/с. q, %
Теплота, эквивалентная эффективной работе 134000 28,4 177000 38,2
Теплота, передаваемая охлаждающей среде 99762 21,1 103438 22,3
Теплота, унесенная с отработавшими газами 150648 32,0 153626 33,2
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива 53168 11,3 0 0
Неучтенные потери тепла 34171 7,2 29265 6,3
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом 471749 463329 100

1.3 Динамический расчёт автомобиля
1.3.1 Скоростная характеристика двигателя

Скоростная (внешняя) характеристика автомобильного двигателя представляет собой зависимость его мощности Ne и крутящего момента Мк от числа оборотов.
При построении скоростной характеристики на оси абсцисс выделяют две точки:
nн – частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность; nн определяется по скорости поршня (см. тепловой расчёт двигателя);
n`min – минимальная частота вращения, на которой двигатель способен работать устойчиво.
n`min nн
n`min=0,25*3200=800 мин-1
Задаваясь различными промежуточными значениями частоты вращения n в пределах от n`min до nн (6 – 8 точек), по формуле Лейдермана определяют текущие значения мощности двигателя:
(1.59)

где n – промежуточные значения частоты вращения двигателя,
С1, С2 – коэффициенты, характеризующие тип двигателя: для карбюраторного двигателя С1=С2=1; для двигателя с впрыском топлива С1=0,6; С2=1,4.
Текущее значение момента Мк для промежуточных значений Ne и n определяются по формуле:
(1.60)

Полученные расчеты представлены в таблице 1.3, а скоростные характеристики двигателей карбюраторного и с впрыском топлива даны в приложении А.

Таблица 1.3 Параметры внешней скоростной характеристики

точки Карбюраторный двигатель
Двигатель с впрыском топлива
n, мин-1 Ne, кВт Мк, Н*м n, мин-1 Ne, кВт Мк, Н*м
1 800 39,78 474,9 800 39,27 468,8
2 1200 62,03 493,6 1200 65,34 520,0
3 1600 83,75 499,9 1600 92,93 554,6
4 2000 103,37 493,6 2000 120,00 572,8
5 2400 119,34 474,9 2400 144,37 574,5
6 2800 130,06 443,6 2800 164,06 559,6
7 3200 134,0 399,9 3200 177 528,2
8 3600 129,55 343,7 3600 171,1 453,9
9 4000 115,16 274,9 4000 152,1 363,2 карбюраторный двигатель

двигатель с впрыском топлива
и т.д.

1.3.2 Динамическая характеристика автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля представляет зависимость динамического фактора от скорости движения по передачам. Динамический фактор является обобщённым показателем динамических свойств автомобиля и определяется, как отношение избыточной тяговой силы к весу автомобиля [14]:
(1.61)

где Рк – касательная сила тяги на ведущем колесе, н
Рw – сила сопротивления воздуха, н
Ga – вес автомобиля

Касательная сила тяги определяется:
(1.62)

где Мк – ряд значений крутящего момента двигателя на данной передаче, н*м;
iтр – передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче;
- КПД трансмиссии на данной передаче;
- динамический радиус колеса, м

Сила сопротивления воздуха

Pw=k*F*V2, (1.63)

где k – приведённый коэффициент сопротивления воздуха (обтекаемости), зависящий от формы тела и других факторов; для грузовых автомобилей k= н*с2/м4
F – площадь лобового сопротивления
F= *Н*В,
где - коэффициент заполнения площади, выбирается в зависимости от типа автомобиля
В и Н – значения соответственно ширины и высоты автомобиля, м (выбирается по прототипу).
F=0,85*2,5*2,8=5,95 м2
Динамический радиус колеса рассчитывают по эмпирической формуле
rк= 0,5d*(0,8…0,85)bш (1.64)
где d – наружный диаметр обода колеса, м
bш – ширина шины, м
rк = 0,5*0,508=0,82*0,304=0,5033 м
Передаточные числа трансмиссии выбираются из следующих соображений: передаточное число постоянно включённой главной передачи io принимаются как у прототипа или определяется по формуле (при условии, что Vmax = на прямой передаче):
i0= (1.65)

Принимаем i0=6,32
Передаточное число коробки передач на первой основной передаче определяется [14] (1.66)

где - максимальный динамический фактор, реализуемый по сцеплению ведущих колес автомобиля.
=
где - коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой; для сухой грунтовой дороги;
к – коэффициент нагрузки автомобиля; к
m – полная масса груженого автомобиля m=9950 кг. [12]Мк max – максимальный крутящий момент двигателя; берется из внешней характеристики двигателя, Н*м
- механический КПД трансмиссии на первой передаче,
При подсчете КПД ориентируются на схемы трансмиссии прототипа.
=

Передаточное число трансмиссии на первой передаче
iтр1=i0*ik1=6.32*8.68=54,86

(1.67)

где q – знаменатель геометрической прогрессии
(1.68)

где z – число передач

iTP2=31,97, iTP3=18,63, iTP4=10,86, iTP5=6,32

Н и т.д.

Теоретическая скорость автомобиля VT=0,105 м/с и т.д.
Сила сопротивления воздуха на различных режимах работы двигателя:
Н
Н
и т.д.

Таблица 1.4 К построению динамической характеристики автомобиля (двигатель с впрыском топлива)

передачи №
точки Из внешней характеристики двигателя V, м/с Рк, Н РW, Н Рк- РW, Н D
n, мин-1 Ne, кВт Мк, Н*м
Г=1 Г=1,5
I 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,27
65,34
92,93
120,0
144,37
164,06
177,0
171,1
152,1 468,8
520,0
554,6
572,8
574,5
559,6
528,2
453,9
363,2 0,77
1,16
1,54
1,93
2,31
2,70
3,08
3,46
3,85 43945
48745
51988
53694
53854
52457
49513
42549
34046 2,11
4,80
8,47
13,30
19,05
26,02
33,87
42,74
52,92 43943
48740
51980
53681
53835
52431
49479
42506
33993 -
-
-
-
-
-
-
-
0,860 0,442
0,490
0,522
0,540
0,541
0,527
0,497
0,427
0,342
II 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,27
65,34
92,93
120,0
144,37
164,06
177,0
171,1
152,1 468,8
520,0
554,6
572,8
574,5
559,6
528,2
453,9
363,2 1,32
1,98
2,64
3,31
3,97
4,63
5,29
5,95
6,61 25611
28408
30298
31292
31384
30571
28856
24797
19842 6,22
13,99
24,88
39,11
56,27
76,53
99,90
126,39
155,98 25605
28394
30273
31253
31329
30494
28756
24671
19686 0,648
0,711
0,766
0,791
0,793
0,772
0,728
0,625
0,498 0,257
0,285
0,304
0,314
0,315
0,306
0,289
0,248
0,198
III 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,27
65,34
92,93
120,0
144,37
164,06
177,0
171,1
152,1 468,8
520,0
554,6
572,8
574,5
559,6
528,2
453,9
363,2 2,27
3,40
4,54
5,67
6,81
7,94
9,08
10,21
11,35 14923
16553
17655
18234
18288
17814
16814
14449
11562 18,40
41,27
73,58
114,77
165,56
225,06
294,33
372,15
459,90 14905
16512
17581
18119
18122
17589
16520
14077
11102 0,377
0,418
0,445
0,459
0,459
0,445
0,418
0,356
0,281 0,150
0,166
0,177
0,182
0,182
0,177
0,166
0,141
0,112

продолжение таблицы 1.4
IV 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,27
65,34
92,93
120,0
144,37
164,06
177,0
171,1
152,1 468,8
520,0
554,6
572,8
574,5
559,6
528,2
453,9
363,2 3,89
5,84
7,78
9,73
11,68
13,62
15,57
17,52
19,46 8701
9651
10293
10631
10663
10386
9803
8424
6741 54,02
121,76
216,09
337,98
487,03
662,25
865,46
1095,81
1351,93 8647
9529
10077
10293
10176
9724
8938
7328
5389 0,219
0,241
0,255
0,261
0,258
0,246
0,226
0,186
0,136 0,087
0,096
0,101
0,103
0,102
0,098
0,090
0,074
0,054
V 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,27
65,34
92,93
120,0
144,37
164,06
177,0
171,1
152,1 468,8
520,0
554,6
572,8
574,5
559,6
528,2
453,9
363,2 6,69
10,03
13,38
16,72
20,07
23,41
26,75
30,10
33,45 5063
5616
5990
6186
6204
6044
5705
4902
3923 159,78
359,14
639,12
998,02
1438,01
1956,46
2554,56
3234,46
3994,48 4903
5257
5926
5088
4767
4088
3150
1668
- 0,124
0,133
0,150
0,129
0,121
0,103
0,080
0,042
- 0,049
0,053
0,060
0,051
0,048
0,041
0,032
0,017
-

Таблица 1.5 К построению динамической характеристики автомобиля (карбюраторныйдвигатель)

передачи №
точки Из внешней характеристики двигателя V, м/с Рк, Н РW, Н Рк- РW, Н D
n, мин-1 Ne, кВт Мк, Н*м
Г=1 Г=2,5
I 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,78
62,03
83,75
103,37
119,34
130,06
134,0
129,55
115,16 474,9
493,6
499,9
493,6
474,9
443,6
399,9
343,7
274,9 0,77
1,16
1,54
1,93
2,31
2,70
3,08
3,46
3,85 44517
45270
46861
46270
45517
41583
37487
32218
25769 2,11
4,80
8,47
13,30
19,05
26,02
33,87
42,74
52,92 44515
45265
46853
46257
45498
41557
37453
32176
25716 -
-
-
-
-
-
0,948
0,814
0,651 0,447
0,455
0,471
0,465
0,457
0,418
0,373
0,323
0,258
II 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,78
62,03
83,75
103,37
119,34
130,06
134,0
129,55
115,16 474,9
493,6
499,9
493,6
474,9
443,6
399,9
343,7
274,9 1,32
1,98
2,64
3,31
3,97
4,63
5,29
5,95
6,61 25943
26965
27310
26965
25943
24234
21847
18776
15018 6,22
13,99
24,88
39,11
56,27
76,53
99,90
126,39
155,98 25937
26951
27285
26926
25887
24157
21747
18650
14862 0,656
0,682
0,690
0,682
0,655
0,612
0,551
0,472
0,376 0,261
0,271
0,274
0,271
0,260
0,243
0,220
0,187
0,149
III 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,78
62,03
83,75
103,37
119,34
130,06
134,0
129,55
115,16 474,9
493,6
499,9
493,6
474,9
443,6
399,9
343,7
274,9 2,27
3,40
4,54
5,67
6,81
7,94
9,08
10,21
11,35 15117
15713
15913
15713
15117
14121
12730
10941
8751 18,40
41,27
73,58
114,77
165,56
225,06
294,33
372,15
459,90 15099
15672
15839
1559814951
13896
12436
10569
8291 0,382
0,397
0,401
0,395
0,379
0,352
0,315
0,268
0,210 0,152
0,156
0,159
0,157
0,150
0,140
0,125
0,106
0,083

продолжение таблицы 1.5
IV 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,78
62,03
83,75
103,37
119,34
130,06
134,0
129,55
115,16 474,9
493,6
499,9
493,6
474,9
443,6
399,9
343,7
274,9 3,89
5,84
7,78
9,73
11,68
13,62
15,57
17,52
19,46 8814
9161
9278
9161
8814
8233
7422
6379
5102 54,02
121,76
216,09
337,98
487,03
662,25
865,46
1095,81
1351,93 8760
9039
9062
8823
8327
7571
6557
5283
3750 0,221
0,229
0,229
0,223
0,211
0,192
0,166
0,134
0,095 0,088
0,091
0,091
0,089
0,084
0,076
0,066
0,053
0,038
V 1
2
3
4
5
6
7
8
9 800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000 39,78
62,03
83,75
103,37
119,34
130,06
134,0
129,55
115,16 474,9
493,6
499,9
493,6
474,9
443,6
399,9
343,7
274,9 6,69
10,03
13,38
16,72
20,07
23,41
26,75
30,10
33,45 5129
5331
5399
5331
5129
4791
4319
3712
2969 159,78
359,14
639,12
998,02
1438,01
1956,46
2554,56
3234,46
3994,48 4969
4972
4760
4333
3691
2835
1765
478
- 0,126
0,126
0,121
0,110
0,093
0,072
0,045
0,012
- 0,050
0,050
0,048
0,044
0,037
0,028
0,018
0,005
-

1.4 Расчёт и построение экономической характеристики автомобиля

По экономической характеристики судят о расходе топлива на разных скоростных режимах и разных дорожных условиях.
Расчёт проведём на прямой передаче на дорогах с разными коэффициентами дорожных сопротивлений Ψ.
Расход топлива Qs находится по выражению [12] л/100 км. (1.69)

где Ne – мощность развиваемая двигателем в рассматриваемых условиях,
кВТ;
qe – удельный расход топлива, соответствующий данному режиму,
г/кВТ*ч;
- удельная масса топлива; для бензина =0,75 кг/л;
100/ 3,6 – время в часах, необходимое для прохождения пути в 100 км.
при скорости V м/с;
(1.70)
г/кВт*ч (1.71)

где К/ и К// - коэффициенты, учитывающие влияние на удельный расход
топлива соответственно скоростного и нагрузочного режимов работы
двигателя.
Значения К/ и К// находят по графику [11] в зависимости от отношения к n/nH и Ne/ NeВН., где
n – текущее значение частоты вращения при данной скорости движения,
мин -1;
nH – номинальная частота вращения двигателя (частота вращения при движении с максимальной скоростью), мин -1;
Ne – мощность, затрачиваемая на движение с данной скоростью, кВт;
NeВН – мощность, развиваемая двигателем при той же частоте вращения
по скоростной характеристике, кВт.
n = 800 об./мин.
Ψ=0,04
кВт
г/кВт*ч

n/nH = 800/3200=0,25 К/=1,06 берут из таблицы

Ne/ NeВН = 31,61/39,78=0,795 К//=0,92 [12]

л/100 км. и т.д.

Результаты расчетов сведены в таблицы 1.6.

Таблица 1.6 Результаты расчета экономической характеристики автомобиля (двигатель с впрыском топлива)
Ψ V,
м/с n,
об./мин. Pw n/nH K/ Ne, кВт Ne/ NeВН K// qe,
г/
кВт*ч Qs,
л/100 км.
0,02 800
1200
1600
2400
2800
3200 6,69
10,03
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
359,14
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,375
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
1,0
0,97
0,95
0,97
1,0 16,43
26,95
40,31
79,11
106,38
130,83 0,418
0,412
0,434
0,548
0,648
0,739 1,2
1,15
1,17
1,0
0,95
0,93 272,8
246,7
243,5
203,8
197,8
199,5 24,81
24,55
27,17
29,75
33,29
36,14

продолжение таблицы 1.6
0,04 800
1200
1600
2400
2800
3200 6,69
10,03
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
359,14
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,375
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
1,0
0,97
0,95
0,97
1,0 31,61
49,72
70,68
124,67
159,0
191,54 0,805
0,761
0,761
0,864
0,969
- 0,90
0,92
0,92
0,90
0,90
- 204,6
197,3
191,3
183,4
187,3
- 35,81
36,22
37,43
42,19
47,12
-
Автомобиль порожняк
0,04 800
1200
1600
2400
2800
3200 6,69
10,03
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
359,14
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,375
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
1,0
0,97
0,95
0,97
1,0 13,30
22,26
34,06
69,73
95,44
118,32 0,339
0,341
0,367
0,483
0,582
0,668 1,4
1,38
1,25
1,02
0,96
0,95 318,3
298,1
260,19
207,9
199,7
203,8 23,44
24,44
24,53
26,75
30,10
33,39

Таблица 1.7 Результаты расчета экономической характеристики автомобиля (карбюраторный двигатель)
Ψ V,
м/с n,
об./мин. Pw n/nH K/ Ne, кВт Ne/ NeВН K// qe,
г/
кВт*ч Qs,
л/100 км.
0,02 800
1600
2400
2800
3200 6,69
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
0,97
0,95
0,97
1,0 16,43
40,31
79,11
106,38
130,83 0,413
0,481
0,663
0,818
0,976 1,15
1,03
0,9
0,88
0,90 351,7
288,2
246,7
241,2
259,6 32,08
32,16
35,94
40,60
47,03

продолжение таблицы 1.7
0,03 800
1600
2400
2800
3200 6,69
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
0,97
0,95
0,97
1,0 24,02
55,50
101,89
132,9
161,18 0,604
0,663
0,854
0,992
- 0,96
0,90
0,90
0,89
- 293,7
251,9
246,7
244,1
- 39,06
38,70
46,4
51,3
-
0,04 800
1200
1600
2400
2800
3200 6,69
10,03
13,38
20,07
23,41
26,75 159,78
359,14
639,12
1438,01
1956,46
2254,56 0,25
0,375
0,50
0,75
0,875
1,0 1,06
1,0
0,97
0,95
0,97
1,0 31,61
49,72
70,68
124,67
159
- 0,795
0,802
0,844
1,045
1,226
- 0,92
0,88
0,89
0,91
-
- 281,3
253,9
248,9
249,5
-
- 49,23
46,61
48,71
57,40
-
-

2. Конструктивная часть

2.1 Обзор системы впрыска

Все существующие системы впрыска можно разделить на три основные группы в зависимости от места впрыскивания легкого топлива [ ]:
- системы центрального одноточечного впрыска, в которых одна электромагнитная форсунка осуществлет непрерывную подачу топлива во впускной коллектор над дроссельной заслонкой, обеспечивая топливом все цилиндры двигателя. По способу смесеобразования данные системы наиболее близки к системам топливоподачи и смесеобразования карбюраторных двигателей;
- системы распределенного впрыска над впускными клапанами.
- системы распределенного впрыска непосредственно в полость цилиндра. Эти системы относятся к принципиально новым системам бензиновых двигателей – с внутренним смесеобразованием, аналогичным системам смесеобразования дизелей.
Впрыскивающие топливные системы также классифицируются по способу подачи топлива (непрерывный и прерывистый впрыск), по типу узлов, дозирующих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления); по способу регулирования количества смеси (пневматические, механические, электронные); по основным параметрам регулирования состава смеси (разрежению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха).
В двигателях с впрыскиванием легкого топлива бензин подается специальным насосом и впрыскивается через форсунку в цилиндр или во впускной трубопривод, как правило, в непосредственной близости от впускного клапана.
По сравнению с карбюраторными двигателями двигатели с впрыскиванием бензина имеют следующие преимущества:
1. Топливо равномернее распределяется по цилиндрам, что дает возможности поддерживать одинаковый состав смеси в цилиндрах. При распределенном впрыске состав смеси в разных цилиндрах может отличаться на 6 – 7 %, а при питании от карбюратора – на 11 – 17 %. [ ], вследствие чего повышается экономичность двигателя. При однородном составе смеси в цилиндрах снижается разброс показателей их работы, уменьшается вибрация и износ двигателей.
2. Исключаются потери части топлива при продувке цилиндра, что увеличивает экономичность и мощность двигателя.
3. Уменьшается сопротивление впускной системы вследствие отсутствия карбюратора и улучшается наполнение цилиндра, а следовательно повышается мощность двигателя.
4. Можно несколько повысить степень сжатия двигателя вследствие более однородного состава смеси в цилиндрах и возможности организовать продувку за счет большего перекрытия клапанов. В результате повышается мощность и улучшается экономичность двигателя.
5.Достигается более правильная, чем при карбюраторном смесеобразовании коррекция состава смеси при переходе двигателя с одного режима на другой и обеспечивается лучшая прижимистость двигателя.
6. В отработавших газах содержится меньшее количество углерода, а также других вредных веществ.
7. Отпадает необходимость в организации подогрева впускного трубопровода.
8. Облегчается возможность при электронном управлении впрыскиванием исключить подачу топлива на режимах принудительного холостого хода, что уменьшает расход топлива.
9. Создаются предпосылки для оптимального управления работой двигателя на всех режимах с применением микропроцессорной техники.
Однако, системы впрыскивания легкого топлива имеют ряд существенных недостатков:
1. Эти системы сложнее. Наличие прецизионных деталей и чувствительной автоматики для регулирования и корректирования состава смеси обуславливает более высокую стоимость системы впрыскивания легкого топлива по сравнению с карбюраторными системами.
2. Эксплуатация таких систем сложнее регулирования и устранения неисправностей в системе должны производится высококвалифицированным персоналом.
На автомобильном транспорте наиболее широкое распространение получили системы впрыскивания топлива во впускной тракт. При этом форсунки устанавливают либо в головке блока, либо во внускной близости от окон головки (распыленное форсунками топливо поступает в зону впускных клапанов), либо во впускной трубопровод на расстоянии от впускных клапанов (смесь начинает образовываться в каналах впускного трубопровода). В последнем случае через одну форсунку, установленную до разветвления, топливо можно подавать в группу цилиндров. Возможен также вариант, когда топливо подается одной форсункой в общую смесительную камеру, откуда смесь поступает в патрубки отдельных цилиндров (моновпрыск). Впрыскиваемое топливо подхватывается потоком всасываемого воздуха и смешивается с ним, поступает в цилиндр.
Мощность двигателя с впрыскиванием легкого топлива регулируют при помощи дроссельной заслонки, которая изменяет количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, а состав смеси зависит от массы топлива, впрыскиваемого топливоподающей аппаратурой. Состав смеси в системах впрыскивания легкого топлива регулируют по расходу воздуха; расходу воздуха и частоте вращения вала двигателя; углу открытия дроссельной заслонки и частоте вращения вала двигателя; разрежению во впускной системе и частоте вращения вала двигателя; составу отработавших газов. Кроме того, состав смеси корректируют в зависимости от температурного режима работы двигателя, давления и температуры окружающего воздуха.
В зависимости от выбранного способа регулирования изменяется состав датчиков, регулирующей и впрыскивающей аппаратуры.

2.2 Система распределенного впрыска.

Наибольшее распространение получили системы впрыскивания топлива в зоны впускных клапанов. Эти системы могут быть выполнены как с электронным, так и с электромеханическим управлением [ ].
Система впрыска «К – Джетроник» фирмы Бош представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки (от разрешения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости.
Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором – распределителем топлива.

2.2.1 Принцип действия. Главная дозирующая система и система
холостого хода.

Топливный насос2 (рис 2.2) забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением около 5 кгс/см2 через накопитель 3 и фильтр 4 к каналу «А» дозатора – распределителя 6.
При обычном карбюраторном питании управление двигателем осуществляется воздействием на педаль «газа», т.е. поворотом дроссельной заслонки. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры рабочей смеси, то при системе впрыска дроссельная заслонка 14 регулирует только подачу чистого воздуха.
Для того, чтобы установить требуемое соотношение между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина используется расходомер воздуха с напорным диском 5 и дозатор – распределитель топлива 6. Расходомер воздуха представляет собой прецизионный механизм. Напорный диск его очень легкий крепится к рычагу, с другой стороны рычага установлен балансир, уравновешивающий всю систему. Диск очень чутко реагирует на изменение расхода воздуха.
На оси вращения рычага напорного диска 5 закреплен второй рычаг с роликом. Ролик упирается непосредственно в нижний конец плунжера дозатора – распределителя. Наличие второго рычага с регулированным винтом позволяет менять относительное положение рычагов, а значит напорного диска и упорного ролика (плунжера распределителя) и этим изменять состав рабочей смеси.
Механическая система: расходомер воздуха – дозатор распределитель обеспечивает только соответствие перемещений напорного диска и плунжера – распределителя.
Для получения линейной зависимости между расходом воздуха и бензина применена система дифференциальных клапанов.
Из дозатора – распределителя топливо по каналам Е поступает к форсункам (инжекторам) 9. Взаимосвязь перемещений плунжера, напорного диска и дифференциальные клапаны обеспечивают стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси. Для получения соответствия состава рабочей смеси режиму работы двигателя в системе впрыска со стороны верхней части пунжера в распределитель подходит по каналу «С» управляющее давление. Величина его определяется регулятором управляющего давления 8. Это давление в зависимости от режима работы двигателя имеет большую или меньшую величину. В первом случае сопротивление перемещению плунжера увеличивается – смесь обедняется. Во втором случае, наоборот сопротивление перемещению плунжера уменьшается – смесь обогащается.
При карбюраторной системе питания на режиме резкого открытия дроссельной заслонки необходимое обогащение смеси (в противном случае было бы ее обледенение, так как воздух более подвижен) производится ускорительным насосом. При системе впрыска обогащение обеспечивается почти мгновенной реакцией напорного диска. Бензиновый электрический насос 2 работает независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Он включается при двух условиях, когда включено зажигание и вращается коленчатый вал.
В системе впрыска имеется регулятор давления 7, который размещается в дозаторе – распределителе и поддерживает постоянным давление топлива в системе пе\утем перепуска его в бак.
Холостой ход карбюраторных двигателей регулируется двумя винтами: количества и качества смеси.
Система питания с впрыском топлива также имеет два винта: винт качества (состав) рабочей смеси, этим винтом регулируется содержание СО в отработавших газах и винт количества смеси 10, этим винтом устанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

2.2.2 Система впуска

При пуске двигателя электронасос 2 практически мгновенно создает давление в системе. Если двигатель прогрет (температура не менее 35 0С) термореле 12 включает пусковую форсунку 11 с электромагнитным управлением. В момент пуска холодного двигателя в течение определенного времени пусковая форсунка впрыскивает во впускной коллектор дополнительное количество топлива. Продолжительность работы пусковой форсунки определяет термореле в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Клапан 13 обеспечивает подвод к двигателю дополнительного количества воздуха для повышения частоты вращения коленчатого вала холодного двигателя на холостом ходу. Дополнительное обогащение топливовоздушной смеси при пуске и прогреве холодного двигателя достигается за счет более свободного подъёма плунжера дозатора – расширителя потому, что регулятор управляющего давления 8 снижает над плунжером противодействующее давление..
Таким образом, если двигатель уже прогрет, питание осуществляется через главную дозирующую систему и систему холостого хода. При этом термореле 12, пусковая форсунка 11 и клапан добавочного воздуха 13 в работе не участвуют. При пуске и прогреве холодного двигателя все перечисленные элементы системы впрыска включаются в работу, обеспечивая надежный запуск и стабильную работу двигателя на холостом ходу.

2.2.3 Вспомогательные элементы системы впрыска

Топливный бак.
В связи с широким использованием каталитических нейтрализаторов отработавших газов и необходимостью в этом случае защитить топливный бак от заправки его этилированным бензином, изменен сам способ заправки. Существенно уменьшен диаметр горловины бака, что делает непосредственную заправку автомобиля на наших АЗС иногда просто невозможным.

Топливный электронасос.
Топливный электронасос ротационного роликового типа одно – ил многосекционный, в котором в пазы ротора вставлены ролики. На входе бензонасоса вставлена фильтрующая сетка для задержания крупных посторонних частиц.
Топливный электронасос может располагаться вне бака или непосредственно быть погруженным в бензин в баке. По внешней форме насос напоминает катушку зажигания и представляет собой объединённый агрегат электродвигатель постоянного тока и собственно насос. Особенностью этой конструкции является то, что бензин омывает все «внутренности» электродвигателя: якорь, коллектор, щетки, статор.
Насос имеет два клапана: предохранительный и обратный. Предохранительный клапан соединяет полости нагнетания и всасывания при превышении давления. Обратный клапан препятствует сливу топлива из системы. В нём встроен демпфирующий дроссель, уменьщающий проходное сечение, что сглаживает резкое нарастание давления в системе при пуске насоса.
Привыключении насоса он снижает давление в системе только до значения, при котором происходит закрытие клапанных форсунок.
Обратный клапан с демпфером размещен в штуцере топливного насоса.
Давление развиваемое насосом (давление в системе) составляет около 5 кгс/см2. Производительность насосов при 20 0С и 12 В порядка 1,7 - 2,0 л/мин. Рабочее напряжение 7 – 15 В., максимальное значение силы тока – 4,7 – 9,5 А.

Накопитель топлива.
Накопитель топлива служит для поддержания давления в системе при остановленном двигателе и выключенном бензонасосе. Поддержание остаточного давления препятствует образованию в трубопроводах паровых пробок, которые затрудняют пуск (особенно горячего двигателя).
Конструктивно он представляет собой пружинный гидроаккумулятор. Имеет три полости: верхняя, где размещена пружина, средняя (объёмом 2-0 – 40 см3) – накопительная и нижняя с двумя каналами (подводящим и отводящим) или с одним каналом, выполняющим обе функции. Полости накопительная и пружинная разделены гибкой диафрагмой, а накопительная и нижняя полости – перегородкой.
После включения топливного насоса накопительная полость через пластинчатый клапан в перегородке заполняется топливом, при этом диафрагма прогибается вверх до упора, сжимая пружину. После остановки двигателя малейшие утечки (обратный клапан в насосе, распределитель) приводит к значительному падению давления в системе. Вот здесь и вступает в работу накопитель. Пружина, воздействуя на диафрагму, вытесняет бензин из накопительной полости через дрессирующее отверстие в перегородке.
При рабочем давлении в системе 5,4 - 6,2 кгс/см2 остаточное давление спустя 10 мин. после остановки двигателя составляет 3,4 кгс/см2, после 20 мин. 3,3 кгс/см2.
Накопитель устанавливается в системе за топливным насосом после фильтра. Топливный фильтр размещается за топливным насосом, поэтому фильтр не защищает бензонасос от посторонних частиц в бензине. В самом насосе имеется сетка, а также предусмотрены сетки в штуцерах каналов Е распределителя. Фильтр по объёму превышает несколько раз обычно применяемые фильтры тонкой очистки бензина и похожи на масляной фильтр. Срок службы их составляет 50 тыс. км.

Дозатор – распределитель
Топливо от насоса через фильтр поступает к форсункам через дозатор – распределитель (рис. 2.3). Перемещение плунжера – распределителя происходит в соответствии с перемещениями напорного диска расходомера воздуха. Напорный диск расходомера перемещается в соответствии с расходом воздуха или в соответствии с открытием дроссельной заслонки.
Плунжер 6 перемещается в гильзе 7 с отверстиями. На плунжер снизу воздействует рычаг напорного диска расходомера, сверху – управляющее давление.
Между распределителем и выходными каналами Е, по которым топливо подаётся к форсункам, расположены дифференциальные клапаны, необходимые для получения линейной зависимости между перемещением плунжера и расходом топлива, поступающего к форсункам. Дифференциальный клапан – это клапан с двумя камерами с перепадом давлений или клапан, разделённый гибкой диафрагмой.
Нижние камеры дифференциальных клапанов соединены кольцевым каналом и находятся по рабочим давлением. На стальную диафрагму 4 снизу воздействует это давление, а сверху – пружина, опирающаяся вверху в корпусе, внизу – на специальное седло и диафрагму.
При поступлении топлива в верхнюю камеру к усилию пружины добавляется давление топлива, диафрагма прогибается вниз, увеличивая проходное сечение. В связи с чем давление в верхней камере падает, диафрагма несколько выпрямляется, в результате получается динамическое равновесие или та самая необходимая линейная зависимость между перемещением плунжера и поступлением топлива к форсункам. Рассмотренное регулирование состава рабочей смеси относится к частичным нагрузкам или к обычной (основной) работе двигателя. Но существуют и другие режимы: холодный пуск, холостой ход, полная нагрузка. Приспособляемость к этим режимам по «воздуху» предусмотрена в расходомере, благодаря форме и сечению направляющего устройства.
В дозаторе – распределителе предусмотрено приспособление по «бензину», осуществляемое подводом к плунжеру сверху управляющего давления. Чем больше управляющее давление, тем больше усилие, препятствующее подъёму плунжера, а с уменьшением величины управляющего давления соответственно уменьшается и сила, препятствующая подъёму плунжера. То есть состав смеситакж е можно изменять путём изменения велечины управляющего давления, действующего на плунжер дозатора – распределителя, сверху.

Регулятор давления топлива.
Учитывая, что насос имеет запас по давлению двухкратный, а по подаче десятикратный, то конечно ясно, что такая система должна иметь регулятор давления. Постоянное по величине давление топлива в системе поддерживает регулятор давления. Регулятор давления питания 7 (рис 2.2) встроен в дозатор – распределитель, соединён с каналом «А» (подвод топлива), по каналу «В» осуществляется слив излишнего топлива в бак; канал «Д» соединён с регулятором управляющего давления 8.
По конструктивному оформлению представляет собой клапан поршневого типа, нагруженный пружиной. В специальном канале корпуса дозатора – распределителя размещён поршень, который может перемещаться в нём в одном направлении под действием пружины или под действием давления топлива в обратном направлении. Он позволяет излишку топлива через канал «В» возвратится в бак. Давление топлива в системе уравновешивается пружиной поршня и остаётся постоянным. Пружина регулятора давления одним концом упирается в поршень, другим – в корпус толчкового клапана. Предварительное сжатие пружины можно изменять, с помощью регулировочных шайб.

Форсунка впрыска
Электромагнитные форсунки получили наибольшее распро¬странение в системах впрыскивания легкого топлива во впускной трубопровод. Они дозируют топливо, работая в импульс¬ном режиме. Продолжительность открытого состояния клапа¬на форсунки зависит тт длительности управляющего электри¬ческого импульса, подаваемого на обмотку электромагнита форсунки. Принципиальная схема электромагнитной форсунки приведена на рис. В корпусе 1 размещены клапан 2 с пру¬жиной 7, прижимающей его к седлу 8. и электромагнит 3. Концы обмоток электромагнита выведены наружу через изоли¬рованные контакты 4. Топливо в полость форсунки подводится по шлангу 5 через фильтр 6.
Конструктивное оформление электромагнитных форсунок разнообразно, несмотря на то, что их выполняют по единой принципиальной схеме. Нa рис. приведен продольный раз¬рез форсунки фирмы Бош. При включении обмотки электро¬магнит в цепь (подача импульса) якорь 12 поднимает иглу 3, открывая топливу выход из распылителя 2. Ход иглы равен 0,15 мм. и ограничен упором 4 бурта в шайбу 5 из твердосплав¬ного материала. Дозирующее отверстие представляет собой кольцевую щель между распылителем 2 и штуцером иглы 3. Для настройки форсунок предусмотрен регулировочный винт 10. Конструкция не разборна и ремонту не подлежит.

где - площадь эффективного сечения клапана форсунки;
Δр - перепад давлений на клапане: р-плотность топлива.
Важным моментом является выбор места установки форсунок, их положение и ориентация. Незначительные изменения
в положении форсунки существенно влияют на показатели дви¬гателя. Обычно выбор положения форсунки производят на основе экспериментальных данных.

Изменители расхода воздуха
В системах с регулированием по расходу воздуха в качестве датчиков расхода воздуха применяют термоанемометрические, электромеханические и пневмомеханические измерители расхода. Нa рис. приведена схема измерителя первого типа. Он состоит из корпуса 1 с диффузором 3, поперек которого натянута платиновая нить 2, нагреваемая проходящим по ней элек-трическим током. Температура нити зависит от силы тока, площади поперечного сечения нити и скорости воздуха, проходящего через диффузор измерителя. Такое устройство по сравнению с другими обладает неоспоримыми преимуществами вследствие отсутствия скользящих кон¬тактов, простоты конструкции. Сложность учета влияния влажности, температуры и давления окружающего воздуха, излуче¬ния теплоты окружающими деталями успешно преодолевается современными электронными средствами коррекции.
Датчик расхода электромеханического типа показан на рис. . На пластину 3 кроме скоростного напора действует усилие пружины. С осью 4 заслонки соединен привод движка функционального потенциометра, с которого снимается сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки. В измерителе для демпфирования колебаний заслонки вследствие пульсаций воз¬душного потока предусмотрен демпфер-успокоитель 5 с плас¬тиной 6, перемещающейся в полости демпфера. Демпфирова¬ние осуществляется вследствие перетекания воздуха между замкнутой полостью демпфера и воздушным трактом через за¬зоры. Для предохранения измерителя oi поломок при обратных вспышках в пластине 3 установлен предохрани-тельный клапан 2. Измеритель имеет перепускной канал 1, ис¬пользуемый для регулирования расхода воздуха на режиме хо¬лостого хода.
Датчики положения дроссельной заслонки, как правило, представляют собой электромеханические устройства со сколь¬зящими по ламелям токосъемниками, приводимыми в движе¬ние от оси дроссельной заслонки. При скольжении токосъемни¬ков происходит коммутация цепей при углах открытия дроссельной заслонки от 0 до 2-40 и при углах открытия, близ¬ких к полным.

2.3 Электрическая схема системы впрыска

Большинство элементов системы «К – Джитроник» имеют питание от управляющего реле и только пусковая электромагнитная форсунка с термореле подключены к клемме «50» выключателя зажигания (рис 2.5). То есть пусковая пусковая форсунка и термореле могут быть включены только во время работы стартёра. Электронасос начинает работать при включенном зажигании только в том случае, когда вращается коленчатый вал двигателя.
Электронасос, регулятор управляющего давления и клапан добавочного воздуха включаются управляющим реле. Управляющее реле выключает все названные элементы схемы при включённом зажигании, но при невращающемся коленчатом валу двигателя, что важно по соображениям безопасности в случае аварии.
При пуске холодного двигателя напряжение с клеммы «50» подаётся на пусковую форсунку и термореле. Если пуск продолжается более 10 – 15 с., тотермореле выключает пусковую форсунку, чтобы двигатель «не залило». Когда при пуске двигатель имеет повышенную температуру (около 36 0С), термореле разомкнуто и пусковая форсунка не функционирует.
Управляющее реле включается самостоятельно, как только стартер провернёт коленчатый вал двигателя. Для этого управляющее реле получает импульсы от датчика – распределителя, клеммы «1» катушки зажигания или от соответствующей клеммы коммутатора. Управляющее реле распознаёт состояние состояние – «коленчатый вал двигателя вращается». Если же двигатель не запустился, импульсы к управляющему реле больше не подходят. Реле распознаёт это и отключает топливный насос через 1 секунду после прохождения последнего импульса.

2.4. Регулятор давления топлива

Регулятор давления топлива предназначен для поддержания постоянного перепада давлений между давлением воздуха во впускном трубопроводе и давлением топлива.
Описание устройства и работы:
Регулятор содержит корпус 12 и крышку 14 с размещённой между ними гибкой мембранной 7 и образующей топливную 2 и вакуумную 4 полости. Топливная полость сообщена через топливный штуцер 1 с топливопроводом и через штуцер 8 обратного слива с топливным баком. Клапан перепада давления выполнен в виде седла 11 и подвижного жесткого центра 9, нагруженного пружиной 3 и размещённого с образованием топливного зазора (рисунок 2.4)
Вакуумная полость 4 содержит упор 13 пружины 3, размещенной на тарелке жесткого центра, и сообщена через штуцер 6 и резиновую трубку с воздушным ресивером.
Регулятор давления топлива совместно с ЭБН обеспечивает избыточное рабочее давление у распылителя ЭМФ, равное 0,35 мПа, независимо от разряжения во ВТ.
Регулятор стабилизирует давление топлива в системе, так как перепад давлений между впускным трубопроводом и полостью форсунки определяет цикловую передачу топлива. Давление в полости 2 уравновешивается действующим на диафранму 7 давлением в полости 4 и усилием пружины 3.
При повышении давления в полости 2 диафрагма 7 с клапаном 9 приподнимается и открывает сливной канал в штуцере 10, и топливо возвращается в бак.
Полость 4 может сообщаться с атмосферой или со впускным трубопроводом. Последний вариант применяют чаще, так как в этом случае регулятор поддерживает постоянный перепад давлений у форсунок и обеспечивает стабильность подачи топлива.
Бензонасос подаёт большее количество топлива, необходимое для нормальной работы двигателя. Давление в системе топливоподачи поддерживается усилием пружины, воздействующей на мембрану регулятора.
При уменьшении давления во ВТ клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по сливной магистрали в бензиновый бак. Давление топлива в полости трубопровода понижается. При увеличении давления во ВТ клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива. Давление топлива во ВТ повышается.
После отключения ЭБН давление топлива уменьшается до тех пор, пока клапан не перекроет линию слива топлива в бензиновый бак. В бензиновой системе сохраняется остаточное давление, которое ниже давления открытия бензиновых ЭМФ.

2.5 Расчёт пружины
Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы:
F1 - сила пружины при предварительной деформации;
F2 - сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме);
h- рабочий ход (принимается в зависимости от нагрузки пружины
Vmax - наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при
нагружении или при разгрузке;
Nf - выносливость(число циклов до разрушения)
Д1 - наружный диаметр пружины (предварительно принимается с учётом конструкции узла) [3]F1= *F2 (1.72)
F2=fдиафр.*Р, (1.73)

где. fдиафр - площадь диафрагмы активная, мм2
Р- рабочее давление, мПа
fдиафр=1200 мм2
Р= 0,36мПа F2 = 1350*0,36= 486H

Рабочий ход пружины принимаем
h=6 мм. Vmax=5 м/с Nf 1*105
наружный диаметр пружины

Д1 = 32 мм.
Относительный инерционный зазор пружины сжатия
(1.74)

Для пружины сжатия I и II классов
Сила пружины при максимальной деформации
(1.75) Уточняем по таблицам ГОСТ 13766-86 ГОСТ 13776-86
Выбираем пружину сжатия класса II, разряда 1 (ГОСТ 13766-86) со следующими данными: F3=630 Н, диаметр проволоки d=4,0 мм., наружный диаметр пружины Д1 = 30 мм.
Жесткость одного витка С1=142,9 Н/мм
Наибольший прогиб одного витка
4,408 мм. (позиция №475) [3]Материал: проволока по ГОСТ 9389-75
Сила предварительного натяжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки)
F0= (1.76)
F0=

Максимальная деформация одного витка при
мм

Максимальное касательное анапряжение пружины назначается по таблице 2 ГОСТ 13764-86 [3] МПа
При проверке
(1.77)
Н

Критическая скорость пружины
(1.78)

где G – модуль сдвига, для пружинной стали G=7,85*10-4 МПа
ρ – динамическая (гравитационная) плотность материала
ρ=8*103 Н*с/м4
м/с

Полученная величина указывает на отсутствие соударения витков, и, следовательно, выбранная пружина удовлетворяет заданным условиям.
Жёсткость пружины
н/мм (1.79)

Число рабочих витков пружины
(1.80)
витков

Полное число витков пружины
n1=n+n2 (1.81)
где n2 — число опорных витков
n1=6+1,5=7,5 витков
Средний диаметр пружины
Д=Дi-d=Д2+d (1.82)
Д=30-4=26 мм.

Предварительная деформация пружины
(1.83)

Рабочая деформация пружины
(1.84)

Максимальная деформация пружины
(1.85)

Длина пружины при максимальной деформации
l=(n1+1-n2)*d (1.86)
l=(7,5+1-1,5)*4=28 мм.

Длина пружины в свободном состоянии
10 = I3+S3=28+26,5=54,25 мм. (1.87)

Длина пружины при предварительной деформации
11-10-S1=54,25-14,17=40,08 мм. (1.88)

Длина пружины при рабочей деформации
12=10-S2=54,25-20,25=34 мм. (1.89)

Шаг пружины в свободном состоянии
t=S'3+d=4,408 +4=8,4 мм. (1.90)

3. Безопасность жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайных ситуациях

3.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве
3.1.1 Общие положения

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - наука о законо¬мерностях формирования опасностей и мерах по предупреж¬дению их воздействия на человека.
БЖД включает в себя следующие составные части: БЖД на производстве (охрану труда); БЖД в чрезвычайных ситуациях; охрану окружающей среды.
Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно- профилактические и другие мероприятия [3 ]

3.1.2 Охрана труда на предприятии

Производственно-хозяйственная деятельность предприятия заключается в ремонтных и наладочных работах на тепловых сетях и перевозках специальных грузов, оборудования, людей, связанных с производственной направленностью предприятия.
Должность инженера по технике безопасности обычно совмещает главный инженер предприятия, прошедший специальное обучение и имеющий соответствующее удостоверение, периодически повышающий квалификацию через курсы.
Все работники предприятия проходят инструктаж по технике безопасности на рабочем месте (один раз в квартал). Для водителей отдельных категорий (крановщиков, бульдозеристов, слесарей, вулканизаторщиков, электро - газосварщиков и др.) проводится специальный инструктаж, связанный с использованием спецоборудования и инструмента(имеются инструкции на пользование инструментом). Водители, при ремонте автомобилей также проходя! инструктаж по технике безопасности при использовании ремонтного инструмента и приспособлений.
На рабочих местах есть памятки и наглядные листки, как правильно пользоваться инструментом (при снятии колес, при обслуживании передвижных насосов и др.). Автомобили снабжаются специальными знаками, табличками при перевозке опасных грузов (газовых баллонов, масел и др.).
На все автомобили и краны составлен график технического обслуживания (ТО-1, ТО-2).
Грузозахватывающие устройства и приспособления один раз в десять дней должны проходить осмотр технического состояния и составляется акт осмотра. При проверке и обслуживании автокранов в специальном журнале и акте записываются результаты проверки (какие тех. операции проведены) и ставиться заключение о пригодности их к дальнейшей эксплу¬атации. При проведении ремонтных работ в журнале указыва¬ется дата, пробег, вид работ, кто выполнял и подпись механика.
Учеба по технике безопасности должны проводиться один раз в год по 16 - ти часовой программе в учебном центре и по правилам дорожного движения. В случае аварий на предприятии прово¬диться внеплановый инструктаж с рассмотрением причи¬ны аварии и т.п.
Наиболее часто производственный травматизм может иметь место при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, на транспортных работах в гололёд, туман, снегопад, при перевозке людей в кузове и др. Должно систематически проверяться техническое состояние транспортных средств, не допускается эксплуатация неисправных автомобилей, тракторов, прицепов и полуприцепов. Водители должны проходить предрейсовые медицинские осмотра. В связи с этим разработаны соответствующие инструкции и должны соблюдать меры безопасности при выполнении различных видов работ.
3.1.3 Инструкция…

3.2 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных
ситуациях

Чрезвычайная ситуация - это состояние , при котором на предприятии, объекте нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, наноситься ущерб имуществу, экономике, окружающей природной среде в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации (ЧС).
Источником (ЧС) могут быть природные явления, аварии, опасные техногенные производства, инфекционные заболевания людей, с\х животных и растений, современные средства поражения.
Для предотвращения больших жертв и ущерба в таких ситуациях создано министерство чрезвычайных ситуаций МЧС.
Главная задача МЧС - защита населения и материальных ресурсов, обеспечение бесперебойной работы промышленных и с\х предприятий в чрезвычайных ситуациях.
Для производственных объектов, в частности для промышленных предприятий, которые являются источниками техногенных
аварий, введен в действие приказ МЧС России и Госгортехнадзора от 4 апреля 1996 г. №222/59 о «Порядке разработки декларации безопасности промышленного объекта РФ ».
В этом документе должны быть указаны источники Ч.С., характер и масштабы опасностей на объекте, а также план мероприятий по обеспечению безопасности и готовности к действию в чрезвычайной обстановке.
Успешное выполнение задач гражданской обороны зависит от подготовленности предприятия к чрезвычайной ситуации: наличия планов мероприятий и действий персонала, формирований МЧС и проведения учений по гражданской обороне.
Успешное выполнение задач гражданской обороны в хозяйстве зависит от состояния техники, которая закрепляется за формированием МЧС и периодически используется для проведения учений гражданской обороны. С появлением угрозы заражения местности, формирования МЧС, с участием инженерной службы приводят в боевую готовность, укомплектовывают закрепленную за ними технику, которую широко используют при выполнении спасательных мероприятий.
Технику используют для перевозки людей, животных и материальных ценностей.
Для механизации спасательных и неотложно восстановительных работ, создается спасательный отряд, который может быть оснащен: тракторами, автокранами, экскаваторами, самосвалами, другой техникой.
Длинномерные машины могут быть задействованы для перевозки длинных и крупногабаритных грузов (трубы, фермы, лесоматериалы).
Самосвалы могут быть задействованы при разборе завалов (обрушенных зданий), подвозу и обсыпанию укрытий, убежищ, грунтом.
Автокраны используются для подъемно-транспортных работ. За один час, трое рабочих при помощи автокрана могут переместить до 20 тонн обломков обрушенных сооружений.
Одним из видов спасательных работ является локализация и тушение очагов пожара. Для зтой цели используются пожарные машины, пожарные мотопомпы, пожарные рукава, огнетушители и другую технику, находящуюся в распоряжении хозяйства.
Успешное выполнение задач гражданской обороны в хозяйстве зависит от техники и дисциплины. Четкая, бесперебойная работа спасательных средств определяется квалификацией, профессиональным уровнем водительского состава, обеспечением машин горюче-смазочными материалами, четкой работой диспетчерской службы. Для проведения необходимого ремонта в кратчайшие сроки должен использоваться агрегатный метод, обеспечивающий наиболее быстрый ввод техники в строй.
Эвакуация техники включает в себя розыск машин, вышедших из строя и буксировку их на сборные пункты. Эти работы должны быть четко организованы.
В этих условиях роль инженерной службы необычайно важна от ее слаженных, грамотных действий зависит выполнение всего комплекса спасательно-восстановительных работ в хозяйстве.

4 Охрана окружающей среды

4.1 Общие положения

Охрана окружающей среды - это научно-обоснованная система государственных, международных и общественных мероприятий, направленных на охрану, рациональное использование, воспроизводство природных ресурсов и окружающей природной среды в интересах сегодняшнего и завтрашнего поколений человечества.
Негативное влияние процесса цивилизации на природную среду весьма многообразно: в с/х производстве загрязнение окружающей среды связано с технологическими процессами, требующими использование энергонасыщенной техники, применением удобрений и химикатов для защиты растений, нефтепродуктов, отходов животноводческих ферм и др.
В городах источниками загрязнения являются промышленные производства, автотранспортные средства и др.

4.2 Автомобиль и окружающая среда

4.2.1 Влияние автомобилизации на окружающую среду

Автомобилизация является сложной системой, которая тесно взаимосвязана с окружающей средой.
Вредные выбросы автотранспорта становятся проблемой глобального масштаба.
В атмосферу автомобильными двигателями ежегодно выбрасывается 20 -27 млн. т. монооксида углерода; 2,0 - 2,5 млн. т. углеводородов; 6-9 млн. т. оксида азота; до 190 т. соединений серы; до 100 тыс. т. сажи; 13 тыс. т. соединений тяжёлых металлов; 200 - 300 млн. т. диоксида углеводорода.
Объём выбросов вредных веществ дизельным АТС составляет 4,4 - 5,2 млн. т. в год, и в том числе СХН, и NOX - 2,9 – 3,3 млн. т., твёрдых частиц (включая соединения S) около 0,2 млн т. Объём выбросов полиароматических углеводородов автомобильными двигателями, по экспериментальным оценкам, составляет порядка 0,03 млн. т. в год. Общий объём выбросов нормируемых вредных веществ парком АТС в пересчёте на СО составляет порядка 300 - 400 млн. условных тонн в год.
При работе автотранспорта в нашей стране мы используем 8% того кислорода, который генерируется в атмосфере. При этом выбросы ТС таковы, что они в отдельных случаях меняют концентрационные пределы, физические и химические параметры и приводят ОС в состояние, когда она становится опасной для человека.
Рассматривая воздействие на окружающую среду отдельных видов автотранспорта, следует отметить, что определяющая доля выбросов (54%) всех вредных веществ принадлежит грузовым автомобилям. Около 50% соединений свинца поступает в атмосферу от легковых автомобилей и две трети диоксида азота - от грузовых.
На токсичность и дымность ОГ автомобиле в стране действует система государственных стандартов, которые подразделяются на действующие в сфере производства ТС и в сфере их эксплуатации.
Первый (ГОСТ 17.2.2.03 - 87) устанавливает нормы предельного допустимого содержания СО (оксида углерода) и углеводородов (СН) в ОГ автомобилей с бензиновыми двигателями. Этот стандарт предусматривает проведение проверки как новых автомобилей (на заводах - изготовителях), так и находящихся в эксплуатации.

Таблица 4.1 Содержание токсичных веществ в ОГ автомобилей
Частота вращения

Предельно допустимое содержание оксида углерода, объёмная доля, %

Предельно допустимое содержание углеводородов, объёмная доля, млн -1 для двигателей с числом цилиндров
до 4 более 4
Nmin
Nmax 1,5
2,0 1200
600 3000
1000

Второй стандарт (ГОСТ 21393-75) регламентирует требования к автомобилям с дизельными двигателями, предусматривая проверку ОГ как новых, так и эксплуатирующихся автомобилей на дымность. (таблица 4.2).

Таблица 4.2 Дымность автомобилей - дизелей
Режим измерения дымности Дымность, % не более
Свободное ускорение для автомобилей без наддува
с наддувом
Максимальная частота вращения 40
50
15

Необходимо отметить активное загрязнение природных и сточных вод продуктами производственной деятельности автотранспортного комплекса (АТК). Основными из поступающих в поверхностные водоёмы загрязняющими веществами являются нефтепродукты и взвешенные вещества.
В среднем в год AT с производственными сточными водами сбрасывается около 62 тыс. т взвешенных веществ и более 2,1 тыс. т нефтепродуктов. АТП также загрязняют почву отходами своей работы: слитые ГСМ, отработанные аккумуляторы и шины, сами списанные автомобили.
Автомобильные бензины, являясь токсичными материалами, способными проникать в организм через органы дыхания, кожу и пищеварительный тракт. Концентрация паров бензина в воздухе не должна превышать 0,3 мг/л.
При работающем двигателе от 4 до 12 % выброса CnHm происходит за счёт испарений.
Дизельное топливо также должно соответствовать определённым экологическим показателям, которые регламентирует ГОСТ 305 - 82. Предельно допустимая концентрация паров дизельного топлива 0,3 мг/л воздуха.

4.2.2 Пути снижения токсичности отработавших газов автомобилей

Наибольшее влияние на токсичность ОГ оказывают изменения, вносимые в систему питания и зажигания ДВС, поскольку эти системы во многом определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси. Совершенствование система питания ДВС, позволяющее добиться более равномерного распределения рабочей смеси по цилиндрам, обеспечить её оптимальный состав для каждого режима работы и возможность работы на бедных смесях, влияет в основном на количество продуктов неполного сгорания в ОГ.
Работы ведутся в следующих направлениях:
- улучшение качества процесса смесеобразования во впускной системе;
- улучшения распыливания топлива в карбюраторе;
- применение регуляторов принудительного холостого хода;
- обеспечение равномерного распределения смеси по цилиндрам.
Улучшение качества процесса смесеобразования и распыливания топлива позволяет повысить предел обеднения рабочей смеси и увеличит полноту её сгорания.
Подогрев выпускного трубопровода тоже приводит к улучшению процесса смесеобразования, так как при этом быстрее и полнее происходит испарение топлива.
В многоцилиндровых карбюраторных двигателях нередко наблюдается неравномерное распределение рабочей смеси по цилиндрам, что вызывает повышенное содержание продуктов неполного сгорания в ОГ. Эффективный метод снижения неравномерности распределения смеси по цилиндрам -применение систем непосредственного впрыска топлива, и в частности распределённого, когда форсунки ставятся непосредственно перед впускными клапанами.
Инжекторные двигатели даже без нейтрализаторов ОГ с запасом укладываются в отечественные нормы и не требуют каких-либо регулировок во время эксплуатации, как карбюраторные. Содержание СН в ОГ двигателей составляет 0,8 - 1 % от объёма.
Существенное влияние на состав ОГ оказывает также, регулировка систем х.х. Оптимальная регулировка позволяет снизить содержание СО на 30 % и CnHm на 15 % при некотором увеличении (до 5%) NOX.
Совершенствование систем зажигания играет большую роль в процессе сгорания рабочей смеси в цилиндрах. На многих автомобилях в системе зажигания предусмотрены устройства, обеспечивающие установку поздних углов опережения зажигания. При этом процесс сгорания смеси затягивается на такте расширения, нередко до открытия выпускного клапана. Концентрация СО и NOX в ОГ ДВС практически не меняется, а концентрация CnHm уменьшается. Это объясняется увеличением температуры ОГ и догоранием CnHm в выпускной системе.
Второе направление совершенствования системы зажигания -обеспечение стабильной мощной искры на свече. Это привело к появлению систем зажигания с увеличенным временем разряда или подачей серии искр. Применение транзисторных систем зажигания, обеспечивающим мощный разряд, позволяет снизить содержание CnHm в ОГ до 10% с одновременным повышением надёжности системы.
Самым распространённым способом предотвращения попадания в атмосферу CnHm с картерными газами является использование замкнутой системы вентиляции картера, при которой выброс уменьшается на 10-50 %, но приблизительно в 2 раза увеличивается содержание бенз(а)пирена в ОГ. Это объясняется тем, что во впускную систему вместе с ОГ попадают пары масла, которые затем сгорают в ДВС.
Для уменьшения испарения топлива на автомобиле устанавливается СУПБ.
Снижение токсичности отработавших газов при работе автотранспортных средств может быть достигнуто следующими эксплуатационными мероприятиями для карбюраторных двигателей:
- Своевременное регулирование карбюраторов по оптимальному составу
рабочей смеси
- Оптимизация характеристики ускорительного насоса при разгоне
автомобиля
- Поддержание оптимальной регулировки зазоров между торцами стержней клапанов и носками коромысел газораспределительного механизма
- Контроль и регулировка оптимального угла опережения зажигания.
Поддержание нормального зазора в контактах прерывателя.
- Повышение минимальной частоты вращения коленчатого вала
двигателя на 50 - 100 об/мин.
- Периодическая промывка системы смазки специальном промывочным
маслом
- Периодическая проверка герметичности цилиндропоршневой группы
- Движение, по возможности, с постоянной скоростью
- Систематическая промывка топливных и воздушного фильтров систем
питания двигателя
- Работа двигателя на средних скоростных режимах и нагрузках
60 - 80 % от максимальной мощности
- Добавка в бензин 3 % антитоксичного изопропилового спирта

4.3 Нормативно-правовые основы охраны природной среды

В качестве экологического права выступает Конституция Российской Федерации, которая обладает властью и юридической силой.
Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» был принят Законодательным Собранием РФ в 2002 г. Этот Закон содержит следующие основные положения
Статья 1.Задачи природоохранительного законодательства РФ:
Регулирование отношений в сфере взаимодействия общества природы с целью сохранения природных богатств и естественной сред обитания человека;
Предотвращение экологически вредного воздействия хозяйственнс деятельности;
Оздоровление и улучшение качества окружающей природной сред (ОПС).
Статья 3. Основные принципы охраны ОПС:
Приоритет охраны жизни и здоровья человека;
Научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества с сохранением благоприятной среды;
Рациональное использование природных ресурсов с учётом законов природы, необходимости воспроизводства природных ресурсов;
Соблюдение требований природоохранного законодательства; Международное сотрудничество по охране ОПС.
Статья 4. Объекты охраны ОПС.
Естественные экологические системы, озоновый слой атмосферы; Земля, её недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, леса и лесная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд, природные ландшафты.
Охране подлежат государственные природные заповедники, национальные природные парки, памятники природа, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных и места их обитания.
Раздел 2 данного закона содержит - информацию о правах граждан на охрану здоровья от неблагоприятного воздействия окружающей природной среды.
Раздел 3. Экономический механизм охраны ОПС.
Статья 15. Задачи экономического механизма охраны ОПС. планирование и финансирование природоохранных мероприятий; установление лимитов использования природных ресурсов и загрязнения среды;
установление нормативов платы за использование природных ресурсов и загрязнение ОПС;
возмещение вреда, причиненного здоровью человека и ОПС.
Статья 17. Планирование, финансирование и материально-техническое обеспечение экологических программ и мероприятий по охране ОПС.
Статья 21. Экологические фонды.
Фонды образуются из средств, поступающих от предприятий, учреждений, организаций, граждан, а так же иностранных граждан. Экологические фонды расходуются на оздоровление ОПС, населения, проведение мер и программ по охране ОПС, воспроизводство природных ресурсов, научные исследования, внедрение экологически чистых технологий и др.
Раздел 7. Экологические требования при эксплуатации предприятий, сооружений, иных объектов и выполнении иной деятельности.
Статья 46. Экологические требования в сельском хозяйстве.
Предприятия, объединения, организации и граждане, ведущие сельское хозяйство, обязаны выполнять комплекс мер по охране почв, водоемов, лесов и иной растительности, животных от вредного воздействия стихийных сил природы, побочных последствий применения сложной сельскохозяйственной техники, химических веществ, мелиоративных работ и Других факторов, ухудшающих состояние окружающей природной среды, причиняющих вред здоровью человека.
Животноводческие фермы и комплексы, предприятия, перерабатывающие сельскохозяйственную продукцию, должны иметь необходимые санитарно-защитные зоны и очистные сооружения, исключающие загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, поверхностей водосборов водоемов и атмосферного воздуха. Нарушение указанных требований, причинение вреда окружающей природной среде и здоровью человека влечет за собой ограничение, приостановление либо прекращение экологически вредной деятельности сельскохозяйственных и иных объектов по предписанию специальных уполномоченных на то государственных органов РФ в области охраны ОПС санитарно-эпидемиологического надзора.
В настоящее время разработаны и опубликованы и другие законны, регулирующие использование природных ресурсов и предупреждающих загрязнение окружающей среды, такие как:
- Федеративный закон РФ «О животном мире»
- Федеративный закон РФ «Об экологической экспертизе»
- Областной закон «Об экологическом мониторинге» [д4|
- Постановление правительства Свердловской области «Об утверждении
основных направлений охраны окружающей среды и природных ресурсов
Свердловской области на 2000-2003гг.»
- Постановление правительства Свердловской области «О первоочередных
мероприятиях по переработке отработанных нефтепродуктах»
- Постановление правительства Свердловской области «О неотложных мерах по снижению загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта»

4.4 Экономическая экспертиза конструктивной разработки

Решение экологической проблемы загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания автотранспортных средств в настоящее время решается по нескольким направлениям:
1. разработка новых схем двигателей;
2. совершенствование рабочего процесса;
3. совершенствование конструкции и технологии изготовления ДВС;
4. разработка средств и методов снижения токсичности и дымности ДВС;
5. применение альтернативных видов топлива и масел и др.
В последние годы в автомобилестроении получает применение новая система процесса подачи топлива – впрыскиваемого топлива во впускной трубопровод или в цилиндры

В дипломном проекте предложена установка такой системы топливоподачи на карбюраторном двигателе автомобиля ЗИЛ – 431410 – распределённый впрыск бензина в цилиндры, при котором не наблюдается оседания топлива в виде капель на стенках впускного трубопровода и достигается более тонкое распыление и лучшее перемешивание смеси.
Применение электронного управления позволяет автоматически дозировать топливо в зависимости от режима работы двигателя, способствует снижению токсичности отработавших газов, экономии топлива и повышению мощности двигателя.
Представленная конструкция регулятора давления топлива позволяет поддерживать оптимальное давление топлива в системе на различных режимах работы двигателя, и в конечном итоге качественному распылу топлива, образованию однородной смеси и более полному её сгоранию.

5 Экономическое обоснование дипломного проекта

Произведём расчёт экономической эффективности применения автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива в сравнении с карбюраторным двигателем.
Балансовая стоимость автомобиля в хозяйстве
Кб=Ц*а (1.91)

где Ц – цена автомобиля, руб;
а – коэффициент, выражающий средние затраты на транспортировку машины и содержание сбытовых и снабженческих организаций; для машин, не требующих ремонта а=1,1;
Кб=385000*1,1=423500

Цена автомобиля, оборудованного силовой установкой с впрыском топлива определяется с учётом стоимости дополнительных узлов и элементов системы подачи топлива: датчик расхода воздуха – 2750 руб., коловратный насос – 3050 руб., редукционный клапан – 350 руб., комплект форсунок (8 шт.) – 3600 руб., контрольно – измерительные приборы 4200 руб., блок управления – 5200 руб.. При этом исключает стоимость карбюратора – 2250 руб.
Балансовая стоимость автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива, составляет:
К/б=(Ц+Ц/)*а

где Ц/ - стоимость дополнительных узлов и элементов системы подачи топлива
К/б=(385000+2750+3050+350+3600+4200+5200-2250)*1,1=442090 руб.

Относительное повышение стоимости автомобиля
ΔК/б= *100 % (1.92)
ΔК/б= *100 %=4,4 %

Производственно эксплуатационные издержки на автомобиль
Пз=З+Г+А+Ут (1.93)
где З – заработная плата водителя;
Г – стоимость ГСМ;
А- затраты на амортизацию автомобиля (19 % от балансовой стоимости);
УТ – издержки на технический уход (0,2 2 % на 1000 км. пробега)
Заработная плата включает:

- годовой тарифный фонд
ГТФ=М*С (1.94)

где М – количество рабочих часов в год, 1960 часов
С – тарифная ставка, 20, 9 руб./час;
- доплата за классность 11,5 % к ГИФ;
- уральские 15 % к ГТФ с учётом доплаты за классность и прочих доплат;
- прочие доплаты 10 % к ГТФ.
ГТФ=20,9*1690=35321 руб.

Надбавка к зарплате:
руб.

Стоимость ГСМ
(1.94)
где ПГ – пробег автомобиля за год, км, для автомобиля с карбюраторным двигателем с впрыском топлива ПГ=32000 км, для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива ПГ = км/год.
- расход бензина, л/км:
Цб – цена 1 л бензина, руб.;
к – коэффициент, учитывающий расходы на смазочные материалы, к=1,05
Стоимость ГСМ для автомобиля с карбюраторным двигателем.
руб.

Стоимость ГСМ для автомобиля, оборудованного силовой установкой с впрыском топлива.
руб.

Отчисления на амортизацию
А=НА*Кб(1.95)
где НА – норма амортизационных отчислений, 19 %, для автомобиля с карбюраторным двигателем
А= руб.

для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива
А= руб.

Издержки на технической уход УТ включает издержки на текущей ремонт УТР и техническое обслуживание УТО.
УТ=УТР* УТО (1.95)
УТР=ПГ*НТР (1.96)
где НТР – норма отчислений на текущий ремонт, км.
УТО – ПГ*НТО

где НТО – норма отчислений на техобслуживание, км.
для автомобиля с карбюраторным двигателем
УТР= руб.
УТО= руб.

для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива
УТР= руб.
УТР= руб.

Издержки на технический уход составят
для автомобиля с карбюраторным двигателем
УТ=127050*50820=177870 руб.

для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива
У/Т=186867*74747=261614 руб.

Производственно – эксплуатационные затраты составляют
для автомобиля с карбюраторным двигателем
ПЭ=48213+211019+80465+177870=517567 руб.

для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива
ПЭ=48213+273271+839975+261614=667095 руб.

Производственные затраты на 1 км. пробега составляют
(1.97)

для автомобиля с карбюраторным двигателем
руб/км

для автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива
руб/км

Годовой экономический эффект от применения автомобиля, оборудованного двигателем с впрыском топлива составит
(1.98)
руб.

Срок окупаемости
(1.99)
года или 3,6 месяца.

Заключение

Результаты выполнения дипломного проекта заключаются в следующее:
1. Проведён обзор и дана сравнительная оценка существующих систем подачи топлива в двигателя внутреннего сгорания.
2. Представлен обзор системы распределенного впрыска топлива и элементов по¬дачи топлива
3. Произведён тепловой расчет карбюраторного двигателя и двигателя с распределенным впрыском топлива и дана их сравнительная оценка по технико – экономическим показателям.
4. Рассчитаны и построены динамическая и экономическая характеристика автомобиля с обоими типами двигателей.
5. В рамках дипломного проекта произведен анализ и разработаны мероприятия по вопросам обеспечения безопасности жизнедеятельности на производстве и в чрезвычайных ситуациях, охраны окружающей среды.
6. Дано экономическое обоснование целесообразности применения двигателя с впрыском топлива на автомобиле ЗИЛ - 431410. Годовой экономический эффект составил 61698 руб.,
7. срок окупаемости - 0,3 года.

 

 

 

Список использованных источников

1. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова и А.И. Черкеса. -М.: Колос, 2000.-536с.
2. Анурьев В.П. Справочник конструктора-машиностроителя, т.З. -М.: Машиностроение, 1992. - 720с.
3. Акимов Н.И., Ильин В.Г. Гражданская оборона на объектах сельскохозяйственного производства. - М.: Колос, 1984. - 250с.
4. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. СВ. Белова. М.: Высшая
школа, 2001.-398с.
5. Беднарский В.В. Экологическая безопасность при эксплуатации и ремонте автомобилей: Учебное пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2003. -384с.
6. Ерохов В.И. Системы впрыска топлива легковых автомобилей. М.: Транспорт, 2002. - 174с.
7. Зотов Б.И., Курдюмов В.И., Безопасность жизнедеятельности на производстве.-2-е изд. перераб. И доп. – М.: КолосС, 2004. – 432 с.
8. Закон РФ № 7 -ФЗ от 10.01.2002г. - Об охране окружающей среды Российская газета № 6 12.01.2002г. с.4 - 7
9. Ю. Кутьков Г.М. Теория трактора и автомобиля. -М.: Колос, 1996. - 287с.
10. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 2002. - 496с.
11. Конституция РФ.
12. Касьянов А.А., Скоморохов А.И., Дроздов В.Б. Методические указания, Свердловск, 1983. – 84 с.
13. Областной закон № ЬОЗ от 09.01.1998г. «Об экологическом мониторинге» - собрание законодательства Свердловской области, 1998г. № 1 с.1
14. Постановление правительства Свердловской области от 26.11.1997г. № 1015п «О первоочередных мероприятиях по переработке отработанных нефтепродуктов» - Экологический бюллетень правительства Свердловской области, 1998. № 1 с. 40,-41
15. Постановление правительства Свердловской области от 17.06.1997г. № 503 п «О неотложных мерах по снижению загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта» - Экологический бюллетень правительства Свердловской области, 1997. № 6 с. 40 – 41
16. Постановление правительства Свердловской области от 26.10.2000г. № 884-пп «Об утверждении основных направлений охраны окружающей среды и природных ресурсов Свердловской области на 2000 - 2003гг.» собрание законодательства Свердловской области, 2000г. № 10 с.1125
17. Росс Твег. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт. – М.: ЗАО «КЖИ «За рулём», 2004. – 144 с.
18. Федеративный закон РФ № 52-ФЗ от 24.04.1995г. «О животном мире»
- собрание законодательства РФ, 1995г. № 17
19. Уголовный кодекс РФ об административных правонарушениях. – М.: ООО «Вершина». – 2004, - 288 с.
20. Шкрабак B.C., Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность
жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: Колос,
2003.-5 12с.

 

© 2019 Выпускная квалификационная работа (ВКР). Все права защищены. ДипломРФ

Please publish modules in offcanvas position.