Расчет двигателя автомобиля УАЗ-412. Его мощностные и скоростные характеристики

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
Раздел 1. Общая часть
1.1 Определение и общие особенности работы ДВС
1.2 Классификация двигателей внутреннего сгорания
1.3 Устройство двигателя внутреннего сгорания
1.4 Принципы работы ДВС
1.4.1 Принцип работы двухтактного двигателя
1.4.2 Принцип работы четырёхтактного двигателя
1.5 Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания
1.5.1 Система зажигания
1.5.2 Впускная система
1.5.3 Топливная система
1.5.4 Система смазки
1.5.5 Выхлопная система
1.5.6 Система охлаждения
Раздел 2. Расчет показателей двигателя
2.1 Общие данные двигателя УМЗ 4218. 10
2.1.1 Средняя скорость поршня
2.1.2 Угловая скорость вращения коленчатого вала
2.1.3 Рабочий объем цилиндров двигателя
2.1.4 Степень сжатия
2.2 Индикаторные показатели двигателя
2.2.1 Среднее индикаторное давление Pi
2.2.2 Индикаторная мощность двигателя Ni
2.2.3 Удельный индикаторный расход топлива на номинальном режиме работы
2.2.4 Индикаторный КПД двигателя
2.3 Эффективные показатели двигателя
2.3.1 Мощность механических потерь
2.3.2 Механический КПД двигателя
2.3.3 Эффективная мощность двигателя
2.3.4 Удельный эффективный расход топлива на номинальном режиме работы
2.3.5 Эффективный КПД двигателя
2.4 Тепловой баланс двигателя
2.4.1Общее количество теплоты, введенное в цилиндр двигателя на номинальном режиме работы
2.4.2 Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с
2.4.3 Теплота, теряемая двигателем с отработавшими газами
2.4.4 Теплота, передаваемая охлаждающей среде
2.4.5 Теплота, отводимая маслом от трущихся деталей
2.4.6 Неучтенные тепловые потери
2.5 Расчет и построение внешней скоростной характеристики дизеля
2.5.1 Мощность двигателя
2.5.2 Крутящий момент двигателя
2.5.3 Часовой расход топлива
2.5.4 Удельный эффективный расход двигателя
2.5.5 Эффективный КПД двигателя
Раздел 3. Техника безопасности и охрана труда.
3.1 Техника безопасности
3.2 Требование производственной санитарии и гигиены
3.3 Меры пожарной безопасности
3.4 Меры электробезопасности
3.7 Охрана труда и окружающей среды при ТО автомобиля

сгорание двигатель цилиндр

Введение

Основной задачей автотранспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей в перевозке и доставке народнохозяйственных грузов на основе повышения качества и мощности работы всей транспортной системы.

Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надежности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта, а именно:

- совершенством конструкции и качеством изготовления;

- своевременным и качественным выполнением технического обслуживания и ремонта;

- своевременным обеспечением и использованием нормативных запасов материалов и запасных частей высокого качества и необходимой номенклатуры;

- соблюдением государственных стандартов и правил технической эксплуатации.

Нормативы технического обслуживания и ремонта, учитывающие условия эксплуатации, установлены на основе межотраслевой оценки достигнутого уровня надежности производимого в стране подвижного состава. Организации и предприятия автомобильной и смежных отраслей промышленности:

- проводят единую политику и несут ответственность за технический уровень и качество выпускаемой продукции, за наиболее полное удовлетворение потребностей автомобильного транспорта страны в необходимом подвижном составе, запасных частях, эксплуатационных материалах высокого качества и надежности, требуемого типажа и номенклатуры, приспособленных к различным условиям эксплуатации и в количествах в соответствии с установленными нормативами;

- проводят мероприятия по повышению надежности подвижного состава, снижению трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт;

- проводят унификацию подвижного состава с целью сокращения количества технологически совместимых групп на автотранспортных предприятиях;

- в случае необходимости разрабатывают конструкции, изготовляют образцы и организуют промышленное производство нестандартного оборудования, оснастки и специального инструмента для технического обслуживания и ремонта конкретных семейств подвижного состава;

- применяют непосредственное участие в освоении автомобильного транспорта подвижного состава новых моделей путем своевременного обеспечения автотранспортных и авторемонтных предприятий технической документации, образцами нестандартного оборудования, оснастки специального инструмента, запасными частями и эксплуатационными материалами, необходимыми для организации технического обслуживания и ремонта;

- организуют или содействуют организации на промышленной основе капитального ремонта агрегатов и узлов конкретных семейств подвижного состава и восстановление отказавших деталей в качестве товарной продукции;

- осуществляют мероприятия по рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов и защите окружающей среды при работе автомобильного транспорта;

- содействуют созданию единой информационной базы на основе опорных автотранспортных и авторемонтных предприятий, необходимой для управления надежностью подвижного состава.

ТО и ремонт должен обеспечивать безотказную работу агрегатов, систем и узлов автомобиля в пределах, установленных периодичностью и по воздействиям. В связи с этим большое внимание уделяется разработке, освоению, внедрению новых материалов, экономии топливно-энергетических ресурсов, испытаний агрегатов.

В данном дипломном проекте мы исследуем генератор автобуса ПАЗ-3205, определяем возможные неисправности и технологию ремонта. Составляем схему технологического процесса, для более быстрого определения последовательности ремонтных работ. Производим расчет производственной программы, рассчитываем и строим внешнюю скоростную характеристику двигателя автобуса ПАЗ-3205, проводим анализ работ по ТБ и охране труда при ремонте генератора в условиях АТП, а также выбираем приспособление, которое позволит упростить процесс снятия подшипников ротора генератора.

Раздел1. Общая часть

1.1 Определение и общие особенности работы ДВС

Вот уже около ста лет повсюду в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, тракторах и комбайнах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания. Придя в начале двадцатого века на смену двигателям внешнего сгорания (паровым), он и в веке двадцать первом остаётся наиболее экономически эффективным видом мотора. В данном дипломном проекте мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы ДВС и его основных вспомогательных систем.

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

1.2 Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:

Карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;

Инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;

Дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается от температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.

Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. В моторах данного типа тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.

Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. В данных моторах преображение тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Наиболее надёжными, неприхотливыми, экономичными в плане расходования топлива и необходимости в регулярном техобслуживании, являются поршневые двигатели.

1.3 Устройство двигателя внутреннего сгорания.

Корпус двигателя объединяет в единый организм:

блок цилиндров, внутри камер сгорания которых воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;

кривошипно-шатунный механизм, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;

газораспределительный механизм, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов; система подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;

система удаления продуктов горения (выхлопных газов).

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала. Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала. Определимся в терминологии. Такт -- это рабочий процесс, происходящий в двигателе за один ход поршня, точнее, за одно его движение в одном направлении, вверх или вниз. Цикл -- это совокупность тактов, повторяющихся в определённой последовательности. По количеству тактов в пределах одного рабочего цикла ДВС подразделяются на двухтактные (цикл осуществляется за один оборот коленвала и два хода поршня) и четырёхтактные (за два оборота коленвала и четыре ходя поршня). При этом, как в тех, так и в других двигателях, рабочий процесс идёт по следующему плану: впуск; сжатие; сгорание; расширение и выпуск.

1.4 Принципы работы ДВС

1.4.1 Принцип работы двухтактного двигателя

Когда происходит запуск двигателя, поршень, увлекаемый поворотом коленчатого вала, приходит в движение. Как только он достигает своей нижней мёртвой точки (НМТ) и переходит к движению вверх, в камеру сгорания цилиндра подаётся топливно-воздушную смесь.

В своём движении вверх поршень сжимает её. В момент достижения поршнем его верхней мёртвой точки (ВМТ) искра от свечи электронного зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Моментально расширяясь, пары горящего топлива стремительно толкают поршень обратно к нижней мёртвой точке.

В это время открывается выпускной клапан, через который раскалённые выхлопные газы удаляются из камеры сгорания. Снова пройдя НМТ, поршень возобновляет своё движение к ВМТ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.

При новом движении поршня опять открывается канал впуска топливно-воздушной смеси, которая замещает весь объём вышедших отработанных газов, и весь процесс повторяется заново. Ввиду того, что работа поршня в подобных моторах ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются.

В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем, газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности.

1.4.2 Принцип работы четырёхтактного двигателя

Данных недостатков лишены четырёхтактные ДВС, которые, в различных вариантах, и устанавливаются на практически все современные автомобили, трактора и прочую технику. В них впуск/ выпуск горючей смеси/выхлопных газов осуществляются в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещены со сжатием и расширением, как в двухтактных. При помощи газораспределительного механизма обеспечивается механическая синхронность работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. В четырёхтактном двигателе впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления отработанных газов и закрытия выпускных клапанов.



Процесс работы двигателя внутреннего сгорания

Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура -- от 80 до 120 градусов Цельсия.

Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2--1,7 Мпа, а температуры -- до 300-400 градусов Цельсия.

Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.

Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры -- 600-900 градусов по Цельсию.

1.5 Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

1.5.1Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

Источник питания. Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея, а во время его работы -- генератор.

Включатель, или замок зажигания. Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.

Накопитель энергии. Катушка, или автотрансформатор -- узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.

Распределитель зажигания (трамблёр). Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам каждого из цилиндров.

1.5.2 Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра. И всё. В состав впускной системы современных автомобилей, тракторов и прочей техники входят:

Воздухозаборник. Представляет собою патрубок удобной для каждого конкретного двигателя формы. Через него атмосферный воздух всасывается внутрь двигателя, посредством разницы в показателях давления в атмосфере и в двигателе, где при движении поршней возникает разрежение.

Воздушный фильтр. Это расходный материал, предназначенный для очистки поступающего в мотор воздуха от пыли и твёрдых частиц, их задержки на фильтре.

Дроссельная заслонка. Воздушный клапан, предназначенный для регулирования подачи нужного количества воздуха. Механически она активируется нажатием на педаль газа, а в современной технике -- при помощи электроники.

Впускной коллектор. Распределяет поток воздуха по цилиндрам мотора. Для придания воздушному потоку нужного распределения используются специальные впускные заслонки и вакуумный усилитель.

традиционных ДВС КШМ - незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).

1.5.3 Топливная система

Топливная система, или система питания ДВС, «отвечает» за бесперебойную подачу горючего для образования топливно-воздушной смеси. В состав топливной системы входят:

Топливный бак -- ёмкость для хранения бензина или дизтоплива, с устройством для забора горючего (насосом).

Топливопроводы -- комплекс трубок и шлангов, по которым к двигателю поступает его «пища».

Устройство смесеобразования, то есть карбюратор или инжектор -- специальный механизм для приготовления топливно-воздушной смеси и её впрыска в ДВС.

Электронный блок управления (ЭБУ) смесеобразованием и впрыском -- в инжекторных двигателях это устройство «отвечает» за синхронную и эффективную работу по образованию и подаче горючей смеси в мотор.

Топливный насос -- электрическое устройство для нагнетания бензина или солярки в топливопровод. Топливный фильтр -- расходный материал для дополнительной очистки топлива в процессе его транспортировки от бака к мотору.

1.5.4 Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС -- уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии. Система смазки ДВС включает в себя:

Поддон картера -- резервуар для хранения моторного масла. Уровень масла в поддоне контролируется не только специальным щупом, но и датчиком.

Масляный насос -- качает масло из поддона и подаёт его к нужным деталям двигателя через специальные просверленные каналы-«магистрали». Под действием силы тяжести масло стекает со смазанных деталей вниз, обратно в поддон картера, накапливается там, и цикл смазки повторяется снова.

Масляный фильтр задерживает и удаляет из моторного масла твёрдые частицы, образующиеся из нагара и продуктов износа деталей. Фильтрующий элемент всегда меняется на новый вместе с каждой заменой моторного масла.

Масляный радиатор предназначен для охлаждения моторного масла, с помощью жидкости из системы охлаждения двигателя.

1.5.5 Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора. В современной технике выхлопная система состоит из следующих деталей (по порядку выхода отработанных газов из мотора):

Выпускной коллектор. Это система труб из жаропрочного чугуна, которая принимает раскалённые отработанные газы, гасит их первичный колебательный процесс и отправляет далее, в приёмную трубу.

Приёмная труба -- изогнутый газоотвод из огнестойкого металла, в народе именуемый «штанами».

Резонатор, или, говоря народным языком, «банка» глушителя -- ёмкость, в которой происходит разделение выхлопных газов и снижение их скорости.

Катализатор -- устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов и их нейтрадизации.

Глушитель -- ёмкость с комплексом специальных перегородок, предназначенных для многократного изменения направления движения потока газов и, соответственно, их шумности.

1.5.6 Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя -- встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для забирания излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

Радиатор системы охлаждения служит для отдачи избыточного тепла в окружающую среду. Он состоит из большого количества изогнутых аллюминиевых трубок, с рёбрами для дополнительной теплоотдачи.

Вентилятор предназначен для усиления охлаждающего эффекта на радиатор от встречного потока воздуха.

Водяной насос (помпа) -- «гоняет» охлаждающую жидкость по «малому» и «большому» кругам, обеспечивая её циркуляцию через двигатель и радиатор.

Термостат -- специальный клапан, обеспечивающий оптимальную температуру охлаждающей жидкости путём запуска её по «малому кругу», минуя радиатор (при холодном двигателе) и по «большому кругу», через радиатор -- при прогретом двигателе.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

Раздел 2. Расчет показателей двигателя

2.1 Общие данные двигателя УМЗ 4218. 10

Число и располо-жение цилиндров	4 цилиндра, рядный	-
Номинальная мощность Ne ном	62	кВт
Номинальная частота вращения к/вала n ном,	2200	об/мин-1
Часовой расход топлива на номиналь-ном режиме, Gт,	12,3	кг/час
Объем камеры сгорания (сжатия) Vс,	2,2	л
Теплота сгорания топлива Нu,	44	МДж/кг
Масса двигателя mдв,	165	кг
Среднее эффективное давление Ре,	0,9	МПа
Диаметр цилиндра D	10	(см)
Полный ход поршня S	9,2	(см)

2.2 Средняя скорость поршня

где: S - полный ход поршня, [м];

nном - частота вращения к/вала на номинальном режиме работы, [мин-1 ]

2.3 Угловая скорость вращения коленчатого вала

2.4 Рабочий объем цилиндров двигателя

Рабочий объем всех цилиндров двигателя Vh:

где D - диаметр цилиндра, м;

S - полный ход поршня, i - число цилиндров двигателя.

Рабочий объем одного цилиндра двигателя Vh1 :

2.5 Степень сжатия

где Vh 1 - рабочий объем 1 (одного!) цилиндра двигателя (л);

Vc - объем камеры сгорания (л).

2.2 Индикаторные показатели двигателя

Изменения давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от изменения объёма или угла поворота коленчатого вала, записанная индикатором, называется индикаторной диаграммой двигателя.

Если давление газов р записано в функции объёма V, условимся называть её индикаторной диаграммой р - V, а если в функции угла поворота коленчатого вала , то индикаторной диаграммой P -

2.2.1 Среднее индикаторное давление Pi

Cредним индикаторным давлением Pi называется величина условного, постоянного по величине, избыточного давления, которое, действуя на поршень в течение такта расширения, совершает работу, равную индикаторной работе цикла Li ,то есть

Величину среднего индикаторного давления Pi можно определить расчетным путем, чем мы и воспользуемся.

Среднее индикаторное давление Рi :

где Рм - среднее (условное) давление механических потерь, МПа;

Рe - среднее эффективное давление, Мпа.

где Сm - средняя скорость поршня, м/с (см. пункт 1.2).

Теперь по формуле 2.1 определяем величину Рi.

2.2.2 Индикаторная мощность двигателя Ni

nном - частота вращения к/вала (см. табл. 1 исходных данных);

i - число цилиндров двигателя;

ф = 4 (для 4-тактных ДВС).

Vh 1 - рабочий объем 1 цилиндра двигателя, в литрах.

2.2.3 Удельный индикаторный расход топлива на номинальном режиме работы

где Gm - часовой расход топлива, кг/час;

Ni - индикаторная мощность двигателя, кВт.

2.2.4 Индикаторный КПД двигателя

где gi - удельный эффективный расход топлива, г/кВт·ч;

Hu - теплота сгорания топлива, МДж/кг.

2.3 Эффективные показатели двигателя

Мощность, снимаемая с фланца коленчатого вала двигателя и используемая для осуществления внешней работы, называется эффективной мощностью двигателя.

Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности механических потерь в двигателе.

В механические включаются потери на преодоление трения поршней в цилиндрах, трения в подшипниках, насосные потери (на осуществление процессов впуска и выпуска), работа на привод вспомогательных механизмов (распределительный механизм, масляный, водяной и топливный насосы, вентиляционные потери и др.).

2.3.1 Мощность механических потерь

Условное давление механических потерь Рм мы уже рассчитали Теперь определяем мощность механических потерь Nм:

Pм подставляем в Мпа;

Vh - рабочий объем всех цилиндров двигателя, в литрах;

nном - частота вращения к/вала;

ф = 4 (для 4-тактных ДВС).

2.3.2 Механический КПД двигателя

2.3.3 Эффективная мощность двигателя

Мощность, снимаемая с фланца коленчатого вала двигателя и используемая для осуществления внешней работы, называется эффективной мощностью двигателя.

Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности механических потерь в двигателе.

Ничего считать не нужно формула нужна для понимания физического смысла эффективных показателей.

2.3.4 Удельный эффективный расход топлива на номинальном режиме работы

где Gm - часовой расход топлива, кг/час;

Nе ном - мощность двигателя, кВт.

2.3.5 Эффективный КПД двигателя

где ge - удельный эффективный расход топлива, г/кВт·ч;

Hu - теплота сгорания топлива, МДж/кг.

2.4 Тепловой баланс двигателя

В двигателях внутреннего сгорания на совершение эффективной работы расходуется 20-43 % теплоты, выделяющейся от сгорания топлива. Остальная часть теплоты расходуется на различные виды тепловых потерь.

Распределение теплоты, выделившейся от сгорания топлива, на отдельные составляющие характеризуется внешним тепловым балансом.

Внешний тепловой баланс и его составляющие позволяют судить о теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать систему охлаждения, выяснить возможности использования теплоты отработанных газов, а также разработать рациональные средства, повышающие топливную экономичность двигателя и установки в целом

Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива в двигателе QТ , происходит на следующие составляющие:

где QТ - теплота, поступающая в цилиндры двигателя в результате

сгорания топлива, Дж/с;

Qе - теплота, превращенная в эффективную мощность, Дж/с;

Qг - теплота, теряемая двигателем с отработавшими газами,

Дж/с;

Qохл - теплота, отведенная в систему охлаждения двигателя,

Дж/с;

Qнс - теплота, потерянная двигателем в результате неполноты

сгорания топлива (определяется только для бензиновых

двигателей, работающих при б < 1), Дж/с;

Qост - теплота неучтенных тепловых потерь, Дж/с;

Qм - тепло, отводимое моторным маслом от трущихся деталей, Дж/с.

2.4.1Общее количество теплоты, введенное в цилиндр двигателя на номинальном режиме работы

2.4.2 Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с

2.4.3 Теплота, теряемая двигателем с отработавшими газами

где б - коэффициент избытка воздуха:

n - частота вращения к/вала, мин-1.

То = 298 К - температура окружающей среды;

Тr - температура отработавших газов, К.

Для бензиновых ДВС выбираем Тr из диапазона Тr = 900…1100 К, для дизелей Тr = 700…900 К.

2.4.4 Теплота, передаваемая охлаждающей бреде

где С и m - коэффициенты пропорциональности;

С = 0,5 - для бензин. двигателей, С = 0,35 - для дизелей.

m = 0,68 - для бензин. двигателей, m = 0,6- для дизелей.

i - число цилиндров двигателя; D - диаметр цилиндра, см;

nном - частота вращения коленчатого вала, мин-1

2.4.5 Теплота, отводимая маслом от трущихся деталей

2.4.6 Неучтенные тепловые потери

№ п/п	Составляющие теплового баланса	Q. Дж/с	q, %
1	Общее количество теплоты, введенное в цилиндр двигателя на номинальном режиме работы	150333,3	100
2	Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с	62000	41,2
3	Теплота, теряемая двигателем с отработавшими газами	44644,4	29,69
4	Теплота, передаваемая охлаждающей среде	8587,7	5,7
5	Теплота, отводимая маслом от трущихся деталей	4030	2,6
6	Неучтенные тепловые потери	31071,2	20,6

2.5 Расчет и построение внешней скоростной характеристики дизеля

2.5.1 Мощность двигателя

В этом выражении: Nе ном и nном - номинальные значения мощности и оборотов

Nех и nх - текущие (расчетные) значения мощности и частоты вращения к/вала.

№ п/п	Nx, мин-1
1	500
2	840
3	1180
4	1520
5	1860
6	2200

2.5.2 Крутящий момент двигателя

Определяем значения крутящего момента двигателя Mех для различных значений частоты вращения к/вала nх.

2.5.3 Часовой расход топлива

2.5.4 Удельный эффективный расход двигателя

2.5.5 Эффективный КПД двигателя

Таблица расчета параметров внешне скоростной характеристики двигателя

№ п/п	Частота вращения к/вала зх мин-1	Мощьность Nex, кВт	Крутящий Момент Мех, Н•М	Часовой расход топлива Gmx, кг/час	Удельный эффективный расход топлива gex, г/кВт•ч	Эффективный КПД зех
1	500	15,15	289	3,7	0,218	0,375
2	840	27,3	310	5,97	0,218	0,375
3	1180	39,5	319	7,8	0,197	0,415
4	1520	50,26	315	9,53	0,189	0,432
5	1860	58,21	298	11,01	0,189	0,432
6	2200	62	296	12,29	0,198	0,413

Скоростная характеристик двигателя УМЗ - 4218. 10

500 840 1180 1520 1860

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Под охраной труда понимают систему законодательных актов и соответствующих им мероприятий, направленных на сохранение здоровья и работоспособности трудящихся. Система организационных и технических мероприятий и средств, предоставляющих предотвращение производственный травматизм, носит название техники безопасности.

Производственная санитария предусматривает мероприятия по правильному устройству и содержанию промышленных предприятий и оборудования (надлежащее освещение, правильное расположение оборудования и т.д.) создание наиболее здоровых и благоприятных условий труда, предотвращающих профессиональные заболевания рабочих. КЗоТ является основным положением по охране труда.

Промышленная гигиена ставит целью создания наиболее здоровых и благоприятных в гигиеническом отношении условий труда, предотвращающих профессиональные заболевания работающих.

3.1 Техника безопасности

Основные требования по технике безопасности изложены подробно в правилах по технике безопасности конкретно для содержания предприятий, погрузочно-разгрузочных работ, перевозок грузов и пассажиров, техническому обслуживанию, ремонту автомобильного подвижного состава.

Прежде чем приступить к выполнению работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей необходимо правильно и надёжно установить его на рабочем месте.

Техническое обслуживание проводится на специально оборудованных постах. Основное требование к устройству поста обеспечить надлежащее положение во время работы, и, следовательно, наименьшую утомляемость, минимальное число вспомогательных движений и хорошую видимость обслуживаемого механизма.

Рабочее место слесаря должно быть обеспечено необходимыми приспособлениями, оборудованием, слесарным инструментом, различными приборами и вспомогательным инвентарем.

Расположение оборудования должно быть рациональным и в непосредственной близости от поста.

Для противопожарной безопасности необходимы ящики с песком, огнетушителем и централизованным противопожарным инвентарём. Для сбора обтирочного материала необходима урна, а так же в помещении должна находиться санитарная аптечка.

Техника безопасности включает:

1) подъёмно-транспортные оборудование (краны, тали и т.п.) должны ежегодно проходить испытания и освидетельствования с оформлением акта и записью в журнале;

2) при снятии агрегатов и деталей, связанных с большим физическим напряжением, а также при неудобстве в работе следует применять приспособления и съёмники, обеспечивающие безопасность выполнения данной работы;

3) при разборке снимать, транспортировать и устанавливать тяжеловесные узлы следует при помощи подъёмно-транспортных механизмов, оборудованных приспособлениями, захватами, гарантирующими полную безопасность работ;

4) гидравлическая и пневматическая примесь должны иметь плотные соединения, исключающие утечку жидкости из рабочих цилиндров во время нагрузки;

5) запрещается пользоваться электроинструментом с неисправной изоляцией или отсутствием заземления;

Кроме изучения инструкций предусматривается вводный инструктаж при поступлении на работу, инструктаж на рабочем месте, дополнительные инструктажи и обучение по специальной программе. Вводный инструктаж проводится в целях ознакомления поступающих на работу с общей производственной обстановкой и особенностями работы предприятия, с опасностями, встречающимися при работе на предприятии.

Инструктаж непосредственно на рабочем месте является практическим показом безопасного приёма труда.

При переводе на другую должность или на другой участок, каждый работник проходит специальный инструктаж на рабочем месте.

Повышенную опасность представляют операции снятие и установки пружин, поскольку в них накоплена значительная энергия.

Эти операции необходимо выполнять на стендах или с помощью приспособлений. Гидравлические и пневматические устройства должны быть снабжены предохранительными и перепускными клапанами. Рабочий инструмент следует держать в исправном и чистом состоянии.

3.2 Требование производственной санитарии и гигиены

Помещение общего пользования убирают с применением 1%-ного раствора хлорной извести. В помещении должен быть установлен закрытый питьевой бачок с фонтанирующим устройством.

Воду кипятят и меняют ежедневно. В помещении должно иметься место для курения, оборудованное урной и ящиком с песком. После окончания работы рабочие должны принимать душ. Для очистки рук от загрязнения рекомендуется паста и моющее средство.

Важным условием безопасного и высокопроизводительного труда являются устранение производственного вреда:

- загрязнение воздушной среды;

- шумов и вибрации;

- не нормального теплового режима (сквозняки, низкая или высокая температура на рабочих местах).

Под воздействием производственного вреда могут возникнуть профессиональные заболевания.

Задачи производственной санитарии и гигиены труда является полное исключение или существенное уменьшение производственного вреда. Помещение автотранспортных предприятий и организации автомобильного сервиса должны быть оборудованы отоплением, проточной вытяжной вентиляцией, санитарно бытовыми помещениями, душевыми, гардеробными, умывальниками, туалетами, помещениями, оборудованными для приема пищи, и местами для курения.

Для предупреждения производственного травматизма в каждом предприятии необходимо:

1) инструктировать по безопасным приёмам работы;

2) контролировать соблюдение правил техники безопасности.

3.3 Меры пожарной безопасности

Для ведения предупредительной противопожарной работы, для оказания первой помощи пи пожаре, приняты необходимые меры предосторожности.

После окончания каждой смены необходимо убирать мусор и отходы. Пролитое масло или топливо следует сразу убирать с помощью песка или опилок, которые после употребления следует ссыпать в металлические ящики с крышками, установленные вне помещения.

Использованные обтирочные материалы должны убираться в металлические ящики с плотно закрывающимися крышками. После окончания рабочего дня обтирочные материалы уносят в безопасное в пожарном отношении место. Горючие легковоспламеняющиеся жидкости в помещении следует держать в количестве, не превышающем сменную потребность.

Для тушения возможного пожара в помещении подвешивают или ставят на стойках густо пенные огнетушители из расчёта - один огнетушитель на 50м площади, но не менее одного на каждое отдельное помещение. Кроме этого устанавливают ящики с песком ёмкостью 0,5м на 100м площади, но не менее одного на каждое отдельное помещение.

В помещении должен быть противопожарный щит с необходимым комплектом инвентаря (лопата, лом, пожарный топор, ключ от водопроводного крана, по два пожарных багра и ведра), бочки с водой возле каждого щита.

Все огнетушительные средства должны быть в боевой готовности.

На рабочем месте при ТО и ремонте рулевого управления должны строго соблюдаться правила техники безопасности и охраны труда, а сами они полностью соответствовать общестроительным, противопожарным и санитарно - гигиеническим требованиям. А рабочее место должно соответствовать требованиям техники безопасности. Необходимо следить, чтобы инструмент был всегда в полной исправности.

3.4 Меры электробезопасности

Зона ТР относится к помещениям с повышенной опасностью поражением людей электрическим током так как имеется возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землёй металлоконструкции здания, технологическим аппаратам, механизмам с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с другой. Зона ТР оснащена электро-механизмами, электродвигателями, электроинструментом, и т.п. поэтому в процессе работы не исключена возможность поражения электрическим током. Поэтому все электроустановки и электроинструменты надёжно изолированы и пользуются ими только определённые работники. Имеется контур защитной изоляции. Разрешается работать только инструментами, имеющими защитное заземление. Штепсельные соединения для включения инструмента должны иметь заземление. При переходе электрифицированным инструментом с одного места на другое нельзя натягивать провод. Работать с электрифицированным инструментом, с напряжением, превышающим 42 вольта можно только в резиновых перчатках стоя на резиновом коврике. В помещении без повышенной опасности можно использовать переносные лампы напряжение не превышающем 42 вольта.

3.5 Расчёт освещения в электромеханическом участке

Расчёт естественного освещения сводится к определению числа оконных проёмов при боковом освещении.

Световая площадь оконных пролётов рассчитывается по формуле:

Fок = Fцех* а, [1, с. 200]

где

Fцех= 48 м2 - площадь пола участка;

а - световой коэффициент;

а = (0,25…0,30), принимаем а = 0,25;

Fок = 48 * 0,25 = 12 мІ.

Принимаем 2 оконных проёмов общей площадью 12 мІ, что обеспечивает необходимую освещённость цеха. А именно 3 метра высотой, 2 метра шириной.

Общая световая мощность ламп:

Wосв = R*Fцех, [1, с. 205]

где

R - норма расхода электроэнергии Вт*мІ; принимаем равной 15 ВТ*мкв;

Wосв = 15 * 48 = 720 Вт

Берем 3 лампы накаливания мощностью каждой из них по 200 Вт, и одну лампу на 120 Вт.

3.7 Охрана труда и окружающей среды при ТО автомобиля

Требование технике безопасности при техническом обслуживании сводятся, в первую очередь, во-первых к правильной организации рабочего места и оснащением его оборудованием, приспособлениями, инструментами обеспечивающими производительную и безопасную работу.

При обслуживании автомобилей на постах ТО на рулевое колесо вывешивается табличка с надписью «Двигатель не пускать работают люди». Техническое обслуживание при работающем двигателе запрещается, за исключением проверки системы питания и электрооборудования и опробование тормозов. При выполнении работ, связанных с вывешиванием колёс требуется ставить подставки, а не диски колёс и прочие предметы. Выполнение каких либо работ на автомобиле вывешенным только на одних подъёмных механизмах запрещается.

При эксплуатации автомобилей в почву и в водоемы могут попасть нефтепродукты: дизельное топливо, масло, бензин.

Попадая в водоемы, они не только покрывают поверхность пленкой, но и распространяют по всей толще воды, отлагаясь вместе с илом на дне.

Наличие в 1л. воды 0,1мг. нефтепродуктов придает рыбе неустранимый в последствии привкус нефти и специфический запах. При больших количествах нефтепродуктов в воде она погибает.

Присутствие нефтепродуктов в почве губительно действует на растения.

Чтобы предупредить загрязнение окружающей среды нефтепродуктами, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

Нельзя мыть детали машин топливом. Сливать отстой топлива из топливных баков и фильтров следует только в приготовленную тару. При прокачке топлива во время удаления воздуха из системы питания дизеля нужно его сливать в какую-либо емкость.

На нефтескладах, пунктах ТО и ремонтных мастерских нужно собирать отработанные нефтепродукты в резервуары или бочки в специально отведенных местах с соответствующими указаниями.

Нельзя допускать работу двигателя с повышенным дымлением и содержанием СО и СН выше допустимой нормы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При дипломном проектировании, я изучил структуру и методы работы АТП и в частности электромеханического участка. Изучил устройство и методы ремонта и обслуживания генератора автобуса ПАЗ-3205. Разработал приспособление для снятия подшипников ротора генератора, которое способствует облегчению условий труда слесарю, снижает трудоемкость разборочных работ. При использовании приспособления обеспечиваются в настоящее время наиболее высокие показатели. Построил внешнюю скоростную характеристику двигателя автобуса ПАЗ-3205.

В данном дипломном проекте, был рассмотрен генератор автобуса ПАЗ-3205, а в частности были рассмотрены особенности устройства, основные неисправности и способы их устранения, также мы рассмотрели способы ремонта основных деталей и узлов генератора.

Так же я разработал технологический процесс ремонта генератора, по которому легче сориентироваться в последовательности ремонта, и которые все чаще находят применение в авторемонтных предприятиях.

Акцентируется внимание на технику безопасности, производственную санитарию и другие технологические показатели.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анисимов А.П. «Организация планирования и планирование работы автопредприятий». - М.: Транспорт, 2015 - 159 с.

2. Барзых И.О., Суханов Б.Н., Бедарев Ю.Ф., «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей». - М.: «Транспорт», 2014 - 310 с.

3. Баранов Л.Ф. «Техническое обслуживание и ремонт машин». - М.: «Урожай», 2015 - 198 с.

4. Никитенко Н.В. Устройство автомобилей. Транспорт., 2014- 137 с.

5. Нобоков Н.Н. Эксплуатационные материалы автомобилей, учебное пособие, 2015 - 403 с.

6. Сафронов Н.А. «Экономика предприятия». - М.: «Юрист», 2014 - 395 с.

7. Сарков Г.А. «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей». - М.: «Россельмаш», 2012 - 381 с.

8. Суханов И.П. «Автомобиль». - М.: «Просвещение», 2016 - 375 с.

9. Тазарян А.А. Техническое обслуживание автомобилей. - М.: «Юрист», 2017 - 164 с.

10. Швецкая В. М. Бухгалтерский учет/учебное пособие для студентов экономических колледжей - М.: Издательство Торговая корпорация «Дашков и К°», 2016 - 356 с.

11. Швацкий А.А. Справочник механика, М.: Транспорт, 2015 - 186 с.

12. Шидаев Е.А. «Автомобили МАЗ - 555 и его модификации», руководство по эксплуатации. - М.: «Юрист», 2016 - 425 с.

13. Шестополов К. С. Практические советы по ремонту автомобуса «ПАЗ». - Москва:. «Транспорт», 2014 - 264 с.

14. Шестополов К. С. Грузовыевые автомобили - М.: Просвещение, 2016. - 360с.

Размещено на Allbest.ru

...