3398

Создание конкурентоспособного предприятия по техническому обслуживанию, диагностике и ремонту топливной аппаратуры дизельных автомобилей

Дипломная

Логистика и транспорт

Введение Автомобильный транспорт является наиболее массовым  и удобным видом транспорта, особенно эффективным и удобным при перевозке грузов и пассажиров на относительно небольшие расстояния. Он обладает большой маневренностью, хорошей проходим...

Русский

2012-10-31

888.5 KB

172 чел.

Введение

Автомобильный транспорт является наиболее массовым  и удобным видом транспорта, особенно эффективным и удобным при перевозке грузов и пассажиров на относительно небольшие расстояния. Он обладает большой маневренностью, хорошей проходимостью и приспособленностью для работы в различных климатических и географических условиях. Экономически – эффективная работа автомобильного транспорта обеспечивается рациональным использованием многомиллионного парка подвижного состава – грузовых и легковых автомобилей, автобусов, прицепов и полуприцепов.

Интенсивный рост автомобильного парка требует при обслуживании и ремонте подвижного состава увеличение количества рабочих, обновления оборудования,  повышение квалификации ремонтно-обслуживающего персонала.

Своевременное и качественное выполнение технического обслуживания в установленном объеме обеспечивает высокую техническую готовность подвижного состава, снижает потребность в ремонте и обеспечивает его работоспособность в течении установленных сроков эксплуатации. Для выполнения поставленных задач необходимо широко использовать средства диагностики, совершенствовать и обновлять оборудование, инструменты.

На содержание автотранспортных средств в технически исправном состоянии, обеспечивающем эффективный транспортный процесс, отрасль несет большие ресурсные издержки. Так, усложнение конструкции автомобилей приводит, как правило, к увеличению объема работ по техническому обслуживанию и ремонту, к росту затрат на обеспечение работоспособности.

Увеличение числа эксплуатируемых автомобилей ведет к загрязнению окружающей среды отработавшими газами, а снижение токсичности отработавших газов в значительной степени обеспечивается исправностью системы питания и зажигания и уровнем технологии технического обслуживания, средств и методов диагностирования этих систем.

С ростом скоростей и интенсивности движения повышаются требования к надежности автотранспортных средств, так как неисправные автомобили являются источником дорожно-транспортных происшествий.

Экономия топливных, энергетических, материальных и сырьевых ресурсов в процессе эксплуатации автомобилей существенно зависит от их технического состояния, уровня организации материально-технического снабжения и процессов перевозки, хранения и нормирования расходов автоэксплуатационных материалов и запасных частей в автотранспортных предприятиях.

Ведущие автомобилестроительные фирмы внедрили в производство новые образцы дизелей, все они оснащены топливными системами с электронным управлением. Электронное управление позволяет более полно оптимизировать рабочий процесс на всех характерных режимах работы и за счет этого добиться снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами, шумности, расхода топлива, улучшения пусковых свойств, динамичности транспортного средства и др. Средства достижения этих показателей, как правило, противоречивы. Только электронное управление в сочетании с рекордно высокими давления впрыска - до 135…200 МПа - позволяют добиться наиболее высоких показателей дизеля.

Целью дипломного проекта является создание конкурентоспособного предприятия по техническому обслуживанию, диагностике и ремонту топливной аппаратуры дизельных автомобилей.

Задачами дипломного проекта являются:

- разработка технологии технического обслуживания и ремонта автомобилей;

- расчёт участка по ремонту и диагностике топливной аппаратуры дизельных автомобилей;

- подбор оборудования для проектируемого участка;

- обеспечение соответствия нормам охраны труда и пожарной безопасности;

- расчет основных технико-экономических показателей.


1 Аналитическая часть

Автомобильный транспорт в нашей стране развивается бурными темпами качественно и количественно. Отечественный автомобильный рынок насыщается продукцией автомобилестроения не только Российских заводов-производителей, но и предлагается огромный спектр выбора автомобилей других стран мира.

В августе-сентябре 2008 года аналитическое агентство «АВТОСТАТ» провело исследование структуры автомобильных парков по городам России. В поле зрения компании попали 170 российских городов с населением свыше 100 тысяч человек. По каждому городу по всем основным автомобильным брендам, как российским, так и зарубежным, была проанализирована структура парка автомобилей по году выпуска [1].

По состоянию на начало 2008 года автомобильный парк в РФ начитывал более 30 млн. единиц техники, которые по классификации ГИБДД относятся к категории «В». Основное количество легковых автомобилей сосредоточено в крупных и средних городах России. Тем не менее, географическое положение, финансовая обеспеченность и ряд других факторов приводят к тому, что разные города развиваются по-разному.

Аналитики исследовали структуру автопарка сразу в 170 российских городах с населением свыше 100 000 человек. Самым автомобильным городом в России является Владивосток с населением 581 тысяч человек и автопарком 328849 автомобилей на каждую тысячу жителей приходится 566 машин, машина есть у каждого второго жителя города.

На долю производителя Toyota приходится 48,7% парка легковых автомобилей Владивостока. Вторая по популярности автомобильная марка в Приморье - это Nissan. Он занимает 15% парка Владивостока. Далее в рейтинге предпочтений жителей главного дальневосточного города идут Mitsubishi (7%), Honda (4,8%), Mazda (4,1%), Suzuki (2,4%), Subaru (2,1%) и Isuzu (1,6%). В целом, аналитики отмечают, что на долю японских марок приходится 87% парка.

На учете в ГИБДД Владивостока еще числятся российские модели возрастом более десяти лет. На долю производителя LADA приходится 4,4% парка Владивостока. «АЗЛК» занимают 2,3% парка, «ЗАЗ» и «УАЗ» - по 1,4%, на долю «ГАЗ» приходится 1,1%. Суммарно российские марки составляют чуть более 10% парка.

На долю всего остального мирового автопрома (отличного от японского и российского) приходится менее 3% парка Владивостока. По данным аналитиков, автомобильный парк Владивостока самый старый среди крупных городов России. Для сравнения таких автомобилей в Москве насчитывается 37%, а в Санкт-Петербурге - 38%.

На основе данных полученных из источника [1], и разделив выполняемые работы по местам их выполнения, определим приблизительное процентное соотношение услуг оказываемых на предприятиях и станциях технического обслуживания, в соответствии с рисунком  1.1

Рисунок 1.1 - Процентные соотношения услуг оказываемых СТО г. Владивостока

Анализ производственной деятельности СТО показал предпочтительность таких направлений развития, как ремонт, диагностика и обслуживание электроники, систем питания, трансмиссии, ходовой части автомобиля. В соответствии с этими данными и будут распределяться работы проводимые на СТО. Ежегодно будет происходить корректировка распределения работ.  

На содержание автотранспортных средств в технически исправном состоянии владельцы несут финансовые издержки. Так усложнение конструкций автомобилей приводит, как правило, к увеличению объема работ по диагностике, техническому обслуживанию и ремонту, к росту затрат на обеспечение работоспособности, что приводит к снижению его производительности и повышению себестоимости перевозок. Для того чтобы использование автомобиля было рентабельным в течение всего периода эксплуатации, его необходимо подвергать определенному комплексу технических воздействий. Ограниченные возможности постоянного контроля технического состояния автомобиля непосредственно в процессе эксплуатации приводит к тому, что развивающиеся дефекты обнаруживаются, лишь, когда они проявляются значительно. Дефекты, связанные с относительно небольшим снижением мощности, увеличением расхода топлива, повышением токсичности выхлопа, деформация ходовой части, снижение эффективности тормозов, могут быть не замечены даже опытным водителем. Такого рода дефекты на стадии их зарождения можно обнаружить только с помощью диагностирования, которое позволяет своевременно выявлять и устранять неисправности, возникающие в механизмах и агрегатах автомобиля, или причины которые могут повлечь за собой неисправности [2].

Техническое обслуживание является предупредительным и контрольным  мероприятием, направленным на устранение возникающих неисправностей, аварийных износов и поломок деталей. Таким образом, обеспечивается надежность и эффективная эксплуатация автомобилей.

С возросшим числом автомобилей японского производства, растет и доля ремонтов. В настоящее время вопрос о капитальном ремонте двигателя автомобиля является актуальным по причинам достаточного старения автопарка. В результате постоянного прироста автомобилей с дизельными двигателями, у которых моторесурс меньше чем у бензиновых двигателей такого же объема, вопрос о капитальном ремонте встает достаточно остро.

Что касается города Владивостока, согласно статистическим данным, следует организовывать СТО по маркам автомобиля фирмы Тойота и Ниссан. Специализация станций технического обслуживания по видам работ также актуальна, так как узконаправленная деятельность с использованием фирменного оборудования повышает качество и скорость проводимых работ.

Дизельные двигатели привлекают к себе внимание благодаря двум основным преимуществам перед бензиновыми двигателями: топливной экономичностью и более низкому содержанию вредных примесей в выхлопных газах, что обусловлено принципом работы дизеля. Широкое применение дизельных двигателей, особенно для легковых автомобилей, сдерживалось специфическими недостатками дизелей, в частности более низкими энергетическими показателями, скоростными характеристиками, дымностью выхлопа, уровнем шума, но эти проблемы достаточно успешно решаются.

Введение турбонаддува сделало дизельные двигатели полностью конкурентоспособными по скоростным качествам и обеспечило энергетические показатели дизелей на уровне, близком к показателям бензиновых двигателей такого же объема. Проблемы дымности выхлопа, уровня шумов и стабилизации частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу успешно решаются введением электронного управления дизельным двигателем, хотя степень внедрения таких решений все еще остается более слабой по сравнению с бензиновыми двигателями, что объясняется как субъективными факторами (например, меньшим распространением дизельных двигателей для легковых автомобилей), так и объективными факторами (например, меньшим процентном использования электрических элементов в дизельных двигателях и большой трудностью перехода на электронное управление механическими элементами).

На легковых автомобилях японского производства дизельные двигатели используются достаточно широко.

1.1 Оценка технического состояния двигателя

Двигатель, как и любое другое устройство, имеет три временных интервала, в которые он проходит стадию приработки, стадию нормальной эксплуатации и стадию старения. В зависимости от срока службы и условий эксплуатации основные характеристики двигателя претерпевают изменения, обусловленные происходящим в двигателе процессам. Основными характеристиками двигателя, по которым можно оценить его состояние без разборки, являются мощность двигателя, удельный расход топлива, удельный расход масла и давление масла в системе. На стадии обкатки двигателя происходит приработка элементов, и это обуславливает несколько увеличенный расход топлива и масла и несколько сниженное давление масла в системе. Период обкатки обычно устанавливается на уровне пробега 1000 км, однако процесс приработки практически продолжается и заканчивается после пробега около 5000 км. К концу периода обкатки несколько снижается удельный расход топлива и масла, а давление масла в системе несколько повышается. В период обкатки рекомендуется избегать высоких нагрузок и особое внимание уделять системе смазки двигателя.

После окончания процесса приработки наступает этап нормальной эксплуатации, длительность которого зависит не только от конструктивных особенностей двигателя и автомобилем в целом, но и от условий эксплуатации и степени соблюдения основных требований по обслуживанию автомобиля. В этот период мощность двигателя, удельный расход топлива и масла и давление масла в системе сохраняются примерно на неизменном уровне, а эксплуатация автомобиля не вызывает особых проблем длительность периода безотказной работ до пробега 60-80 тысяч км. В процессе эксплуатации вследствие естественного износа зазоры в соединениях подвижных элементов двигателя увеличиваются, увеличивается удельный расход топлива и масла. Наиболее эти процессы происходят в конце гарантийного срока службы двигателя (для японских автомобилей при нормальной эксплуатации после пробега около 100000 км). Определив состояние двигателя по его основным характеристикам. Контрольный расход топлива, как правило, для каждого автомобиля известен.

Контрольный расход масла - для японских автомобилей известна цифра 1 литр на 1000 км. давление масла в системе для каждого двигателя индивидуально. Мощность двигателя можно определить по времени разгона с места до 100 км/ч или по максимальной скорости. Эти параметры для каждого конкретного автомобиля известны. Если удельный расход топлива увеличился более чем на 15% по сравнению с гарантированным, двигатель требует ремонта (в обычных условиях в зимнее время расход топлива увеличивается примерно на 10%).

1.2 Особенности функционирования топливных систем с электронным               управлением

Критериями совершенства топливоподачи являются показатели экономичности, мощности и шумности работы, динамичности транспортного средства, надежности пуска; выбросов вредных веществ с отработанными газами; коэффициент приспособляемости; соблюдение ограничений по давлению в цилиндре, жесткости сгорания, тепловым нагрузкам, температуре газов перед турбиной.

Далее перечислены особенности систем с электронным управлением, которые можно понимать и как их новые функции, и как достоинства по сравнению с топливоподающей аппаратурой традиционного типа:

– обеспечение гибкого регулирования цикловой подачи в соответствии с заданным скоростным режимом двигателя; обеспечение необходимой внешней скоростной характеристики (не обязательно жестко заданной);

– обеспечение минимальной неравномерности подачи по цилиндрам или, напротив, оптимальная неравномерность подачи и угол опережения впрыска для каждого цилиндра в соответствии с его особенностями конструкции, изготовления и текущего технического состояния;

– оптимальное регулирование угла опережения впрыска в соответствии с режимом работы;

– автоматизация пуска, необходимое обогащение при пуске, выключение подачи топлива на принудительном холостом ходу, регулирование на переходных режимах;

– отключение цилиндров и циклов на частичных режимах;

– диагностирование датчиков и исполнительных устройств и компенсация выбывших из строя с помощью резервных программ. Функции систем управления могут сопрягаться с управлением двигателем или транспортным средством.

для Common Rail дополнительно характерно:

– оптимальное регулирование давления и характеристики впрыска;

– осуществление двухфазного впрыска, в т.ч. с минимальной устойчивой запальной порцией, с регулируемым интервалом между впрысками;

– осуществление регулируемого дополнительного впрыска (после основного) для разогрева нейтрализатора DENOX на частичных режимах.

Перспективность различной топливоподающей аппаратуры следует оценивать с учетом степени обеспечения перечисленных функций.

Ужесточающиеся нормы выбросов вредных веществ ограничивают их содержание в отработавших газах пропорционально для частиц и NOх, в соответствии с рисунком  1.2 [1].

 

Рисунок 1.2 – Нормы выбросов отработавших газов для легковых автомобилей

Лишь топливоподающая аппаратура с увеличенным давлением впрыска позволяет разрешить это противоречие, поэтому современная топливоподающая аппаратура отличается интенсивным впрыском. Другим отличительным, признаком современной топливоподающей аппаратуры становится использование гибкого, а, следовательно, электронного управления топливоподачей. Например, при высоких нагрузках приоритет в регулировании угла опережения впрыска имеет критерий минимума NOx на малых нагрузках угол опережения впрыска может быть увеличен. Противоречивую задачу снижения расхода топлива, выбросов частиц, с одной стороны, и шумности, выбросов NOx с другой, может также решить промежуточное охлаждение сжатого воздуха, но и оно требует гибкого регулирования по режимам работы дизеля. То же можно отнести к регулированию давления наддува, рециркуляции отработавших газов. С учетом того, что система управления подачей все чаще становится составляющей системой управления всего дизеля или автомобиля, ее функции значительно расширяются: управлению подлежат свечи накаливания, фазы газораспределения, климатическая установка, антиблокировочная система и др.

Помимо использования электронного управления в современной топливоподающей аппаратуре обеспечиваются повышенные давления впрыска: с роторными ТНВД до 160…180 МПа, в насос-форсунках и индивидуальных ТНВД - до 200 МПа, в Common Rail первого поколения до 135, а второго поколения - 160 МПа. Наряду с расширением возможностей электронного управления ставится вопрос и о целесообразности повышения давления впрыска вплоть до 1800 МПа. Если долгое время Common Rail не могла найти применения, то ныне бытует мнение о ее безальтернативности. В действительности, Common Rail имеет ряд неустранимых недостатков (постоянное высокое давление в распылителе и арматуре, низкий КПД). Каждая из упомянутых систем имеет достоинства и недостатки, и пока нет оснований считать какую-либо из них бесперспективной [3].

В более ранних образцах аккумуляторных систем всегда использовались ТНВД на базе традиционных. Они претерпевали небольшую модернизацию или вовсе не изменялись. Такой подход был оправдан как временный. В более долгосрочной перспективе необходима существенная переработка ТНВД. В КФ ВЗПИ использовался ТНВД с кулачком с несколькими участками подъема. Это позволяло сократить число секций ТНВД, но не обеспечивало приемлемого ресурса. К числу грубых ошибок конструирования ТНВД на базе традиционных относились использование собственно кулачкового привода, регулирование отсечкой подачи и нагнетательных клапанов с разгружающим пояском. Кулачковый привод — самый неподходящий для нагнетания топлива под высоким давлением. Его применение в традиционных ТНВД обусловливалось необходимостью короткого впрыска, а для Common Rail такая задача не ставится. Кулачковый привод характеризуется значительными — до 30-35° — углами давления и по этой причине высокими контактными напряжениями на кулачке. Целесообразность применения кулачка с несколькими рабочими профилями для увеличения производительности ТНВД требует специального обоснования. Отсечка, как и разгружающий поясок на клапане, приводит к прямой потере части активного хода плунжера и росту затрат мощности на привод ТНВД.

Фирма “R.Bosh’ выпускает для CR грузовиков рядный двухсекционный ТНВД. В его конструкции угадывается использование обычных для современных насосов вставных секций с роликовым толкателем. По-прежнему ТНВД скомпонован с подкачивающим насосом, а изменение производительности насоса обеспечивается золотниковой частью при развороте плунжеров. Перспективность последнего решения не очевидна. В целом ТНВД более технологичен, надежен, но имеет большие габариты, вес, сложность, а при соизмеримых объемах производства, видимо, и стоимость.


2 Технологическая часть

2.1 Топливные системы дизелей

Эффективность использования транспортных средств и сельскохозяйственных машин в значительной степени определяется характеристиками установленных на них ДВС. В последние годы все большее распространение на транспорте получают дизельные двигатели. Такими двигателями оснащается подавляющее большинство грузовых автомобилей, автобусов и сельскохозяйственная техника. Расширяется применение дизелей и на легковых автомобилях.

Дизели, работающие с повышенными степенью сжатия и коэффициентом избытка воздуха, больше чем другие двигатели, отвечают современным тенденциям развития транспортного двигателестроения - улучшению экономических и экологических показателей транспортных установок. Но реализация этого принципиального преимущества невозможна без обеспечения оптимальных характеристик и параметров процесса топливоподачи, которые целесообразно изменять в соответствии с режимом работы двигателя и условиями его эксплуатации. Поэтому топливную аппаратуру оснащают отдельными устройствами или целыми системами управления топливоподачей, позволяющими осуществлять целенаправленное изменение указанных характеристик и параметров, тем самым обеспечивая требуемый характер протекания процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания на каждом эксплуатационном режиме работы дизеля.

Таким образом, система топливоподачи, оснащенная соответствующими устройствами управления, является одной из основных систем двигателя. Конструктивные особенности этой системы и ее параметры предопределяют такие важнейшие показатели работы дизеля, как максимальные мощность и крутящий момент, топливная экономичность и токсичность отработавших газов, динамические и пусковые качества, показатели динамики процесса сгорания и теплонапряженность деталей двигателя.

В 1996 - 1998 гг. ведущие автомобилестроительные фирмы освоили новое поколение дизелей, все они оснащены топливными системами с давлениями впрыскивания до 135...200 МПа и имеют электронное управление. Оно позволяет более полно оптимизировать рабочий процесс на всех характерных режимах работы и за счет этого добиться снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами, шумности, расхода топлива, улучшения пусковых свойств, динамичности транспортного средства и др [4].

На ближайшую перспективу дизели рассматриваются как самые экономичные двигатели. По конструкции дизель мало отличается от обычного бензинового мотора - коленчатый вал, шатуны, клапаны. Но степень сжатия у дизеля в два с лишним раза выше, поэтому детали усилены. Главное отличие дизеля - в способе формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового двигателя смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой от свечи зажигания. У дизеля, напротив, в цилиндры поступает чистый воздух. В конце фазы сжатия, когда он нагревается до температуры самовоспламенения топлива (700 - 800°С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением. Для создания такого давления применяются топливные насосы высокого давления (ТНВД). Свечи накаливания предназначены для разогрева воздуха в камере сгорания, чтобы облегчить пуск. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать дешевое топливо и работать на бедных смесях, что и делает дизельный двигатель столь экономичным. Управление осуществляется не дроссельной заслонкой, а изменением подачи топлива. Дизель из-за особенностей своего рабочего процесса имеет большой крутящий момент в широком диапазоне частот вращения, что особенно важно при работе в тяжелых дорожных условиях. Экологические выбросы у дизелей меньше чем у бензиновых моторов, поскольку они работают на бедных смесях.       Главными недостатками дизеля является повышенный шум и вибрация. Они обусловлены высокой степенью сжатия и быстрым нарастанием давления в цилиндре при самовоспламенении смеси. Применение многоклапанных головок, развитие систем топливоподачи, в том числе электронного управления впрыском топлива, постепенно решают проблему трудного запуска в холодное время . Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания.

В дизелях с неразделенной камерой - их также называют дизелями с непосредственным впрыском (Direct Injection), топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. В последние годы благодаря применению ТНВД с электронным управлением и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой на частотах вращения до 4500 об/мин, улучшить на 15-20% его экономичность, существенно снизив шум и вибрацию. В дизелях с разделенной камерой подача топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. В наиболее распространенных вихрекамерных дизелях такая камера (она называется вихревой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемых топлива и воздуха и самовоспламенению смеси. Именно такая схема первоначально позволила без больших трудностей добиться высокой частоты вращения, необходимой для двигателей легковых автомобилей. Поэтому вихрекамерные дизели пока составляют большинство (около 90%) среди устанавливаемых на легковые автомобили.

Другой тип дизеля - предкамерный, имеет специальную вставную форкамеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, Их сечение подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью. Это определяет целый ряд преимуществ предкамерного дизеля. Среди них большой ресурс, низкий шум, более полное сгорание топлива и низкая токсичность выхлопных газов, а также малое изменение крутящего момента по частоте вращения. Характерная деталь в конструкции дизелей - это поршень. Он существенно усилен по сравнению с бензиновым двигателем, его стенки значительно толще, поршневой палец имеет увеличенный диаметр, а поршневые кольца - высоту, Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Различия других узлов и деталей не столь существенны и обусловлены требованиями надежности, компоновочными соображениями и традициями фирмы. Правда, следует заметить, что наиболее надежны в эксплуатации те двигатели, у которых привод газораспределительного механизма и ТНВД осуществляется цепью или шестернями. Ремень несмотря на определенные достоинства, снижает надежность дизеля, так как при его обрыве двигатель, как правило, выходит из строя. Как и на бензиновых двигателях, для повышения мощности дизелей успешно применяется наддув. В отличие от бензиновых двигателей у дизеля турбонадув работает во всем диапазоне частот вращения - ведь благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов здесь в 1,5 - 2 раза выше. Особенно высокое форсирование достигается промежуточным охлаждением воздуха, сжатого в компрессоре, перед его поступлением в двигатель. Для этого используют радиаторы-интеркулеры. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки [5].

Топливные системы (ТС) дизелей принято делить на ТС непосредственного действия и аккумуляторные. В ТС непосредственного действия топливо подается от плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) через топливопровод к форсунке. В аккумуляторных ТС плунжер ТНВД подает топливо в аккумулятор (большой или малой емкости), а из аккумулятора в распылитель форсунки. ТС можно также определить как разделенные (насос – топливопровод - форсунка) и неразделенные (насос - форсунка). В автотракторных дизелях в основном используются разделенные топливные системы непосредственного действия.

ТНВД делят на многоплунжерные, в которых на каждый цилиндр приходится один плунжер, и распределительного типа, в которых один или два плунжера обслуживают все цилиндры, для чего увеличивается цикличность работы плунжеров и вводится распределитель топлива.

По способу распределения топлива по цилиндрам распределительные насосы делятся на плунжерные (чаще одноплунжерные) и роторные. В плунжерных распределительных насосах топливо по цилиндрам распределяет плунжер (плунжер-распределитель), в роторных - ротор (распределительный золотник). В плунжерных распределительных насосах плунжер не только совершает поступательное движение, нагнетая топливо, но и вращается, распределяя топливо по цилиндрам. В роторных распределительных насосах топливо нагнетают плунжеры, встроенные в ротор, а вращающийся ротор распределяет топливо по цилиндрам.

По методу дозирования (управления цикловой подачей топлива) распределительные ТНВД делятся на насосы с регулированием цикловой подачи отсечкой, дросселированием на всасывании, изменением хода плунжера и клапанным регулированием.

Можно также разделить распределительные насосы по схеме привода плунжера: с внешним кулачковым профилем, с торцовым кулачковым профилем и с внутренним кулачковым профилем. Первые две схемы используют в плунжерных насосах, последнюю схему - в роторных.

В соответствии с описанной классификацией распределительные насосы VE относятся к плунжерным ТНВД с дозированием отсечкой подачи. В насосах VE используется торцовый кулачковый привод плунжера .

Фирма Bosch (R. Bosch) выпускает плунжерные распределительные насосы с начала 1960-х гг. Первый серийный насос (ЕРЛ/М) имел дозирование дросселированием на всасывании, в последующих моделях дозирование осуществлялось отсечкой. ТНВД ЕРЛ/М, как и все последующие модели плунжерных распределительных насосов (ЕРЛ/А, ЕРЛ/Н, ЕРЛ/Е) имеют торцовый кулачковый привод плунжера. С 1976 г. фирма Bosch приступила к массовому производству модели VE (ЕРЛ/Е). В настоящее время разработаны и производятся ТНВД VE с электронным управлением. Насосами VE, выпускаемыми как непосредственно фирмой Bosch, так и по лицензии японскими фирмами Zexel (Diesel Kiki) и Nippon Denso, оснащаются в настоящее время большинство дизелей импортных легковых автомобилей и микроавтобусов, эксплуатирующихся в РФ.

Основными общими преимуществами насосов распределительного типа по сравнению с многоплунжерными ТНВД являются существенно меньшие масса и габаритные размеры (в 1,5 - 2 раза), а также меньшее число деталей (прежде всего прецизионных). Не меньшее значение имеет сравнительно небольшое перестановочное усилие органа, управляющего цикловой подачей топлива, будь то дозатор (например, в насосах НД и VE) или дозирующий золотник, обеспечивающий дозирование в насосах с дросселированием на всасывании. Меньшее перестановочное усилие позволяет упростить конструкции как регулятора частоты вращения, так и различных корректирующих устройств и разместить регулятор с дополнительными устройствами в корпусе ТНВД.

Отдельно следует отметить, что в большинстве топливных насосов распределительного типа (VE, роторные ТНВД) смазка производится топливом, заполняющим корпус ТНВД, Вследствие этого отпадает необходимость подвода к ТНВД масла под давлением из системы смазки дизеля и исключается попадание топлива в масло дизеля. Важно, что в таких конструкциях ТНВД конструктивно просто реализуется автомат опережения впрыскивания топлива. В то же время смазка топливом предъявляет повышенные требования к топливу и к системе фильтрации.

В насосах распределительного типа один или два плунжера обслуживают все цилиндры, что позволяет обеспечить большую стабильность в эксплуатации равномерности подачи топлива по цилиндрам. Отсутствие возможности регулировки равномерности подачи топлива по цилиндрам предъявляет более жесткие требования к технологии изготовления узлов ТНВД, топливопроводов и форсунок.

Топливные насосы распределительного типа уступают многоплунжерным по долговечности прецизионных деталей и нагруженности сочленения ролик толкателя - кулачковый профиль. Это особенно сказывается в дизелях с большими рабочими объемами цилиндров и повышенными требованиями к давлениям впрыскивания топлива. Насосы распределительного типа находят преимущественное распространение на легковых автомобилях, легких грузовиках и микроавтобусах (85%). В тракторных двигателях применяемость насосов распределительного типа также высока и составляет примерно 60%.

Повышенные требования к топливной экономичности и экологическим показателям приводят к постепенному переходу дизелей, в которых используются насосы распределительного типа, от разделенных камер сгорания к неразделенным. В этих случаях требуются более высокие давления впрыскивания топлива. С точки зрения нагруженности привода плунжера ТНВД с торцовым кулачковым приводом плунжера (например, VE) и с внутренним кулачковым приводом плунжеров (роторные ТНВД) имеют преимущества, так как в этих ТНВД отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на подшипниковые узлы приводного вала. Однако в торцовом кулачковом приводе плунжера линейные скорости профиля меняются пропорционально радиусу кулачковой шайбы, что приводит к проскальзыванию ролика относительно кулачка. Для уменьшения проскальзывания требуется использовать сложные в изготовлении конические ролики. Этого недостатка лишен привод плунжера с внутренним кулачковым профилем, применяющийся в роторных распределительных насосах. Кроме того роторный принцип устройства ТНВД позволяет встраивать в ротор оппозитно расположенные пары плунжеров с малыми диаметрами и малыми рабочими ходами плунжеров, что также позволяет обеспечить требуемые давления впрыскивания топлива при высокой долговечности ТНВД [6].

2.2 Смесеобразование

В дизелях смесеобразование происходит внутри цилиндра. Существуют также двигатели с комбинированным смесеобразованием ,например газодизели, в которых основная часть топлива ,обычно газ подается через впускную систему ,а небольшая порция дизельного топлива впрыскивается в цилиндр и обеспечивает воспламенение.

Процессы смесеобразования в дизелях включают в себя распыливание топлива и развитие топливного факела, прогрев ,испарение , перегрев топливных паров и смещение их с воздухом.

Смесеобразование начинается практически в момент начала впрыскивания топлива и заканчивается одновременно с концом его сгорания. Развитие и совершенство смесеобразования определяется характеристиками впрыскивания и распыления, скоростями движения заряда , формой, размерами и температурами поверхностей камеры сгорания ,взаимным направлением движения топливных струй и заряда. Степень влияния отдельных факторов зависит от камеры сгорания.

2.2.1 Объемное смесеобразование

Если топливо распыливается в объеме камеры сгорания и лишь небольшая часть его попадает в пристеночный слой , то смесеобразование называют объемным .Оно осуществляется в однополостных (неразделенных) камерах сгорания ,имеющих малую глубину и большой диаметр ,характеризуемый безразмерной величиной – отношением диаметра камеры сгорания к диаметру цилиндра. При объемном смесеобразовании прогрев и испарение топлива происходят в основном за счет энтальпии части заряда ,охваченной струями топлива. Скорость испарения зависит от упругости паров топлива ,а последняя помимо свойств топлива определяется температурным режимом испарения ,поэтому большое значение имеет распределение топлива в объеме сжатого газа.

Важное значение имеет поверхность топливных струй, через которую проходит диффузия паров топлива в окружающий воздух. Величина проходного сечения распыливающих  отверстий определяется типом и размерами дизеля ,условиями перед впускными органами. При большом количестве распыливающих отверстий их диаметр должен быть небольшим. Изготовить точно отверстия диаметра трудно. Сложна также эксплуатация дизеля с распылителями ,имеющие малый диаметр сопловых отверстий. Кроме того, интенсивнее происходит уменьшение проходного сечения распыливающих отверстий из-за отложения на их поверхности кокса, поэтому целесообразно применение меньшего, чем 18 , количества отверстий. При этом для полного сгорания топлива воздух приводится во вращательное движение тем более интенсивно, чем меньше количество распыливающих отверстий.

Достигают этого применением винтового или тангенциального впускного каналов , а также экранированием впускного клапана или его седла. Если ось потока воздуха , поступающего в цилиндр ,не пересекает оси цилиндра ,то создается вращательное движение всего заряда.

Для четырехтактных дизелей наиболее эффективно  использование винтовых каналов. Определенные трудности при этом связаны с обеспечением идентичности формы и расположения винтовых каналов в процессе производства. При эксплуатации следует принимать меры к предупреждению накопления заметных отложений на стенках каналов.

Рассеивание струй топлива вращающимся зарядом заметно влияет на объем и поверхность факела и динамику их изменения во времени. Так как теплообмен между зарядом  и топливом происходит преимущественно в объеме факела ,то тем самым ускоряются прогрев и испарение топлива. Еще до начала интенсивного тепловыделения капли топлива должны проникнуть на периферию камеры сгорания ,где сосредоточена наибольшая часть воздуха. Обеспечить это трудно из-за малого времени ,отводимого для струй ,и малого диаметра распыливающих отверстий. Поэтому в дизелях с объемным смесеобразованием и частотой вращения до 3000 об/мин наилучшие показатели обеспечиваются при величине давления впрыскивания ,доходящей до 150-200 Мпа. Такое давление легко получить применением насосов-форсунок. Их использование связано с усложнением конструкции и эксплуатации дизеля  (в частности ,трудно обеспечить равномерную подачу топлива по отдельным цилиндрам ). При разделенных системах топливоподачи предельно достижимые и допустимые значения давления впрыскивания обычно не превышают 80…100 Мпа. Ограничения здесь обусловлены усилиями, действующими  на детали топливной аппаратуры, и искажающим влияние объемов топлива в системе на характеристику впрыскивания, а также появлением крайне нежелательных подвпрыскиваний топлива , связанных с колебательными процессами в топливопроводах высокого давления.

2.2.2 Пристеночное смесеобразование

В ряде конструкций камер сгорания почти все топливо направляется в пристеночную зону ,т.е. имеет место пристеночное смесеобразование. При таком смесеобразовании камера сгорания может быть расположена соосно с цилиндром, а форсунка смещена к ее периферии. Одна или две струи топлива направляются либо под острым углом  на стенку камеры сгорания ,имеющей сферическую форму, либо вблизи и вдоль стенки камеры сгорания. В обоих случаях заряд приводится в достаточно интенсивное вращательное движение способствующее распространению топливных капель вдоль стенки камеры сгорания.

При впрыскивании топлива из-за затрат теплоты на его испарение существенно снижается температура заряда. Это затрудняет воспламенение топлива в следствии уменьшения скорости химических реакций, предшествующих возникновению пламени. В случае использования легких топлив , имеющих высокую температуру воспламенения и не редко большую теплоту парообразования ,снижение температуры в объеме факела может привести к увеличению периода задержки воспламенения в результате чего окажется больше продолжительности впрыска топлива и тогда почти вся порция будет участвовать в быстром сгорании. При этом скорости нарастания и максимальные значения давления в цилиндре будут недопустимо высоки. Возможны случаи ,когда воспламенение становится нерегулярным или вовсе прекращается.

При пристеночном способе смесеобразования требуется менее тонкое распыление топлива. Максимальные величины давления впрыскивания не превышают 40…45 Мпа. Используют одно-два рапыливающих отверстия большого диаметра.

Недостаток камеры с пристеночным смесеобразованием –большая высота головки поршня из-за значительной глубины камеры сгорания, высокая тепловая напряженность головки цилиндра, поршня и особенно горловины камер сгорания.

2.2.3 Комбинация объемного и пристеночного смесеобразования

Такое смесеобразование получается при меньших диаметрах камеры сгорания ,когда часть топлива достигает её стенки и концентрируется в пристеночном слое. Часть этого топлива непосредственно соприкасается со стенкой камеры сгорания. Другая часть капель топлива располагается в пограничном слое заряда. Попадание топлива в пристеночный слой существенно изменяет скорость смесеобразования до начала сгорания до низких температур и малой турбулентности заряда в этой зоне , уменьшения скорости испарения топлива и смещения его паров с воздухом. В результате снижается и скорость тепловыделения в начале сгорания. После появления пламени скорости испарения и смешения резко возрастают. Поэтому подача части топлива в пристеночную зону не затягивает завершения сгорания , если температура стенки в местах попадания на нее струй находится в пределах 200…300 С.

Нередко для рассматриваемых камер сгорания форсунки располагают наклонно и выносят из-под крышки головки цилиндра. При этом облегчается установка и снятие форсунки при эксплуатации. При наклоном расположении форсунки углы поворота струй топлива при входе в отверстия неодинаковы, поэтому отличается и подача топлива через них.

Важное значение в рассматриваемых камерах сгорания приобретают радиальные составляющие скорости перетекания заряда из объема над вытеснением в камеру сгорания, преобразующиеся в осевые , т.е . направленные вдоль оси цилиндра. Перетекающий заряд захватывает пары ,мелкие капли, продукты сгорания и переносит их в глубь камеры сгорания. На такте расширения во время обратного перетекания заряда из камеры часть несгоревшего топлива переносится в пространство над вытеснителем, где имеется еще не использованный для сгорания воздух. Последний не полностью участвует в процессе окисления. Поэтому стремятся уменьшить до минимума объем заряда, находящегося в пространстве между поршнем головкой цилиндра, доводя высоту его до 0,9…1 мм. При этом важной оказывается стабилизация зазора при изготовлении и ремонте дизеля. Положительные результаты обеспечивает минимизация зазора между головкой поршня и гильзой и уменьшение расстояния от днища поршня до первого компрессионного кольца.

2.2.4 Смесеобразование в разделенных камерах сгорания 

Разделенные камеры сгорания состоят из вспомогательной и основной полостей, соединенных горловиной. В настоящее время применяют в основном вихревые камеры сгорания и предкамеры. Наименование вспомогательной камеры здесь распространено на всю камеру сгорания. Принципиально различен для рассматриваемых камер сгорания характер движения заряда в дополнительной камере. В случае вихревой камеры сгорания ось соединительной горловины направлена по касательной к внутренней поверхности сферической или цилиндрической вихревой камеры сгорания. Поэтому в них создается направленное вихревое движение заряда.

2.2.5 Смесеобразование при наддуве

При наддуве цикловая подача топлива должна быть увеличена. Увеличение давления впрыскивания обеспечивает более мелкое и однородное распыливание топлива, что может способствовать повышению качества смесеобразования. При впрыскивании в более плотную среду увеличивается угол рассеивания топливных струй.

В случае газотурбинного наддува плотность заряда в цилиндре увеличивается с ростом частоты вращения и нагрузки, а продолжительность периода задержки воспламенения по времени сокращается. Чтобы обеспечить требуемое проникновение топливных струй за период задержки воспламенения, топливоподающая аппаратура должна обеспечить более резкое увеличение значение давлений впрыскивания с увеличением частоты вращения и нагрузки ,чем на дизеле без наддува.

При высоких степенях форсирования форсирования наддувом может оказаться необходимым применение насос-форсунок и топливных систем аккумуляторного типа [7].

2.3 Требования к топливным системам

Функции топливных систем состоят, в основном, в следующем: хранение запаса топлива, его подготовка (очистка от воды и механических примесей, подогрев или охлаждение); дозирование топлива в соответствии с режимом работы двигателя и подача цикловой порции топлива в цилиндры в соответствии с порядком их работы; подача топлива в цилиндр на определенном участке рабочего цикла по заданному закону; распределение топлива по камере сгорания в соответствии с принятым способом смесеобразования.

Требования к топливным системам, конкретизирующие и дополняющие перечисленные функции, формируются из необходимости обеспечения экологических норм, планируемых технико-экономических показателей дизелей, характера протекания рабочих процессов, достигнутого уровня показателей различных топливных систем, обеспечения необходимых условий эксплуатации [8]. Ниже приведены основные требования, в скобках - некоторые комментарии или примеры, поясняющие значение сказанного:

  •  минимальные стоимость и масса, высокая технологичность (в структуре стоимости автомобильного дизеля ТПА составляет от 25 до 40%);
  •  стабильность показателей подачи топлива в течение срока эксплуатации (регулировка и обслуживание автомобильной форсунки должна производиться не чаще, чем через 1000 ч., ТНВД-3000 ч.);
  •  удобство обслуживания, ремонта, регулирования (например, неудобная конструкция, требующая для выемки форсунки снятия крышки газораспределения или люка);
  •  обеспечение максимального ресурса в пределах ресурса двигателя (ресурс ТПА высокооборотных дизелей 4...10 тыс. ч., малооборотных 10...26 тыс. ч.);
  •  обеспечение заданного давления и характеристики впрыскивания, их управление в соответствии с режимами работы;
  •  управление цикловой подачей и УОВТ в зависимости от частоты, нагрузки дизеля, давления наддува, параметров окружающей среды, теплового состояния двигателя и др. (точность выдерживания УОВТ составляет ±0,5°.);
  •  недопустимость  подвпрыскивания и подтекания;
  •  минимальная неравномерность подачи топлива по цилиндрам (на номинальном режиме менее 3 - 4% и по циклам до 1%) или, напротив, управляемая неравномерная подача индивидуально по каждому цилиндру;
  •  минимальный собственный уровень шума (менее 80 дБ на расстоянии 1 м) и уменьшение уровня шума двигателя;
  •  обеспечение устойчивых минимальных подач на режимах малых нагрузок, холостого хода, при многофазном впрыскивании;
  •  возможность прокачки системы для удаления воздушных пробок.

Дополнительные требования к ТПА дизелей:

  •  формирование скоростной характеристики ТПА (корректорами, оптимизацией ТПА, электронным регулированием);
  •  обеспечение необходимых динамических качеств двигателя на переходных режимах работы; ускорение переходных процессов в самой ТПА (управление остаточным давлением, создание ТПА с остаточным давлением, не зависящим от режимов);
  •  виброустойчивость и герметичность для предупреждения потерь топлива и попадания в топливо пыли, воды и воздуха;
  •  работоспособность в широком интервале температур воздуха.

Этот перечень может расширяться как применительно ко всей ТПА, так и частными требованиями к отдельным ее элементам.

2.4 Классификация топливных систем

Дизели характеризуются высоким уровнем топливной экономичности. Начиная с первого серийного выпуска ТНВД, организованного фирмой Bosch в 1922 году, развитие топливных систем дизелей неуклонно продолжалось.

Дизели имеют широкую область применения в различных вариантах исполнения, например:

  •  в качестве привода передвижных дизель-генераторных установок цилиндровой мощностью до 10 кВт/цилиндр;
  •  быстроходные двигатели легковых и коммерческих автомобилей цилиндровой мощностью до 50 кВт/цилиндр;
  •  двигатели строительных, сельскохозяйственных машин и машин лесозаготовительной промышленности цилиндровой мощностью до 50 кВт/цилиндр;
  •  двигатели тяжелых грузовиков, автобусов и тракторов цилиндровой мощностью до 80 кВт/цилиндр.
  •  стационарные двигатели, используемые, например, в составе резервных дизель-генераторных установок, цилиндровой мощностью до 160 кВт/цилиндр;
  •  тепловозные и судовые двигатели цилиндровой мощностью до 1000 кВт/цилиндр.

Все более ужесточающиеся нормы выброса вредных веществ, ограничения по шумности двигателей и необходимость повышения топливной экономичности предъявляют повышенные требования к топливным системам дизелей. В зависимости от особенностей процесса сгорания в цилиндрах дизелей (предкамерные дизели или с непосредственным впрыском топлива), для того чтобы обеспечить нужное образование топливовоздушной смеси, топливная система должна обеспечивать возможность впрыска топлива в цилиндры под давлением в диапазоне 350 - 1700 бар при обеспечении точного дозирования топливоподачи. При этом должно быть предусмотрено регулирование дизеля в зависимости от нагрузки и частоты вращения без дросселирования расхода воздуха. Устойчивая работа дизеля на режимах холостого хода должна обеспечиваться системой автоматического регулирования с обратной связью.

Большинство серийных дизелей коммерческих автомобилей, тепловозы и суда  имеющие систему автоматического регулирования с механическими регуляторами частоты вращения с центробежными грузами. С другой стороны, быстроходные дизели легковых автомобилей требуют установки топливной системы, имеющей небольшую массу, минимальный занимаемый объем и максимально возможную точность регулирования. В двигателях современных легковых автомобилей и некоторых коммерческих автомобилей механические регуляторы все больше вытесняются системами электронного управления (EDC) [9].

В ряду последних разработок находятся, главным образом, перечисленные ниже системы впрыска топлива высокого давления, которые используются в автомобильных дизелях.

Классификацию ТПА ведут обычно на основе конструктивных отличий, обусловленных способами подачи и распыливания топлива. Существенность тех или иных требований, предъявляемых к топливным системам, предопределила многообразие их конструкций.

2.4.1 Рядные ТНВД

Все рядные многоплунжерные ТНВД имеют отдельную плунжерную пару для каждого цилиндра. Она включает в себя втулку и плунжер, который при активном ходе, то есть для подачи топлива, перемещается под воздействием кулачкового вала ТНВД с приводом от коленчатого вала двигателя, а возвращается под действием возвратной пружины.

Плунжерные пары располагаются в ряд и ход каждого плунжера не регулируется. Для изменения величины подачи на плунжере выполнена отсечная кромка спиральной формы. При перемещении рейки ТНВД плунжеры поворачиваются, изменяя взаимное положение отсечной кромки и перепускного (отсечного) отверстия, в результате чего изменяется активный ход плунжера и, соответственно, цикловая подача. Между нагнетательной полостью ТНВД и линией высокого давления (ЛВД) к форсунке в штуцере ТНВД устанавливается нагнетательный клапан, конструкция которого определяется требуемыми характеристиками топливной системы. Нагнетательный клапан обеспечивает быстрое и точное прекращение процесса впрыска и предотвращение подвпрыска.

В ТНВД типа РЕ начало подачи определяется входным отверстием, которое закрыто верхней кромкой плунжера. Величина подачи определяется перепускным отверстием, которое открывается спиральной отсечной кромкой, выполненной в плунжере фрезерованием. Положение рейки ТНВД определяется механическим регулятором (с центробежными грузами) или регулятором с электромагнитным клапаном (EDC).

В ТНВД с дозирующей муфтой регулирование цикловой подачи отличается от обычных наличием дозирующей муфты, которая может перемещаться вверх/вниз вдоль плунжера. Положение дозирующей муфты, определяющей активный ход плунжера, то есть момент открытия перепускного отверстия, регулируется валом привода.

Положение дозирующей муфты является функцией различных переменных. По сравнению с рядными ТНВД РЕ, вариант с дозирующий муфтой позволяет получить дополнительную степень свободы.

2.4.2 ТНВД распределительного типа

ТНВД распределительного типа могут иметь механический регулятор частоты вращения или электронную систему управления со встроенным автоматом опережения впрыска. ТНВД распределительного типа имеют только одну плунжерную пару для всех цилиндров двигателя.

В ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера топливо в корпус ТНВД подается лопастным топливным насосом низкого давления. Высокое давление и распределение топлива по цилиндрам обеспечиваются центральным плунжером. За один оборот вала привода плунжер совершает число рабочих ходов, равное числу цилиндров двигателя. Поступательно-вращательное движение передается плунжеру торцевыми кулачками на кулачковой шайбе, которые набегают на ролики, закрепленные на роликовом кольце при вращении вала привода.

Активный ход плунжера и, соответственно, количество подаваемого топлива в серийных ТНВД VE с механическими регуляторами частоты вращения осуществляется дозирующей муфтой, как и в ТНВД с электромагнитным приводом дозирующей муфты. Начало подачи топлива регулируется автоматом опережения впрыска путем соответствующего поворота кольца с роликами. В ТНВД с электронным управлением величину топливоподачи вместо дозирующей муфты регулирует клапан с быстродействующим электромагнитным приводом. Управляющие сигналы с обратной связью и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ (ЭБУ двигателя и ЭБУ ТНВД). Быстродействие контролируется соответствующими электронными устройствами.

В роторных ТНВД топливо в корпус насоса подается лопастным топливным насосом низкого давления. Насос высокого давления с кулачковым кольцом и двумя или четырьмя радиально расположенными плунжерами обеспечивает формирование высокого давления и распределение по форсункам топлива, количество которого измеряется электромагнитным клапаном высокого давления. Автомат опережения впрыска регулирует начало подачи, поворачивая кулачковое кольцо в нужном направлении. Как и в ТНВД с аксиальным плунжером и с электромагнитным управлением дозирующего клапана, все сигналы с обратной и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ, при этом быстродействие также контролируется соответствующими электронными устройствами [10].

2.4.3 Одноплунжерные ТНВД

Одноплунжерные ТНВД PF используются в малоразмерных двигателях, тепловозных дизелях, двигателях морских судов и в строительном машиностроении. Хотя эти насосы не имеют кулачкового вала, принцип работы таких насосов соответствует рядным ТНВД РЕ. В крупноразмерных двигателях механический регулятор с гидравлическим сервомотором или электронный контроллер закрепляются непосредственно на блоке цилиндров двигателя. Регулирование величины подачи осуществляется перемещением рейки по сигналу регулятора частоты вращения (или контроллера).

Кулачки привода одноплунжерных ТНВД PF располагаются на распределительном валу двигателя. Это означает, что регулирование угла опережения впрыска не может быть выполнено поворотом распределительного вала. Угол опережения впрыска в несколько градусов регулируется посредством промежуточного элемента, включающего в себя, например, коромысло между распределительным валом и роликовым толкателем. Одноплунжерные ТНВД удобно также использовать при работе на тяжелом топливе с высокой вязкостью.

Насос-форсунки (UIS), объединяющие в одном блоке ТНВД и форсунку, устанавливаются в головке блока цилиндров, отдельно для каждого цилиндра, и приводятся в действие или непосредственно кулачком, или от распределительного вала через толкатель клапана.

По сравнению с рядными насосами и ТНВД распределительного типа из-за отсутствия трубопроводов линии высокого давления (ЛВД) насос-форсунки позволяют получить значительно более высокое давление впрыска (до 2050 бар). Столь высокие значения давления впрыска вместе с электронной системой управления, включающей в себя заложенные в память компьютера программируемые матрицы характеристик, в том числе данные по продолжительности процесса впрыска (величины цикловой подачи) означает возможность значительного снижения эмиссии вредных веществ с ОГ при улучшении формы кривой характеристики подачи топлива.

Использование электронного управления позволяет включить дополнительные функции и увеличить число достоинств насос-форсунок.

Принцип работы топливной системы с индивидуальным ТНВД (UPS) аналогичен работе насос-форсунок. Это подобная топливная система, обеспечивающая высокое давление впрыска. Подобно насос-форсункам, индивидуальные ТНВД устанавливаются на каждый цилиндр двигателя, а соединение с форсункой осуществляется короткой трубкой высокого давления, точно подобранной к элементам этой топливной системы. Привод индивидуальных ТНВД осуществляется от распределительного вала двигателя.

Управление продолжительностью и началом процесса впрыска в топливной системе с индивидуальными ТНВД осуществляется системой электронного управления. Использование в электронной системе управления быстродействующих электромагнитных клапанов с триггерными схемами позволяет устанавливать оптимальную характеристику впрыска.

2.4.4 Аккумуляторные топливные системы Common Rail (CR)

В аккумуляторной топливной системе Common Rail топливный насос высокого давления подает горючее в общий трубопровод — топливную рампу, которая играет роль ресивера. В этом промежуточном звене помещается постоянный объем топлива, которая находится не под пульсирующим давлением, а под постоянным — около 1300 атмосфер. Давление впрыска создается независимо от частоты вращения двигателя и количества впрыскиваемого топлива, оно сохраняется в топливном аккумуляторе, и система, таким образом, всегда готова к совершению процесса впрыска. Такое сочетание форсунки и постоянно готового к действию аккумулятора также позволяет устанавливать оптимальную характеристику впрыска. Что же касается форсунок, то они открываются теперь не от повышения давления в трубопроводе, а от сигнала, подаваемого на соленоид форсунки. Датчики сообщают компьютеру, управляющему работой форсунок, информацию о положении педали акселератора, давлении в рампе, температурном режиме двигателя, его нагрузке и т.д. На ее основе компьютер назначает нужное для работы мотора количество топлива и момент его подачи. Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями, чего раньше сделать было невозможно. Сначала поступает крохотная доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный объем. Для дизеля это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно. Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно. В результате расход топлива двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора [11].

2.5 Эксплуатация топливной аппаратуры

Автомобиль, оснащённый дизелем, по сравнению с бензиновым аналогом той же мощности имеет лучшие тяговые качества, обеспечивая более быстрый разгон, начиная с самых малых частот вращения. Необходимость реже переключать передачи делает автомобиль более приспособленным к движению с малыми скоростями, например, на тяжёлых дорогах. Дизель имеет лучшую топливную экономичность и ресурс. Тем не менее, среди импортируемых в Россию новых и подержанных автомобилей все же преобладают бензиновые. Это объясняется, в основном, боязнью эксплуатации техники, по обслуживанию и ремонту которой имеется меньший опыт. Как доказывает практика, при соблюдении ряда несложных, но обязательных правил, дополнительных трудностей автовладелец иметь не будет.

2.5.1 Фильтрация топлива

Опасность попадания абразива заключается в износе и в заедании прецизионных движущихся элементах. Неприятные последствия усугубляются деформацией элементов при впрыске, увеличении зазора, в который может попасть абразив. При снижении давления частица в зазоре защемляется. Опасность попадания воды заключается в возможности её замерзания, а, главное, при попадании в зазор 0,75÷3 мкм в прецизионных парах - в опасности быстрой коррозии и потери подвижности плунжера, клапана, иглы.

Однако реально в отечественных топливах много воды и примесей. Решающим обстоятельством в качестве топлива является его кондиционность и чистота резервуаров, в которых оно транспортировалось и хранилось. Современные ФТО обеспечивают полноту фильтрации до 20÷55% по механическим примесям, до 85% по воде и тонкость отсева 30÷100 мкм. У ФТО полнота отсева более 99,4%, начальная тонкость отсева - от 1,8 до 3(5) мкм. По мере засорения ФТО тонкость отсева снижается, но фильтр становится все менее пригодным по сопротивлению.

Слив отстоя из фильтров производится путём ослабления верхнего штуцера и отворачивания нижней пробки со сливом в специальную ёмкость. Собранное топливо выливается в специальную канистру - технология должна быть безотходной. После этого желательно удалить воздух, прокачав линию низкого давления (ЛНД) с помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН), особенно если слито много отстоя и имеются проблемы с пуском.

Если такая необходимость существует, то заменить импортный ФТО на отечественный вполне возможно - по фильтрующей способности они не хуже (15 лет назад даже ставилась задача довести тонкость отсева до 1 мкм, но это оказалось нецелесообразным). Проблема заключается в размещении фильтроэлемента в штатном корпусе. Замена же с корпусом порой затруднительна по компоновочным условиям (отечественные ФТО крупнее). Также придётся забыть об электроподогреве фильтра (кроме ФТО от дизельного ВАЗ-21045, оснащённого им).

Надёжный способ сохранения работоспособности ТПА - не заправляться на бензоколонках, по крайней мере, сомнительных. Лучше всего об этом свидетельствует опыт дальних путешествий по различным территориям. Ни один фильтр не может обеспечить такой идеальной фильтрации от механических примесей и воды, как простое отстаивание (седиментация). Если качество топлива нестабильное, то надёжнее заправляться только из канистр, отстоявшихся не менее 2-3 дней (при 15÷20). Со снижением температуры срок отстаивания увеличивается до 2 недель. При заправке топливного бака не сливают последние 3÷5 л, а выливают их в специальную канистру и опять отстаивают. Потерь топлива практически нет. Согласно отечественным и зарубежным стандартам видимого содержания воды и механических примесей не допускается (таблица 2.3).

Таблица 2.3 - Показатели дизельных топлив (выдержки из ГОСТ 305 - 82)

Показатель

Дизельное

Керосин (Т1, Т2)

Л

летнее

3

зимнее

А арктическое

Минимальная температура воздуха, при которой допускается эксплуатация, °С

0

-20÷(-30)

-50

-

Кинематическая вязкость при 20,

3÷6

1,8÷5

1,5÷4

1,1÷1,5

Температура помутнения,  для климатической зоны

умеренной

-5

-25

-

-60

холодной

-

-35

-

Температура застывания,  для климатической зоны

умеренной

- 10

-35

-

Не нормируются

холодной

-

-45

-55

Массовое содержание механических примесей

отсутствует

Массовое содержание воды

отсутствует

2.5.2 Зимняя эксплуатация

2.5.2.1 Специфические проблемы дизельной ТПА

При снижении частоты резко снижается давление впрыска, крупные капли топлива не в состоянии испариться при низких температурах. По этой причине, а также с учётом того, что значительное количество топлива “ложится” пленкой на стенки холодной камеры сгорания и что при увеличении цикловой подачи давление впрыска растёт, пусковую цикловую подачу увеличивают до максимально возможной (обычно она вдвое больше номинальной). Невозможность ТПА обеспечить большую подачу (износ ТНВД, дефекты СУ и т.п.) снижает количество испарившегося топлива, и вероятность пуска снижается (пары необходимы ввиду того, что обычные жидкие и твёрдые топлива не горят: в них нет необходимого для этого кислорода).

Другая проблема проще - летнее топливо при  “мутнеет”, так как в нём появляются кристаллы тяжёлых парафинов. При  летнее топливо становится как стеариновая свеча. Нарушение прокачиваемости топлива, особенно через фильтрующий топливный элемент (ФТО), наступает раньше полного его застывания.

В немецких автомобилях, а также в ВАЗ-21045, применяется встроенный электронагреватель ФТО. Отечественные объёмные и массивные фильтры требуют больше дефицитной на морозе электроэнергии, поэтому подогреватели не устанавливаются вовсе. Решение проблемы кажется простым: нужно использовать дизельное зимнее топливо. Но для нефтеперерабатывающих заводов производство зимнего топлива дороже и сложнее, поэтому оно дефицитнее.

В решении проблемы загустевания топлива есть и прямой выход, использовать присадки - депрессоры (антигели). Забивание кристаллами узостей (облитерация) зависит не только от температуры застывания топлива, но также от смачиваемости, шероховатости, сечений, изломов каналов, скоростей течения, реологических свойств топлива, его загрязненности, абсорбции, поверхностного натяжения, вязкости, плотности, наличия электрически заряженных частиц и др. Некоторые из этих факторов могут быть изменены путём добавки очень малых количеств присадок.

Антигели (присадки-депрессоры) известны давно, в оценке их эффективности нет сомнительных рекламных обещаний, но они удорожают эксплуатацию и предполагают минимум грамотности пользователя. С помощью современных антигелей температуру застывания  можно понизить вплоть до , т.е. превратить летнее топливо в зимнее. Так, например, в 2001 г. в продаже через российскую фирму “AGA” (в США – “Hi-Gear”) поступали специализированные присадки Diesel Antigel HG3426, HG3427, Iceberg Super Antigel HG3422. Можно также найти пока ещё поступающие препараты фирмы “K&W” (США): Super Anti-gel KW5528, KW5532, KW6008. Имеется также ряд универсальных присадок, например, чистящие: HG3407, HG3405, HG3425, HG3432; улучшающих воспламенение и полноту сгорания: Big boost: cetane boost and lubricant additive, AVIEX Ultra flame premium grade antigel with lubricity. Присадки-депрессоры выпускают также фирмы “Gunk”, “Liqui Moli”, “Wynn's”, “Petronafta’, “Аспект”. В СССР были разработаны эффективные депрессоры, снижающие температуру кристаллизации на  при концентрации в доли процента, однако они так и не были внедрены на автотранспорте .

При использовании антигелей следует иметь в виду, что заливать их бак уже поздно, когда на морозе топливо застыло. Дело не только в том, что присадка должна смешаться с топливом, причём не только в баке, но во всех элементах топливной системы. Её функционирование достигается только после физико-химических процессов с базовым топливом, а они смогут пройти только в жидком состоянии и даже при . Таким образом, при потере контроля над ситуацией могут помочь тёплый гараж, отогревание бака и системы феном или электронагревательными приборами, заливание в бак подогретого топлива.

2.5.2.2 Удаление воздуха

Так же, как и в гидроприводе тормозов, до удаления последнего пузыря воздуха высокие давления в ЛВД не развиваются, поэтому впрыска не будет. Воздух в ЛНД приводит к дестабилизации или прекращению подачи топлива к плунжерной паре. Поэтому наличие воздуха в ТПА недопустимо. Обязательно удаление воздуха также после длительного перерыва в работе; после разборок или замены элементов ЛНД или ЛВД (фильтры, трубопроводы, форсунки и т.д.); возможно всасывание воздуха из пустого бака.

Практически все узлы ЛНД (фильтры, ТПН) имеют в верхней части пробку или штуцер, отворачивание которых позволяет выпустить воздух. Разумеется, это было бы возможно, если бы бак находился выше этих узлов, как это порой делается на тракторах. На автомобилях, напротив, простое отворачивание пробки, по крайней мере, бесполезно. Поэтому одновременно с этим следует непрерывно работать ручным приводом ТПН до начала вытекания чистого топлива без пузырей воздуха. После этого сначала затягивают пробку (штуцер), затем прекращают работать ТПН. Если он поршневой, то рукоятку привода плотно заворачивают во избежание подсоса воздуха и утечек топлива при работе дизеля. Если ручного привода ТПН нет, остается только вращать ТНВД с встроенным ТПН стартером (открывать стравливающие пробки только при работе стартера!). Порядок работы с узлами ТПА - по ходу движения топлива, начиная с того узла, который является первопричиной. Если ясности нет, то начинают с первого от бака. Для облегчения обслуживания полезно заменить (для постоянной эксплуатации) непрозрачные трубопроводы ЛНД на прозрачные.

Если воздух находится в нагнетательных трубопроводах, например, после демонтажа форсунок, необходимо для ускорения запуска отвернуть на 0,5÷1 оборот накидные гайки у форсунок и вращать коленчатый вал до вытекания чистого топлива.

2.6 Диагностирование топливной аппаратуры дизеля

Правильная работа топливной аппаратуры обеспечивает нормальную работу дизеля, выражающуюся в его надежном запуске, приемистости и экономичности. В отличие от бензинового мотора в дизеле топливо и воздух подаются раздельно. Сначала в цилиндр поступает воздух, который затем сжимается и в конце такта сжатия под огромным давлением впрыскивается распыленное с помощью форсунок топливо.

К сожалению, некачественное горючее чаще всего приводит к необходимости ремонта топливной аппаратуры. Даже незначительное количество воды, в сочетании с высокими давлениями и температурой приводят к необратимым последствиям, при которых ремонт ТНВД (топливного насоса высокого давления) или форсунок становится неизбежным.

Не меньше проблем доставляют микроскопические частицы пыли, имеющиеся в горючем, которые повреждают с микронной точностью подогнанные плунжерные пары в насосе, а поэтому несвоевременная замена топливных фильтров также влечет ремонт ТНВД.

Вода влияет на работу форсунок на распыление топлива в цилиндрах, а также его равномерного распределения по всему объему камеры сгорания.

Эффективная работа форсунок, давление в сопле которых достигает нескольких сотен бар, находится в прямой зависимости от правильности работы топливного насоса, который и обеспечивает это давление. Определить визуально, требуется ли ремонт ТНВД или можно ограничиться лишь заменой распылителей, невозможно. Кроме того, сам ремонт ТНВД всегда завершается выполняемой на специальном стенде регулировкой форсунок.

Особенно сложен ремонт топливной аппаратуры в двигателях, имеющих двухступенчатую систему впрыска топлива и сложную электронную систему управления.

В любом случае, одновременно с ремонтом топливной аппаратуры, в том числе и ремонте ТНВД, ищутся и устраняются причины, вызвавшие такой ремонт. При поиске неисправностей системы питания следует иметь в виду, что их признаки характерны и для неисправностей других систем и механизмов. Например, причиной снижения мощности двигателя может быть нарушение регулировки зазоров в газораспределительном механизме[12].

2.6.1 Основные неисправности

Техническое состояние механизмов и узлов системы питания двигателя существенно, влияет на его мощность и экономичность, а следовательно, и на динамические качества автомобиля [13].

Наиболее распространенными неисправностями системы питания дизельных двигателей являются износ и разрегулировка плунжерной пары и нагнетательных клапанов насоса высокого давления и форсунок, потеря герметичности этих агрегатов. Возможны также износ выходных отверстий форсунки, их за коксование и засорение. Эти неисправности приводят к изменению момента начала подачи топлива, неравномерности работы топливного насоса по углу и количеству подаваемого топлива, ухудшению качества распыливания топлива форсункой.

В результате перечисленных неисправностей повышается расход топлива и увеличивается токсичность отработавших газов.

Диагностическими признаками неисправностей системы питания являются:

  •  затруднение пуска двигателя;
  •  увеличение расхода топлива под нагрузкой;
  •  падение мощности двигателя и его перегрев;
  •  изменение состава и повышение токсичности отработавших газов.

К основным показателям, характеризующим состояние топливной аппаратуры дизеля, относятся производительность топливоподкачивающего насоса; пропускная способность фильтрующих элементов тонкой очистки топлива; производительность насосных элементов; степень неравномерности подачи топлива насосными элементами; угол начала нагнетания топлива в цилиндры двигателя; степень изношенности прецизионных пар; частота вращения кулачкового вала топливного насоса (коленчатого вала двигателя), соответствующая началу действия регулятора; степень нечувствительности регулятора; давление начала впрыскивания и качество распыливания топлива форсунками. В процессе эксплуатации эти показатели изменяются в связи с изнашиванием деталей, их деформацией, накоплением в аппаратуре продуктов изнашивания, загрязнений и др. Интенсивность изменения номинальных значений параметров работы топливной аппаратуры зависит от условий ее эксплуатации, качества изготовления и ремонта деталей, зазоров в сопряжениях, качества смазки, наличия на трущихся поверхностях продуктов загрязнений и износа.

При диагностировании топливной аппаратуры могут быть использованы следующие наиболее распространенные диагностические параметры, характеризующие общее техническое состояние аппаратуры: мощность, развиваемая двигателем; часовой и удельный расход топлива; дымность выхлопных газов; шум, вибрация, стуки; течь топлива; равномерность нагрева форсунок; угол опережения подачи топлива в цилиндры; герметичность линий высокого и низкого давлений; давление топлива на входе в топливный насос, давление топлива в линии нагнетания топливоподкачивающим насосом; давление впрыскивания и качество распыливания топлива форсункой; максимальное давление, развиваемое насосом; параметры процесса топливоподачи (измеряются с помощью датчика, устанавливаемого в линию высокого давления).

На систему питания приходится до 60 % неисправностей автомобилей с дизельными двигателями. Характерными неисправностями являются: нарушение герметичности и течь топлива, особенно топливопроводов высокого давления; загрязнение воздушных и особенно топливных фильтров; попадание масла в трубонагнетатель; износ и разрегулировка плунжерных пар насоса высокого давления; потеря герметичности форсунок и снижение давления начала подъема иглы; износ выходных отверстий форсунок, их закоксовывание и засорение. Эти неисправности приводят к изменению момента начала подачи и впрыскивания топлива, неравномерности работы топливного насоса по углу и количеству подаваемого топлива, ухудшению качества распыливания топлива, что прежде всего вызывает повышение дымности отработавших газов и в незначительной степени приводит к повышению расхода топлива и снижению мощности двигателя (на 10 - 15%).

Контроль системы питания включает в себя: проверку герметичности системы и состояния топливных и воздушных фильтров, проверку топливоподкачивающего насоса, а также насоса высокого давления и форсунок.

Негерметичность части системы, находящейся под высоким давлением, проверяется визуально по подтеканию топлива при работающем двигателе. Негерметичность впускной части (от бака до топливоподкачивающего насоса), приводящая к подсосу воздуха и нарушению работы топливоподкачивающей аппаратуры, проверяют с помощью специального прибора-бачка. Часть магистрали, находящейся под низким давлением, можно проверить на негерметичность и при неработающем двигателе путем опрессовки ручным топливоподкачивающим насосом.

Неисправности того или иного элемента системы можно определить по характеру работы двигателя на разных режимах:

  •  Поздняя подача топлива (мал угол опережения момента начала впрыска): затрудненный пуск двигателя; в режиме холостого хода двигатель работает с перебоями и дымит (серый дым), при нагрузке двигатель работает без перебоев, но дымит (черный дым); пониженные мощность и приемистость двигателя; повышенный расход топлива.
  •  Ранняя подача топлива (велик угол опережения момента начала впрыска): двигатель работает в "жестком" режиме, с металлическими стуками (особенно на малых частотах вращения коленчатого вала двигателя); дымность выхлопа в режиме холостого хода едва заметна, с увеличением нагрузки увеличивается (черный дым).
  •  Засорение топливных фильтров: неравномерная работа двигателя на всех режимах; неравномерный выхлоп; пониженные мощность и приемистость двигателя.
  •  Не работает форсунка: двигатель работает неравномерно; при отключении неработающей форсунки характер работы двигателя и дымность выхлопа не меняются.
  •  Износ или закоксовывание распылителей форсунок: повышенная дымность выхлопа; затрудненный запуск двигателя; пониженная мощность.
  •  Наличие воздуха в системе или накопление в топливном фильтре большого количества воды: двигатель не запускается.
  •  Неисправность электромагнитного клапана отсечки подачи топлива: двигатель не запускается (клапан не включается из-за неисправности в цепи питания или залип в закрытом состоянии) или не глохнет после выключения зажигания (залипание клапана в открытом состоянии).
  •  Неисправность системы предварительного прогрева: двигатель не запускается (не работает стадия быстрого прогрева) или работает неустойчиво и глохнет сразу после запуска (не работает стадия подогрева после запуска).
  •  Неправильная регулировка количества подаваемого топлива в режиме холостого хода или в режиме максимальных оборотов: частота вращения коленчатого вала двигателя не соответствует выбранному режиму работы двигателя (положению педали управления подачей  топлива) со всеми вытекающими последствиями (неустойчивая работа на холостом ходу или на максимальных оборотах, потеря мощности и приемистости двигателя и т.д.).

Контроль насоса высокого давления и форсунок непосредственно на автомобиле проводят при превышении двигателем норм по дымности и с целью выявления неисправностей и оптимизации технических воздействий по обслуживанию и ремонту топливной аппаратуры.

Ремонт ТНВД является сложным и ответственным мероприятием, требующим высокой квалификации работника. Как правило, ремонт ТНВД производится в специализированной мастерской при наличии соответствующего оборудования, приспособлений и инструмента. Категорически запрещается применение зубила и молотка для отвертывания гаек, болтов, штуцеров, ввертышей и пробок. Технология сборки, разборки и регулировки ТНВД зависит от его конструкции и строго регламентирована заводом-изготовителем.

2.6.2 Проверка и регулировки топливных насосов VE

Номенклатура топливных насосов VE определяется типом дизелей, на которые они устанавливаются, а основные данные насоса отражены на табличке фирмы, расположенной на насосе [8].

Например, марка насоса VE 4/9 F2250R12 расшифровывается следующим образом:

V - насос распределительного типа;

Е - обозначает семейство ТНВД;

4 - число цилиндров двигателя;

9 - диаметр плунжера насоса, мм;

F - обозначает тип регулятора - центробежный;

2250 - номинальная частота вращения вала насоса, мин-1;

L - насос левого вращения (R - правого вращения);

12 - индекс исполнения (для данного дизеля).

В топливных насосах VE японского производства в обозначении добавляется аббревиатура «NP», например, VE 4/8 F 2500 LNP 347.

Кроме того, на табличке может быть указана фирма (ZEXEL) и это же название отлито вместе с корпусом насоса.

Несмотря на широкую номенклатуру насосов VE и некоторые конструктивные отличия существуют общие методы проверки и регулировки рассматриваемых ТНВД. Ниже излагаются некоторые приемы простейших проверок топливной аппаратуры при нарушении работы дизеля.

Если имеют место пропуск вспышек в отдельных цилиндрах дизеля, неравномерная работа и связанная с этой неисправностью потеря мощности, то для определения цилиндра, работающего с перебоями, может быть применен метод последовательного их отключения на режиме минимальной частоты вращения холостого хода. Для этого следует отвернуть на полоборота гайку крепления трубки высокого давления к форсунке и на слух или с помощью тахометра определить наличие или отсутствие изменений в работе двигателя. В случае изменений в работе данный цилиндр является причиной неравномерной работы и, следовательно, требуется произвести более детальную проверку (форсунки, компрессии и т.д.).

Полезным в определении причин нарушений работы дизеля является анализ дымности ОГ.

Неровная работа и потеря мощности могут быть связаны с засорением всасывающих топливопроводов грязью или с подсосом воздуха. Наличие пузырьков последнего на впуске может быть определено путем установки прозрачной трубки на всасывающей линии.

Если дизель не развивает максимальной частоты вращения и имеются признаки нарушения подачи топлива, следует установить манометр на штуцер фильтра тонкой очистки топлива и проверить величину низкого давления, которое должно соответствовать спецификации фирмы. Следует также проверить состояние топливного фильтра и наличие избыточного количества воды в сепараторе фильтра.

Необходимо проверить привод ТНВД, чтобы убедиться в правильности установки фазы опережения впрыскивания, особенно если двигатель подвергался ремонту.

Одной из первых проверок должна быть оценка правильности соединений рычага управления регулятором с педалью акселератора. Для этого должно быть проведено соответствие максимальной частоты вращения холостого хода и начала действия регулятора с отсоединенным приводом от педали, т.е. при непосредственном воздействии на рычаг управления, и с подсоединенным. В случае несоответствия отрегулировать привод.

Важным параметром работы топливной системы является температура топлива во внутренней полости корпуса ТНВД, оптимальная величина которой должна быть в пределах 45 - 50°С. Увеличение температуры выше 50°С приводит к снижению мощности дизеля, в большей степени для двигателя с турбонаддувом.

Регулировки топливных насосов определяются инструкциями фирм-изготовителей и должны быть строго соблюдены для обеспечения нормальной работы топливной аппаратуры и, соответственно, дизеля.

Регулировочные операции при сборке ТНВД носят общий характер для всех насосов VE, отличаясь только конкретными установочными размерами, которые обеспечиваются обычно установкой регулировочных шайб.

Выбор толщины регулировочных шайб должен производиться в соответствии с инструкциями фирм-производителей, в которых даются и численные значения размеров.

2.6.3 Эксплуатационные регулировки ТНВД

В процессе эксплуатации автомобиля проводится регулировка момента начала впрыска топлива (опережение впрыска по углу поворота коленчатого вала двигателя относительно положения поршня в ВМТ), частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме холостого хода и максимальной частоты вращения коленчатого вала.[14]

Для регулировки момента начала впрыска топлива проверните коленчатый вал двигателя до установки поршня первого цилиндра в положение ВМТ в такте сжатия, выверните центральную пробку на распределительной головке ТНВД и установите вместо нее индикатор. Для установки плунжера насоса в крайнее положение поверните коленчатый вал двигателя против часовой стрелки на 25-30 градусов, ориентируясь по установочной канавке на шкиве коленчатого вала (поршень при этом устанавливается в положение 25-30 градусов перед ВМТ по углу поворота коленчатого вала двигателя). Установите показания индикатора на нуль. Проверните коленчатый вал двигателя в ту и другую сторону на небольшие углы. Если плунжер насоса действительно установлен в крайнее положение, то при повороте коленчатого вала на небольшие углы стрелка индикатора не будет отклоняться. Разные фирмы рекомендуют устанавливать коленчатый вал против часовой стрелки на разные углы (не менее 25 градусов), но приведенная методика проверки позволяет определить, правильно ли выбран угол поворота вала для установки плунжера в крайнее положение. Далее проверните коленчатый вал двигателя по часовой стрелке (поршень перемещается в направлении ВМТ) до установки канавки на шкиве против метки ВМТ на крышке распределительного механизма и по показаниям индикатора определите величину хода плунжера. Для двигателя RD28 (устанавливается на автомобиле Nissan Laurel Diesel, описание процесса регулировки дано для него) величина хода плунжера должен быть 0,75-0,80 мм. Если величина хода плунжера не соответствует указанному значению, ослабьте болты крепления топливного насоса и поворотом топливного насоса в ту или другую сторону отрегулируйте ход плунжера, затяните болты крепления насоса и повторите проверку. Для одного и того же двигателя, установленного на разные серии автомобилей, углы опережения начала впрыска могут различаться. Точные данные по углу опережения начала впрыска и точке замера хода плунжера указаны на заводских этикетках, укрепленных на внутренней стороне капота. Там же имеется и серия конкретного автомобиля.

Для проверки и регулировки частоты вращения коленчатого вала двигателя в режиме холостого хода прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры, отсоедините трос управления подачей топлива от рычага управления насосом, подсоедините тахометр в соответствии с указаниями инструкции по его эксплуатации. Рычаг управления насосом установите в положение, при котором винт регулировки холостого хода касается рычага управления. Запустите двигатель, установите режим холостого хода и проверьте частоту вращения коленчатого вала двигателя в этом режиме. Таким же образом осуществляется регулировка максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя, только при выполнении ее рычаг управления топливным насосом устанавливается в положение, при котором он касается винта регулировки максимальных оборотов, с помощью которого и осуществляется регулировка при необходимости.

В процессе эксплуатации не рекомендуется выполнять регулировку частоты вращения при полной нагрузке: эта величина устанавливается при стендовых испытаниях и винт регулировки частоты при полной нагрузке предназначен именно для регулировки в процессе стендовых испытаний. Нарушение этой регулировки приведет к нарушению режима подачи топлива при всех рабочих режимах двигателя.

2.7 Ремонт деталей и узлов топливной аппаратуры

В процессе эксплуатации у подвижных сопряжений насоса увеличиваются зазоры, у неподвижных сопряжений нарушается прочность соединения, возникают деформация деталей и другие неисправности, в результате которых нарушается нормальная работа механизмов. Изношенные или деформированные детали топливной аппаратуры подлежат замене на новые а не восстановлению ,так как рынок насыщен сравнительно дешевыми запасными частями.

2.7.1 Контроль и регулировка ТНВД

После наружной мойки агрегаты топливной аппаратуры поступают на рабочие места ремонта, где их сначала проверяют на специальных стендах без разборки. Если агрегаты удовлетворяют техническим требованиям, то устраняют имеющиеся неисправности при частичной разборке и регулируют их.

ТНВД испытывают на начало подачи топлива секциями, на герметичность, на производительность и равномерность подачи топлива. Насосы испытывают и регулируют на определенных режимах.

Номинальный режим: начало действия регулятора; цикловая подача топлива или производительность секции (насоса) при номинальной частоте вращения кулачкового вала; неравномерность подачи топлива между секциями насоса; угол начала нагнетания топлива и чередование подачи по секциям насоса; угол начала впрыскивания топлива и чередование его подачи по секциям насоса.

Режим перегрузки (максимального крутящего момента): цикловая подача топлива или производительность секции (насоса) при частоте вращения кулачкового вала, соответствующей максимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя; частота вращения кулачкового вала в момент полного автоматического выключения регулятором подачи топлива секциями насоса.

Пусковой режим: цикловая подача топлива или производительность секции (насоса) при пусковой частоте вращения; частота вращения кулачкового вала насоса в момент автоматического выключения обогатителя.

В топливных насосах отдельных марок дополнительно контролируют цикловую подачу на частоте вращения кулачкового вала, соответствующей минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя.

Испытание и регулирование топливного насоса проводят на стенде, укомплектованном набором стендовых форсунок. Перед испытанием подключают насос к системе топливо-подачи стенда и заливают свежее масло в корпус насоса и регулятора до верхних меток указателей уровня.

Если проводилась замена плунжерных пар или восстанавливалось какое-либо соединение в насосе или регуляторе, то перед регулировкой насос обкатывают на стенде с полной подачей топлива в течение 10... 15 мин без форсунок, а затем 20...30 мин с форсунками при частоте вращения кулачкового вала 800...850 мин-1.

В процессе обкатки следят за возможным появлением стуков, местных нагревов, подтеканий топлива, масла и других неисправностей. Устранив обнаруженные неисправности, приступают к регулировке насоса.

2.7.2 Проверка форсунок

Проверка форсунок обусловлена частотой возникновения неисправностей форсунок за счёт их числа и множественности дефектов, относительно малым ресурсом распылителей (в 2,5÷4 раза более низким, чем ТНВД) и производится достаточно часто (при постоянной эксплуатации - до 2 раз в год). Работа с форсунками часто освещается в литературе, поэтому здесь приводятся типовые операции, оригинальные решения и особенности испытаний форсунок современной ТПА.

2.7.2.1 Поиск неисправных форсунок

Неисправные форсунки выявляют последовательным отключением на холостом ходу, аналогично последовательному снятию высоковольтных проводов со свечей бензиновых двигателей. Для этого отворачивают гайку соответствующего нагнетательного трубопровода на 0,5 оборота. Если частота вращения коленчатого вала не меняется, данная форсунка не обеспечивала нормального сгорания в цилиндре.

2.7.2.2 Демонтаж форсунок

Демонтаж может быть затруднён закоксовыванием боковой поверхности распылителя, а также определяется особенностями конструкции. В большинстве современных дизелей форсунка находится в сухом форсуночном стакане (как в двухклапанных, так и в четырёхклапанных головках). Однако стремление конструкторов расположить их в центре камеры сгорания порой приводит к существенному усложнению демонтажа. Так, форсунки находятся под распределительным валом и собираются со штуцером-траверсой только при установке в головке.

Форсунки старых дизелей и насос-форсунки также находятся в масляной среде механизма газораспределения, а, следовательно, труднее демонтируются. Обслуживание насос-форсунок с электронным управлением, ввиду отсутствия или сокращения элементов регулировки, проще, чем обслуживание чисто механических.

Существуют штатные приёмы, например, с помощью съёмников (винт с захватом за штуцер форсунки в подковообразном корпусе съёмника или П-образном корпусе, устанавливаемом над форсункой). Другие приёмы, разработанные практиками:

а) ослабить крепление прижимной планки нужной форсунки на 1÷2 мм, запустить дизель, после того как газы из цилиндра начнут “сечь” через форсуночный стакан, заглушить дизель, вынуть форсунку;

б) большинство современных форсунок имеют подвод топлива через штуцер в верхней части. Для них применим инерционный съёмник (захват штока наворачивается на штуцер форсунки, а грузом ударяем по упору на противоположном конце штока).

Это не касается форсунок, заворачиваемых в головку по резьбе (как свеча) - резьба заменяет съёмник. Не следует только выворачивать форсунку за её верхнюю часть. После демонтажа штифтовой форсунки аккуратно вынимают стальной теплоизолирующий экран. В любом случае целесообразно прокрутить вал дизеля для очистки воздухом форсуночного стакана. Перед испытаниями необходимо очистить распылитель.

2.7.2.3 Испытания форсунок

Испытания форсунок ведут на одноплунжерных опрессовочных стендах типа ДД-2110 , КИ-3333 с ручным приводом; а в условиях производства или крупного сервиса - на полуавтоматизированных высокопроизводительных стендах типа КИ-5227, КИ-1404 ГОСНИТИ или др. Первые недороги, могут быть переносными (наиболее известный КИ-3333 - худший из них по массе и быстрому завоздушиванию системы, КИ-9917 применим без снятия форсунки с дизеля), вторые позволяют удобно вести на стенде разборочные и контрольные операции. Объём испытаний распылителя форсунок - интернационален, и, в частности, регламентирован ГОСТ 9928 -71. Ниже перечислены его типовые операции.

2.7.2.4 Визуальный контроль качества впрыска

При испытании с частотой 60÷80 впрысков в минуту топливо должно образовывать туман без видимых сгущений, струй, капель. Струи не должны отклоняться от заданного направления, быть несимметричными. Нужно обязательно сосчитать количество струй, при необходимости используя бумажный экран. В современных быстроходных дизелях с открытой камерой сгорания число сопел распылителя 5÷8, диаметр 0,18÷0,17 (до 0,15÷0,09 мм). В связи с этим растёт вероятность, как самого засорения сопел, так и возможности этого не заметить при испытаниях форсунки. Если из сопел выходят вялые струи (“усы”), значит, напора нет в конусе из-за затруднённого подъёма иглы. Устранение дефектов возможно путём прочистки сопел или восстановлением подвижности иглы.

2.7.2.5 Проверка подвижности иглы

О затруднённом движении иглы свидетельствует отсутствие дробящего впрыска новой форсунки. Однако поработавшие ранее форсунки, т.е. с частично смятыми конусами, оставаясь ещё работоспособными. Другой признак малоподвижности - увлажнение носика распылителя после впрыска (в идеале он должен оставаться сухим, но может увлажняться также и из-за негерметичности запорного конуса). Наконец, рекомендован прямой контроль подвижности: игла, вынутая на 1/3 из демонтированного из форсунки распылителя, промытого в топливе и наклоненного по 45° к горизонту, должна свободно опускаться под действием тяжести.

2.7.2.6 Проверка герметичности (по запорному конусу иглы) производится при выдерживании форсунки в течение 20 с. под давлением , т.е. с максимальной разгрузкой конуса от запирающей силы. Перед испытанием нужно сделать несколько энергичных впрысков. Можно постараться восстановить герметичность конуса путём закрепления хвостовика иглы в патроне через тонкую наждачную бумагу, смачивания конуса в притирочной пасте и прижиманием распылителя рукой. Может быть, достаточно 1÷3 мин, но следует помнить, что притирка ещё более увеличивает пятно контакта, т.е. увеличивает вероятность скорого появления негерметичности. Кроме того, нужно не допустить попадания пасты на цилиндрическую поверхность, а затем все тщательно промыть.

2.7.2.7 Проверка гидроплотности (по прецизионной цилиндрической поверхности иглы)

Регламентируется минимальное время падения давления. Обычно при использовании дизельного топлива в интервале 20÷18 МПа гидроплотность . Однако, условия строго регламентируются ТУ на испытания (интервал давлений, вязкость топлива или смеси, объём ЛВД, включая манометра, трубопровода и др., герметичность испытательного стенда). При испытании форсунку могут отсоединять от стенда вентилем. При не достижении минимального времени распылитель с иглой отбраковывают.

2.7.2.8 Давление начала впрыска

Давление открытия форсунки  контролируется при медленном опускании рычага привода стенда. Следует иметь в виду, что большинство форсунок в процессе эксплуатации снижают , особенно в первые часы работы. Значительно меньше этому дефекту подвержены современные форсунки ЯЗДА для КамАЗ и многосопловые Bosch конца 90-х годов, имеющие ступеньку на запорном конусе иглы и обратную разницу углов конусов (игла острее распылителя). С учетом естественного падения  встречаются две его нормы, например, для КамАЗ у новой форсунки модели “33” - , а исправной в эксплуатации считается . Чем выше , тем качественнее впрыск, при регулировке целесообразно ориентироваться на верхнюю границу интервала. Однако нельзя сильно завышать  во избежание ухудшения пуска и холостого хода. Автомобильные форсунки с регулированием  с помощью винта уходят в прошлое. Регулировка шайбами под пружиной более трудоёмкая, опасная сборкой с засорениями. Прокладки необходимо использовать закалённые из ремнаборов. В двухпружинной форсунке проверить давление срабатывания форсунки по второй пружине в условиях эксплуатации трудно, поэтому контролю подвергается только  (т.е. открытие иглы по первой пружине). Таким образом, процедура не отличается от испытаний обычной форсунки.

2.7.2.9 Проверка пропускной способности распылителя

Наиболее правильно проверку осуществлять методом статической проливки топливом при напоре не менее 5 МПа. При этом пружина удалена. В условиях эксплуатации это испытание проводят редко, а в производственных условиях редко проливают отдельно сопловые отверстия (без иглы). Тем не менее, проливка форсунки - не столь сложная процедура, дающая интегральную оценку засорённости (закоксовывания) и износа сопловых отверстий. Обычно в процессе эксплуатации  (эффективное сечение) сопел растёт в результате износа кромок и ствола отверстий, а с ним уменьшается давление и качество впрыска. Прочистку сопловых отверстий ведут проволочками и специнструментом (выпускаются в наборах). Важно не обломить инструмент, поэтому работают сидя, на чистом столе, при хорошем освещении (на всех заводах сопла сверлят только женщины). При работе с соплами полезна часовая лупа (наглазная с кронштейном).

2.7.2.10 Проверка электрогидравлических форсунок Common Rail

Особенность работы с форсункой заключается в том, что шариковый электроклапан не срабатывает без подачи давления в форсунку, а она никогда не может открыться при закрытом клапане. Для испытаний желателен полуавтоматический испытательный стенд с созданием напора приводным насосом или, по крайней мере, опрессовочный стенд увеличенной производительности. Необходим источник питания регулируемого постоянного напряжением 12÷50 В. Обычно в Common Rail используется напряжение удерживания клапана 12 В. Его и нужно использовать, но если клапан всё же не срабатывает, а поднять давление выше не удается, можно постепенно повышать кратковременно прикладываемое напряжение. Полость слива (клапана) во избежание перегрева электромагнита должна быть заполнена топливом. За счёт утечек заполнение произойдет не скоро. Заполнить полости можно через штуцер (медицинским шприцем). При смене форсунки подстройка системы управления обязательна (осуществляется на уровне электронного блока управления).

Конечно, можно проверить распылитель (большинство неисправностей связано с ним) в составе технологической форсунки обычной конструкции. Если допустить разборку, можно пойти и другим путём - демонтировать блок электроклапана. Однако если проверка осуществляется только профилактически, лучше форсунку не разбирать, а проверять, прикладывая одновременно напряжение и давление топлива.

Величина предварительной затяжки пружины для Common Rail не имеет принципиального значения, важно только, чтобы она не снизилась слишком сильно (например, в результате поломки пружины). При необходимости проверки предварительной затяжки запитывают клапан, открывают форсунку высоким давлением, сбрасывают его и определяют величину затяжки при последующем медленном подъёме давления (клапан остался открыт). Измеренное  окажется существенно меньше давления первого открытия форсунки. Если они равны, значит, между впрысками клапан всё же захлопнулся, следовательно, необходимо повторить опыт, повысив напряжение питания клапана.

Дефекты потери подвижности иглы могут быть обусловлены не только её заеданием, но и заеданием поршня-мультипликатора запирания. Дать ответ на этот вопрос можно, отвернув накидную гайку распылителя. Пинцетом можно проверить подвижность мультипликатора. В противном случае необходима полная разборка форсунки.

2.7.3 Установка угла опережения впрыска

Оптимальный УОВ, подобно углу опережения зажигания в бензиновом двигателе, позволяет достигнуть максимума мощности и экономичности. Дело в том, что производители современных дизелей вынуждены ориентироваться не только на минимум расхода топлива, но и на ограничения по максимальному давлению и скорости нарастания давления при сгорании. В последнее время значительно более жёсткие ограничения накладывает ограничение выбросов . УОВ положителен, т.е. впрыск начинается до ВМТ. С увеличением УОВ растут выбросы , максимальное давление в цилиндре, жёсткость сгорания, шум, но уменьшаются выбросы сизого дыма (частиц), расход топлива, неустойчивость работы. В отличие от вихрекамерных, более современные дизели с непосредственным впрыском (открытой камерой сгорания) чрезвычайно чувствительны к точному выдерживанию УОВ.

Проблема установки УОВ менее острая на отечественных дизелях тракторов и грузовиков: конструкторы предусмотрели невозможность грубой ошибки заклинки коленчатого и ТНВД валов. Например, один из 6 шлицов вала тракторного ТНВД удалён. На грузовиках уже можно ошибиться на 180°. Кроме того, всегда предусматриваются возможности регулировки УОВ в узких пределах относительно штатного. Наибольшие трудности установки УОВ возникают в легковых автомобилях с ременным или цепным приводом ТНВД, например, при установке ТНВД на дизель, замене ремня и т.п. В этом случае ошибочный УОВ не позволит даже запустить дизель.

Поскольку в процессе эксплуатации установочный УОВ самопроизвольно не меняется, его контроль не входит в плановое техническое обслуживание. В ТПА непосредственного действия с электронным управлением актуальность правильной установки УОВ не исчезает, т.к. даже адаптивная система управления не может изменить его в широких пределах, не изменяя оптимального расположения фазы впрыска на кривой подъема плунжера. Проблемы не существует только в Common Rail.

Во-первых, различают статический и динамический УОВ. Статическим (или геометрическим, или установочным) УОВ называют такой, который соответствует ожидаемому началу подачи, исходя из геометрических соображений: закрытию впускного окна втулки верхним торцом плунжера или иному положению плунжера начала сжатия топлива. Статический УОВ устанавливает автомеханик при закреплении ТНВД и привода, используя метки, измерительные приборы или другие методы. Динамический (или действительный) УОВ соответствует действительному началу впрыска топлива и определяется либо непосредственно по факту появления струи топлива, либо по подъёму иглы форсунки.

Во-вторых УОВ, как и продолжительность впрыска, может измеряться в градусах поворота коленчатого вала, а может - вала ТНВД (для четырехтактного двигателя в два раза меньше). По коленчатому валу углы измеряют обычно при работе непосредственно на дизеле - это точнее и удобнее. Градусы по валу ТНВД используются обычно тогда, когда нет дизеля, например при испытаниях и регулировке ТНВД на безмоторном топливном стенде.  В этом случае УОВ тоже не имеет смысла, поэтому используется условный УОВ, отнесённый не к ВМТ поршня, а к верхней (или нижней) мертвой точке плунжера 1 - й секции.

Автомеханик чаще имеет дело со статическим УОВ, выраженным в углах поворота коленчатого вала. При испытании ТНВД на безмоторном стенде обычно имеют дело с динамическим УОВ, причём в углах вала ТНВД. Расчётчик имеет дело с действительным УОВ по коленчатому валу. Другие случаи более редкие: например, помимо статического УОВ некоторые фирмы приводят для контроля и динамический. Это позволяет интегрально оценить правильность функционирования ТПА, проверить работу автоматов регулирования УОВ.

2.7.3.1 Установка и контроль УОВ

Предварительная операция при снятии ТНВД - проверка исходного УОВ путём отыскания заводских меток или прочерчивание собственных, простановкой 4(6) меловых меток на зубчатом ремне и всех рабочих шкивах.

Определение положения ВМТ первого цилиндра необходимо при любом способе установки УОВ. В четырёхтактном двигателе можно перепутать ВМТ конца сжатия и конца выпуска. Точное положение ВМТ или статического УОВ определяют по меткам на маховике (шкиве) и блоке дизеля с помощью специальных прикладываемых шаблонов или линеек, стрелочного индикатора положения поршня.

Способы изменения УОВ довольно многочисленны и разнообразны. Старый способ - изменением положения штифтов двух полумуфт, имеющих поле отверстий, число отверстий которых отличается на 1 - 2. Конструкция точна, но дорога. Применяется изменение положения полумуфт, затягиваемых крепежом на трении. Аналогично шкив зубчатого ремня может разворачиваться относительно ступицы ТНВД или приводного (например, распределительного) вала. ТНВД фирм “Bosch”, “Lucas” могут поворачиваться в 2 - 3 овальных пазах фланца ТНВД относительно болтов крепления. Грубо и скачкообразно УОВ меняется при перемещении зацепления зубчатых колёс, зубчатого ремня или цепи.

Установка УОВ по меткам заключается в совмещении меток на коленчатом валу и метки на шкиве ТНВД с меткой на кронштейне крепления ТНВД (на блоке).

2.7.3.2 Установка УОВ с помощью стрелочного индикатора в ТНВД типа VE

В наиболее популярном ТНВД статический УОВ устанавливается по положению плунжера в положении ВМТ, для этого нужен индикатор и контрольные цифры. Порядок работ:

1) установить ТНВД в среднем положении плавной регулировки УОВ;

2) вывернуть пробку-болт плунжерной полости, расположенную между нагнетательными штуцерами;

3) установить в отверстие индикатор, уперев его ножку в плунжер. Удобны вворачиваемые вместо пробки индикаторы;

4) вращая вал ТНВД и наблюдая за индикатором, установить плунжер во внутреннее положение;

5) установить индикатор на “0”;

6) вращая вал ТНВД в рабочем направлении, дойти до хода плунжера;

7) установить ремень (цепь);

8) если при его установке приходится сдвинуть шкив ТНВД, накинуть ремень на ближайший зуб, но повторить контроль, скорректировать УОВ методами плавной регулировки (например, поворачивая ТНВД). Применялись аналоговые индикаторы и в рядных ТНВД (измерения хода плунжера через лючок).

При регулировке натяжения ремня (цепи) необходимо строго соблюдать рекомендации. Слабое натяжение провоцирует самопроизвольное перескакивание ремня “на зуб” - нарушение фаз топливоподачи и, возможно, газораспределения, удары клапанов о поршни. Второе последствие - циклическое “провисание” ремня с последующим ударным натяжением, т.е. преждевременный обрыв ремня. Сильное натяжение ремня (цепи) выводит из строя передний подшипник скольжения дорогостоящего ТНВД и догружает ремень. В более современных ТНВД устанавливаются более работоспособные подшипники качения.

2.8 Технологический расчет СТО

Автомобиль является источником повышенной опасности, и согласно действующему законодательству владелец несёт полную ответственность за техническое состояние и эксплуатацию принадлежащего ему транспортного средства. Поддержание автомобилей в технически исправном состоянии обеспечивается путём своевременного проведения ТО и ремонта, за качество которого ответственны предприятия обеспечивающие выполнение соответствующих работ. Работы по ТО (техническому обслуживанию) и ТР (текущему ремонту) легковых автомобилей, т.е. обслуживание автомобилей, выполняют СТО (станции технического обслуживания автомобилей). Организация технического обслуживания и ремонта автомобилей индивидуального пользования и проектирование соответствующих предприятий существенно отличаются от организаций ТО и ТР и проектирования предприятий автомобильного транспорта государственного сектора. Эти отличия связанны с особенностями эксплуатации частных автомобилей.

Владелец автомобиля сам определяет и учитывает пробег, следит за техническим состоянием автомобиля, выполняет его обслуживание и ремонт полностью или частично. В период эксплуатации автомобиля владелец самостоятельно устанавливает периодичность и объем профилактических работ. Эксплуатация автомобилей индивидуальных владельцев характеризуется также сравнительно низким качеством их вождения, длинными простоями в условиях безгаражного хранения, эпизодичностью интенсивных нагрузок в период эксплуатации – в выходные дни, в период отпусков.

Специфика организации процесса использования диагностического оборудования на СТО в значительной мере обусловливается тем обстоятельством, что деятельность СТО в отличие от АТП направлена в основном на удовлетворение потребностей владельцев индивидуальных автомобилей в технических воздействиях, которые они считают необходимыми в настоящий момент. Особенно характерно это проявляется в послегарантийный период эксплуатации автомобилей.

При определении действительной потребности в тех или иных видах работ на СТО исходят, как правило, из следующих факторов: имеет ли автомобиль неисправности в настоящий момент, какие агрегаты и узлы находятся на стадии отказа и каков их остаточный ресурс (последнее определить наиболее сложно).

2.8.1 Расчет основных показателей СТО

2.8.1.1 Исходные данные были взяты на примере одного из предприятий города Владивостока и приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Исходные данные

Количество рабочих постов

2

Режим работы

255

дней

Продолжительность смены

8

часов

Количество смен

1

Число обслуживаемых в год автомобилей () и среднюю разовую трудоёмкость выполнения работ () принимаем

- ремонт ТНВД с регулировкой: а/м·год; чел·ч;

- регулировка ТНВД:                   а/м·год; чел·ч;

2.8.1.2 Годовой объем работ

, (2.1)

где число ремонтируемых автомобилей в году;

средняя разовая трудоемкость выполняемых работ;

чел·час.

2.8.1.3 Число рабочих постов

Рабочие посты - это автомобиле-места, оснащенные соответствующим технологическим оборудованием и предназначенные для ремонта, поддержания или восстановления работоспособности автомобиля и его внешнего вида.

, (2.2)

где 1,3 - коэффициент неравномерности поступления автомобилей на СТО;

– годовой фонд рабочего времени поста;

– среднее число рабочих, одновременно работающих на посту;

, (2.3)

где число дней работы предприятия в году;

продолжительность смены, ч;

число смен;

коэффициент использования рабочего времени поста;

чел·ч ;

поста.

2.8.1.4 Трудоемкость вспомогательных работ

Годовой объем вспомогательных работ составляет 20-30% от общего объема производственных работ. Таким образом, от общего объема постовых работ, трудоемкость вспомогательных составит 900 чел·час. В состав вспомогательных работ входят:

  •  работы по ремонту и обслуживанию технологического оборудования и оснастки;
  •  содержание инженерного оборудования;
  •  перегон автомобилей;
  •  приемка, хранение и выдача материальных ценностей;
  •  уборка производственных помещений и т.п.

2.8.1.5 Число вспомогательных постов

Вспомогательные посты – автомобиле-места, оснащенные или не оснащенные оборудованием, на которых выполняются технологические вспомогательные операции.

Общее число вспомогательных постов на один рабочий пост составляет 0,25- 0,50

, (2.4)

2.8.1.6 Число автомобиле-мест ожидания

Автомобиле-места ожидания - это места, занимаемые автомобилями, ожидающими постановки их на рабочие и вспомогательные посты или ремонта снятых с автомобиля агрегатов, узлов и приборов. Их общее число на производственных участках СТО составляет 0,5  на один рабочий пост

, (2.5)

2.8.1.7 Число автомобиле-мест хранения

Число автомобиле-мест хранения на специализированных СТО принимаем из расчета 1,5 автомобиле-места на один рабочий пост

, (2.6)

где число готовых к выдаче автомобилей;

среднее время пребывания автомобиля на СТО после его обслуживания до выдачи владельцу;

продолжительность работы участка в сутки

2.8.2 Расчет численности работников предприятия

2.8.2.1 Технологически необходимое число производственных рабочих

, (2.7)

где годовой объём работ предприятия;

годовой фонд времени технологически необходимого рабочего

(принимаем 2 чел.).

2.8.2.2 Штатное число производственных рабочих

, (2.8)

где годовой фонд времени «штатного» рабочего

(принимаем 2 чел.)

2.8.2.3 Число вспомогательных рабочих

Смазчики, уборщики помещений, транспортные рабочие, сантехники, кладовщики и т.п.- принимается исходя из обеспечения нормальной организации труда на предприятии в пределах 25 ÷ 35% от штатного числа рабочих, (принимаем 1 человек).

2.8.2.4 Число административно-технических рабочих

Число административно-технических работников - инженерно-технических работников (ИТР), младшего обслуживающего персонала (МОП) (уборщицы, дворники, секретари, машинистки и т.д.) устанавливается в соответствии принятой организационной структурой фирмы, часто до 20% от числа производственных и вспомогательных рабочих (принимаем 1 человек).

2.8.3 Расчет площадей

2.8.3.1 Расчет площадей зон ТО и ТР

Расчет площади зон ТО и ТР выполняется по удельным площадям. Площадь зоны ТО и ТР определяется по выражению

, (2.9)

где площадь, занимаемая автомобилем в плане (по габаритным размерам), 8,6 м2;

число постов;

коэффициент плотности расстановки постов; При одностороннем расположении постов принимается 6...7. при двусторонней расстановке постов и поточном методе обслуживания  может принято равным 4...5. Меньшие значения  для крупногабаритного подвижного состава и при числе постов не более 10

м2

2.8.3.2 Расчет площадей производственных участков

Расчет площадей производственных участков производится по площади, занимаемой производственным оборудованием и коэффициенту плотности его расстановки. Значения коэффициента  для соответствующих производственных участков (помещений) согласно ОНТП-01-91 приведены в таблице 2.2. Площадки складирования агрегатов, узлов, деталей и материалов, располагаемые в производственных помещениях, суммируются с расчетной площадью помещения.

Таблица 2.2 - Нормы плотности расстановки постов

Наименование участков (помещений)

КП

Слесарно-механический, электротехнический, аккумуляторный, ремонт приборов системы питания, вулканизационный, медницкий, арматурный, краскоприготовительный, кислотный, компрессорная

2,9-3,3

Агрегатный, шиномонтажный, ремонта оборудования и инструмента (участок ОГМ)

3,3-3,7

Сварочный, жестяницкий, кузнесно-рессорный, деревообрабатывающий

3,7-4,2

Площадь участка определяется по формуле

, (2.10)

где суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования участка;

коэффициент плотности расстановки оборудования, принимаем 3,5

Таблица 2.3 - Перечень оборудования для участка по ремонту приборов питания

Кол-во

Наименование

Площадъ,м2

1

1

Стенд КИ-ТМИ 8/7,5

1,7

2

2

Верстак слесарный

2,6

3

1

Верстак для диагностики и ремонта форсунок

0,9

4

3

Шкаф для инструментов и материалов

1,5

5

1

Стол для диагностических приборов

0.9

6

2

Ларь для отходов

0,64

7

1

Тележка передвижная

0,5

8

3

Стеллаж

7,2

ВСЕГО

16

м2

2.8.3.3 Расчет площадей складских помещений

Для городских СТО площади складских помещений определяются по удельной площади склада на каждые 1000 комплексно обслуживаемых автомобилей: для склада запасных частей— 32 м2, агрегатов и узлов – 12м2, эксплуатационных материалов – 6м2, смазочных материалов – 6м2. Площадь кладовой для хранения автопринадлежностей, снятых с автомобиля на период обслуживания, принимается из расчета 1,6 м2 на один рабочий пост.

Площадь для хранения мелких запасных частей и автопринадлежностей, продаваемых владельцам автомобилей, принимается в размере 10 % площади склада запасных частей.

2.8.3.4 Площадь зоны хранения (стоянки) автомобилей

Площадь зоны хранения

, (2.11)

где площадь, занимаемая автомобилем в плане;

число автомобиле-мест хранения;

коэффициент плотности расстановки автомобиле-мест хранения

м2

2.8.3.5 Площадь бытовых помещений

Расчет площадей отдельных помещений административно-бытового назначения производится по соответствующим нормам и числу работающих.

Площадь служебных помещений - для административно-технического персонала из расчета: кабинеты - 10-15 м2 на одного работника; отделы, службы - по 3,5 - 4 м2,если 1 чел., то не менее 5 м2. Площадь кабинетов руководителей должна составлять не более 15% общей площади рабочих помещений. Принимаем 10м2.

Площадь бытовых помещений рассчитывается в зависимости от числа работающих на предприятии. Ориентировочно площадь бытовых помещений принимают из расчета 2 - 2,5 м2 на одного рабочего.

Гардеробные при закрытом способе хранения одежды принимаем из расчета 0,25 м2 на одного работающего. Минимальная площадь гардеробной - 4 м2. Берем 6 м2 согласно требованиям безопасности.

Туалеты - из расчета 0,08-0,12 м2 на одного работающего, но не менее 0,96 м2 (1,2x0,8). Принимаем 3 м2.

Умывальники - из расчета 0,1 м2 на одного производственного рабочего с шириной прохода между рядом умывальников и стеной (перегородкой) не менее 1,1м.

Душевые - одна душевая сетка на 15 производственных рабочих (открытая душевая кабина - 0,9 х 0,9 м). Принимаем 3 м2.

Комнаты (места) для курения - из расчета 0,02 м2 на одного работающего, но не менее 8 м2 и не более 20 м2. Не допускается организация мест для курения в производственных помещениях категории А, Б и В.

Помещение для клиентов. Для городских СТО площадь для клиентов принимается из расчетного числа клиентов, находящихся одновременно в помещении, и нормы площади 3 м2 на одного человека, но не менее 9-12 м2. Для дорожных СТО площадь помещений для клиентов составляет 6-8 м2. В помещении для клиентов можно выделить площадь не более 30% для продажи мелких запасных частей и автопринадлежностей. Принимаем 9м2.

2.8.4 Определение потребности в электроэнергии, тепле и воде

Годовая потребность предприятия в электроэнергии определяется на основании расчетов силовой и осветительной нагрузок.

2.8.4.1 Годовой расход силовой электроэнергии

, кВт·ч (2.12)

где установленная мощность токоприемников по группам оборудования, кВт;

коэффициент загрузки оборудования, представляющий собой отношение расчетного (теоретически потребного) количества единиц оборудования к количеству единиц этого оборудования. Для укрупненных расчетов 0,6;

действительный годовой фонд времени работы оборудования при заданной сменности, согласно ОНТП-01-91 - 1860 ч;

коэффициент спроса, учитывающий не одновременность работы потребителей. При укрупненных расчетах  в среднем можно принять равным 0,3;

Годовой расход силовой электроэнергии на универсальный стенд для регулировки ТНВД составит 2511кВт·ч

кВт·ч

Годовой расход силовой электроэнергии на компрессор КМ1 составит 1004 кВт·ч

кВт·ч

Годовой расход силовой электроэнергии на дизель-тестер ДД-3800 составит 36 кВт·ч

кВт·ч

Общий годовой расход силовой электроэнергии

кВт·ч

2.8.4.2 Годовой расход электроэнергии для освещения

 кВт·ч (2.13)

где норма расхода электроэнергии в ваттах на 1 м2 площади пола освещаемого помещения за 1 час (удельная мощность);

средняя продолжительность работы электрического освещения в течение года, ч. 2040 ч ;

площадь пола освещаемых помещений, м2;

Годовой расход электроэнергии для освещения производственных помещений

кВт·ч/год

2.8.4.3 Годовой расход тепла на отопление зданий

, (2.14)

где тепловая характеристика зданий;

объем здания по наружному обмеру, м3;

температура внутри здания, °С;

средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон;

продолжительность отопительного периода

ккал/год

Гкал/год

2.8.4.4 Суточный расход воды для производственных и хозяйственных нужд

  •  для производственных нужд на одного производственного рабочего - 20 л

л

  •  для хозяйственно-бытовых нужд на одного работающего - 25 л

л

  •  для пользующихся душем на одного человека - 50 л

л

  •  на непредвиденные цели 10% от общего расхода

л/сутки


3 Конструкторская часть

3.1 Расчет плунжерной пары

В основу предлагаемого ниже метода положены аналитические соотношения, связывающие основные геометрические размеры и кинематические характеристики плунжерной пары и проходные сечения распылителя с параметрами конкретного двигателя на базе существующих норм.[14] Данный метод расчета прост и сравнительно точен, в связи с чем он может быть использован при разработке новой и модернизации существующей топливной аппаратуры обычного насоса. В предлагаемом методе исходным является выражение для единичной производительности gц плунжерной пары за ход впрыска

 (3.1)

где номинальная мощность цилиндра двигателя, обеспечиваемая плунжерной парой;

удельный расход топлива двигателем;

номинальное число оборотов вала.

Вполне очевидно, что диаметр плунжера в зависимости от требуемой единичной производительности определится по соотношению

, (3.2)

где диаметр плунжера;

геометрически полезный ход плунжера;

удельный вес топлива;

коэффициент подачи топливного насоса, характеризующий степень использования геометрического полезного хода плунжера при впрыске топлива.

Принимая, что , получаем

, (3.3)

или

, (3.4)

где

, (3.5)

В таблице 3.2 представлены фактически значения m для ряда выполненных двигателей различного назначения с золотниковым, клапанным и смешанным регулированием топливной аппаратуры по фазам впрыска.

Таблица 3.2 - Характеристики топливной аппаратуры дизелей

Заводское обозначение или марка дизелей

Цилиндровая мощность дизеля,

Цикловая подача топлива,

Ход плунжера, hn,мм

Диаметр плунжера dn,мм

Отсасывающий обьем нагнетального клапана qотс

Средняя скорость плунжера, Сm м/сек

Коэффициент подкачки, nv

Геометрический полезный ход плунжера, hг,мм

m=dn/hг

m1=dn/hг

л. с.

квт

г/цикл

10-3н/цикл

4-тактные двигатели

4Ч 8,5/11

5

3,7

0,025

0,25

7

5

26

0,82

0,62

2,39

2,09

2,93

4Ч 10,5/13

10

7,4

0,045

0,44

10

6,5

49

1,3

0,67

2,35

2,76

4,26

К-150

13,3

9,8

0,062

0,61

10

8,5

49

1,2

0,78

1,63

5,21

6,14

1Ч 18/22

25

18,4

0,18

1,77

10

10

35

0,8

0,82

3,25

3,08

3,08

Д-6

25

18,4

0,1

0,98

10

10

95

1,12

0,57

2,6

3,9

3,9

M50-4

83,5

61,4

0,3

2,94

12

13

85

1,5

0,85

3,09

4,21

3,88

6Ч 23/30

75

55,2

0,43

4,22

12

16

120

1,2

0,87

2,86

5,6

4,2

6Ч 25/34

50

36,8

0,59

5,78

12

14

100

0,72

0,87

5,13

2,73

2,84

Д-50

166,6

122,6

1,24

12,2

21

20

430

1,05

0,65

7,1

2,81

2,92

6Ч 36/45

100

73,6

1,56

15,3

26

20

340

1,1

0,87

6,63

3,02

3,92

Как видно, рассматриваемая величина отношения  колеблется в сравнительно широких пределах, но в целом оказывается возможным выделить одну обособленную группу топливной аппаратуры, соответствующие определённым мощностным группам двигателей.

Так по таблице 3.2, в двигателях до мощности 200 л.с. на цилиндр отношение  изменяется примерно от 2,1 до 5,6

В соответствии со сказанным, на базе представленных в табл.3.2 статических норм, для дизелей малой и средней размерностей (порядка до 200 л.с. на цилиндр) следует принять значение m равным 3,0 ÷ 4,5.

Таким образом, выражение (3.4) оказывается возможным переписать в упрощенном виде

, (3.6)

Значение коэффициента подачи  для номинального режима работы топливной аппаратуры двигателя приведены в той же таблице 3.2. На рисунок 3.1 по данным таблицы 3.2 представлена характерная кривая зависимости  от диаметра плунжера для топливных насосов.

В конечном итоге для топливной аппаратуры обычного типа, не обладающей специфическими и конструктивными особенностями, с достаточным основанием можно пользоваться данным рисунке 3.1 для уточнения искомого диаметра плунжера  после его приближенного определения по выражениям (3.4) или (3.6), с ориентировочно принятым . При этом следует обратить внимание на то, что в связи с кубическим корнем в расчетных выражениях (3.6), (3.4) в предварительной оценке числительного значения коэффициента  можно допускать значительную погрешность без заметного искажения конечного результата вычислений. Данное положение даёт определённую возможность принять за основу график на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Зависимость коэффициента подачи от диаметра плунжера топливного насоса

И для расчета топливных систем с клапанным и смешанным регулированием, и, следовательно, распространить его при отсутствии данных по  для аналогичных конструкций вообще на топливную аппаратуру с механическим приводом плунжера.

Изображенная на рисунке 3.1 графическая зависимость с достаточной степенью точности может быть представлена функцией . Использование последней дает более удобную форму исходного выражения (3.3)

, (3.7)

или

, (3.8)

, (3.9)

где  в г/цикл;

в г/см3.

Значение коэффициентов R и R1 для установленных ранее пределов изменения m приведены в табл.3.3 и на рис. 3.2.

Таблица 3.3 - Значение коэффициентов R и R1

(147 квт)

(147 квт)

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

1,24

1,36

1,47

1,56

1,65

1,72

1,78

1,32

1,44

1,54

1,64

1,72

1,79

1,86

По аналогии с выражением 1.6 двигатель мощностью до 200 л.с. в цилиндре

, (3.10)

В конечном итоге, точный расчет диаметра плунжера можно производить по выражению (3.4), приближенный расчет – при отсутствии данных по  по выражению (3.8) с выбором численных коэффициентов R и R1 для заданного отношения m по табл.3.3. или рис.3.2.

Рисунок 3.2 Зависимость расчетных коэффициентов R и R1

Геометрически полезный ход плунжера, дающий необходимую производительность плунжерного элемента, с очевидностью устанавливается по выражению

, (3.11)

При конкретном проектировании плунжерной пары расчетная величина  должна быть принята с запасом в 25-30% для обеспечения узаконенной перегрузки двигателя и компенсации износа плунжерной пары в эксплуатации.

, (3.12)

В случае возможного форсирования топливной аппаратуры по производительности с целью дальнейшего увеличения мощности дизеля, данный запас должен быть соответственно увеличен и гарантирован выбранными размерами.

При определении полного хода плунжера , помимо указанного выше запаса производительности, следует учитывать условия обеспечения наполнения надплунжерного объема топливом и необходимость отсечки топлива при достаточных скоростях плунжера. В соответствии с данными обстоятельствами, полный ход плунжера золотникового типа не может быть меньше двукратной величины полезного геометрического хода. По фактическим данным, приведённым в таблице 3.2, очевидно, что для насосов с клапанным и смешанным регулированием отношение полного хода плунжера  к геометрическому полезному ходу  составляет 1,38÷2,45 и 2,31÷6,14.

На номинальном числе оборотов двигателя средняя скорость плунжера в соответствии с практическими нормами обычно выбирается в пределах от 0,7÷1,5 м/с для четырехтактных двигателей.

На базе гидромеханических критериев подобия суммарное живое сечение сопловых отверстий распылителей

, (3.13)

где  площадь поперечного сечения плунжера топливного насоса;

плотность впрыскиваемого топлива;

давление затяга иглы форсунки;

давление в цилиндре двигателя в конце хода сжатия;

безразмерный критерий, равный 1,5÷2,1.

Для наиболее напряженных условий работы топливной аппаратуры принимаются меньшие значения критерия . Окончательно эффективное сечение распылителей, диаметр и число отверстий выбирается в процессе доводки рабочего процесса двигателя.

Рассчитаем основные размеры и кинематические показатели плунжера четырехцилиндрового четырехтактного дизеля без надува 100 л. с. При об/мин и удельным расходом топлива г/л. с. ч, г/цикл.

По выражению (3.1)

, г/цикл

По выражению (3.10) при

0,8см = 8мм

мм

где -геометрический полезный ход плунжера;

-диаметр плунжера.

Рассчитываем полезный ход плунжера

мм

Фактическая продолжительность впрыска

Средняя скорость плунжера топливного насоса

м/сек

где число оборотов вала топливного насоса;

геометрическая продолжительность впрыска по углу поворота вала.

По выражению (1.13), при значении критерия , затяге пружины иглы форсунки кг/см2 и площади плунжера см2

мм2


4 Безопасность жизнедеятельности

4.1 Разработка мероприятий по   созданию безопасных условий труда  на участке по ремонту дизельной аппаратуры

Цель дипломного проект является проектирование «Проект станции технического обслуживания с разработкой участка по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей».

В проекте СТО предусмотрены следующие производственные участки: участок ремонта электрооборудования, ремонта системы питания, ремонта топливной аппаратуры дизельных двигателей.

Для данной станции технического обслуживания детально разрабатывается участок по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей легковых автомобилей. Участок по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей легковых автомобилей предназначен для ремонта топливного насоса высокого давления и ремонта форсунок, а также другой аппаратуры топливных систем дизельных ДВС для которого разрабатываются безопасные  условия труда.

Режим работы СТО с 9 -18 часов, количество рабочих дней – 255.

Согласно экономическим расчетам на данном участке по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей легковых автомобилей работает 2 человека.

Согласно технологической части проекта площадь разрабатываемых  участков : общая площадь  участка по ремонту топливной аппаратуры составляет 126 м2, а участка испытательного стенда составляет 8.7 м2, высота помещений 5 м, объем помещения  составляет 43,5 м3.   Участок испытательного стенда относится к помещению повышенной загазованности, для него необходимо рассчитать воздухообмен.

На участке производится ремонт, диагностирование и регулировка ТНВД, форсунок, топливоподкачивающих насосов, а также другой аппаратуры топливных систем дизельных ДВС.

В результате работы форсунок топливных систем дизелей при высоких термических нагрузках, а также на некачественном дизельном топливе происходит закоксовывание и засорение распылителей форсунок, нарушается количество подаваемого топлива в цилиндры двигателя, в результате чего все вышеперечисленные факторы отрицательно воздействуют на работу ДВС в целом.

В процессе эксплуатации ТНВД происходит изнашивание рецензионных деталей топливных насосов, нарушение угла опережения и момента подачи топлива секциями ТНВД, а также количества подаваемого топлива в цилиндры двигателя.

Данные неисправности требуют своевременного технического ремонта или обслуживания, т.к. при дальнейшей эксплуатации дизеля с неисправной системой питания может возникнуть неисправность или отказ работы двигателя в целом.

Для устранения данных неисправностей было решено спроектировать специализированный топливный участок по ремонту систем питания дизельных ДВС.

Для проведения этого вида работ на участке предусматриваем соответственно следующее оборудование, приведенное в таблице 4.1

Таблица 4.1-Подбор оборудования на участке по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей

№ п/п

Оборудование участка

1

Универсальный стенд КИ-ТМИ 8/7,5

2

Испытательный и регулировочный стенд ДД2110 для дизельных форсунок

3

Дизель-тестер ДД3800

4

Прибор для оценки технического состояния плунжерных пар ДД2115

5

Индикатор пневмоплотности цилиндров ДД4210

6

Верстак слесарный

7

Стол для диагностического оборудования

8

Ларь для отходов

9

Шкаф для инструментов и материалов

10

Тележка инструментальная

11

Стеллаж

12

Верстак для диагностики и ремонта форсунок

Рабочие работают в спецодежде. Для рабочих предусмотрены санитарно-бытовые помещениями:  туалет, умывальник, душ, гардероб, комната отдыха и приема пищи, согласно СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые помещения».

Для работающих на данном участке создаются безопасные условия труда по всем производственным факторам.

Параметры микроклимата устанавливаются  согласно СанПиН 2.2.4.548-96 ’’Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.”, оптимальными параметрами микроклимата для категории2 а – работ средней тяжести и теплого и холодного периодов года приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2 -Оптимальные параметры микроклимата для  категории 2 а

Период года

Категория работ по уровню энергозатрат Вт

Температура воздуха

0С

Относительная влажность воздуха %

Скорость движения воздуха м/с

холодный

175 – 232

19-21

40-60

0,2

теплый

175 – 232

20 -22

40-70

0,3

Оптимальные параметры микроклимата могут быть выведены из равновесия за счет теплоизбытков в помещении от людей, солнечной радиации, автомобилей. Для поддержания оптимальных параметров микроклимата на участке предусмотрена общеобменная приточно – вытяжная система вентиляции.

По параметрам микроклимата на участке  обеспечены оптимальные условия труда – 1 класс, согласно Р2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической  оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».

 Согласно технологическому процессу,  автомобили заезжают и в воздух рабочей  зоны попадают вредные вещества с выхлопными газами: оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота, пары бензина. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать 0,8 ПДК, согласно Р 2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».

Предельно допустимые концентрации вредных веществ установлены: ГН 2.2.5 1313-03 «Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны приведены в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе

Наименование веществ

ПДК,мг/м3 

Класс опасности

Оксид углерода

20

IV

Сажа

4

III

Диоксид азота

2

III

Наименование веществ

ПДК,мг/м3 

Класс опасности

Диоксид серы

10

III

Бензин

100

IV

Керосин

300

IV

Углеводороды

300

IV

Концентрация вредных веществ в воздухе  не превышает 0,8 ПДК по всем вредным веществам, что обеспечивается за счет применения на данном участке  общеобменной приточно-вытяжной  механической вентиляции и использования местного отсоса выхлопного шланга, присоединяемого  к выхлопной трубе при прогреве двигателя при выезде машин с территории участка.

Концентрация вредных веществ и примесей в воздухе рабочей зоны не превышает 0.8 ПДК по всем вредным веществам, согласно руководства Р.2.2.2006 - 05 “Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей  среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда”, что обеспечивается за счет организации общеобменной приточно-вытяжной механической системой вентиляции и применением шлангового отсоса при прогреве двигателей машин.

По химическому фактору на производственном участке созданы допустимые условия труда – 2 класс, согласно Р 2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»

Освещение на данном участке принято общее равномерное – применяются лампы накаливания. Разряд зрительных работ 6 а – грубая, очень малой точности, согласно СНиП 23.05.95 “Естественное и искусственное освещение”

Минимальная, но необходимая общая освещенность поддерживается установкой ламп ДРЛ – 125. Общее освещение на участке равномерное.

По освещенности на производственном участке созданы допустимые условия труда – 2 класс, согласно Р 2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»

Источником шума в данном помещении является оборудование. Уровень звукового давления устанавливается согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”. Нормативные уровни по октавным полосам и эквивалентный предельно-допустимый уровень звуковых колебаний приведены в таблице 4.4

Предельно-допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для участка по ремонту топливной аппаратуры дизельных автомобилей.

Нормативный уровень звукового давления достигается поддержанием глушителя автомобилей в исправном состоянии.

По шумовому фактору  на производственном участке созданы допустимые условия труда – 2 класс, согласно Р 2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»

Таблица 4.4 Предельно-допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест

Вид трудовой деятельности рабочее место

Уровни звукового давления, дБ, в октавах полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные уровни звук (в дБА)

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Выполнение

всех видов

работ (за

исключением

перечисленных в п.п.1-4 и аналогичным им) на

постоянных

рабочих местах в

производствен

ных и на

территории

предприятия

107

95

87

82

78

75

73

71

69

80

На данном участке имеет место  общая вибрация – категории 3 технологическая тип «а» и локальная вибрация, которая регламентируется согласно СН 2.24/2.1.8566-96 “Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”.

Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 3 – технологической типа «а» приведены в таблице 4.5

Таблица 4.5 Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 3 – технологической типа «а»

Среднегео-

метрические

частоты

полос,

Гц

Предельно допустимые значения  по осям Хо, Yo, Zo

виброускорения

виброскорости

м/с2

дБ

м/с2 . 10-2

дБ

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

1,6

0,089

99

0,89

105

2,0

0,079

0,14

98

103

0,63

1,30

102

108

2,5

0,070

97

0,45

99

3,15

0,063

96

0,32

96

Продолжение таблицы 4.5

Среднегео-

метрические

частоты

полос,

Гц

Предельно допустимые значения  по осям Хо, Yo, Zo

виброускорения

виброскорости

м/с2

дБ

м/с2 . 10-2

дБ

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

1/3 окт

1/1 окт

4,0

0,056

0,10

95

100

0,22

0,45

93

99

5,0

0,056

95

0,18

91

6,3

0,056

95

0,14

89

8,0

0,056

0,10

95

100

0,11

0,22

87

93

10,0

0,070

97

0,11

87

12,5

0,089

99

0,11

87

16,0

0,110

0,20

101

106

0,11

0,20

87

92

20,0

0,140

103

0,11

87

25,0

0,180

105

0,11

87

31,5

0,220

0,40

107

112

0,11

0,20

87

92

40,0

0,280

109

0,11

87

50,0

0,350

111

0,11

87

63,0

0,450

0,79

113

118

0,11

0,20

87

92

80,0

0,560

115

0,11

87

Корректи-

рованные

и эквива-

ленные

корректи-

рованные значения и

их уровни

0,10

100

0,20

92

ПДУ общей вибрации – 3 Категория тип «а» на рабочих мест достигается за счет установки оборудования на шумо-вибропоглощающие фундаменты.

Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими настоящие санитарные нормы более чем не 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценки или в какой-либо октавной полосе не допускается.

Таблица 4.6 - Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

*Предельно допустимые значения по осям   

виброускорение

виброскорость

м/с

дБ

м/c·10

дБ

8

1,4

123

2,8

115

16

1,4

123

1,4

109

31,5

2,8

129

1,4

109

63

5,6

135

1,4

109

125

11,0

141

1,4

109

250

22,0

147

1,4

109

500

45,0

153

1,4

109

1000

89,0

159

1,4

109

Продолжение таблицы 4.6

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

*Предельно допустимые значения по осям   

виброускорение

виброскорость

м/с

дБ

м/c·10

дБ

Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни

2,0

126

2,0

112

* Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими настоящие санитарные нормы более чем на 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценке или в какой-либо октавной полосе, не допускается.

Нормативные значения вибрации технологического оборудования достигнуты за счет установки на вибропоглащающих  основания.

По общей и локальной вибрации обеспечиваются допустимые условия труда и установлен 2 класс, согласно Р 2.2.2006 – 05.

Для защиты воздействия локальной вибрации рабочие пользуются вибропоглощающими перчатками.

По локальной и общей  вибрации категории 3 технологическая тип «а» на производственном участке созданы допустимые условия труда – 2 класс, согласно Р 2.2.2006 – 05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»

 Согласно СНиП 21-01-97 “Пожарная безопасность зданий и сооружений” данный участок по пожароопасности относится к категории - Б.

Причинами возгорания могут являться замыкание электропроводки оборудования или подтекание топлива из резервуаров хранения топлива, а также испытательных стендов и оборудования.

Для локализации возможного возникновения пожара на участке предусматривается установка порошковых огнетушителей ОП -5.

Огнетушители устанавливаются в помещении на расстоянии 1,35 м от пола и закрепляются хомутами, достаточно одного огнетушителя.

Предусмотрены все меры по обеспечению пожаробезопасности.

По электробезопасности данный участок относится ко 2 классу (повышенной электроопасностью). Источниками поражения электрическим током являются электрооборудование испытательных и регулировочных стендов и диагностическое оборудование.

На данном предприятии схема электрической проводки трехфазная, четырех проводная с глухо-заземленной нейтралью.

Согласно ГОСТ Р 50571.3-94  ч.4 «Требования  по  обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током», предусмотрено зануление оборудования. Сопротивление зануляющего проводника не превышает 0,10 Ома. Цель зануления – обеспечить мгновенное отключение аварийного участка.

По электробезопасности предусмотрены безопасные условия труда.

На данном участке важным фактором является качество воздуха рабочей зоны. Для поддержания фактической концентрации углеводородов в воздухе рабочей зоны на уровне 0.8 ПДК, необходимо произвести расчет воздухообмена по загазованности.

4.2 Расчёт воздухообмена по загазованности участка испытательного стенда

Установлен один стенд для испытания форсунок. Расход дизельного топлива за год составляет 10 кг. Испытание форсунок длится за смену 6 часов. Расход дизтоплива составляет за смену 400 гр. В процессе работы стенда в атмосферу организованно поступают вредные вещества: углеводороды (керосин).

Выбросы вредных веществ определяются по формулам "Методики проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом) , 1998 г.

Выбросы  загрязняющих веществ определяются по удельные выделениям .

Удельные выделения загрязняющих веществ в процессах испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры (на единицу массы дизельного топлива, расходуемого на компенсацию потерь при испытаниях)

Таблица 4.7 - Удельные выделения загрязняющих веществ

Вид выполняемых работ

Применяемые вещества и материалы

Выделяемое загрязняющее вещество

Наименование

Удельное количество, г/кг (qi)

Испытание дизельной топливной аппаратуры

Дизельное топливо

Углеводороды

317

Проверка форсунок

Дизельное топливо

Углеводороды

788

Расчеты  выбросов  загрязняющих веществ при испытании дизельной аппаратуры в воздух рабочей зоны определяется по формуле 4.1

Максимальный разовый выброс определяется по формуле: г/ч

 , (4.1)

где Т – чистое время испытания и проверки в день, час;

В – расход топлива за период испытания ,кг.

г/с

.Количество паров углеводородов, поступающих  в воздух рабочей зоны за час поступает :

г/ч

Расчёт воздухообмена по загазованности производится по формуле 4.2

 м3

Выбор системы вентиляции производим через коэффициент кратности, который определяем по формуле 4.3

,   (4.3)

гдерасчетное количество воздуха необходимое для поддержания нормативной концентрации, 438;

объем помещения, 43,5 м3.   3

Так как  n>2 то применяем механическую систему вытяжной  вентиляции.

Количество приточного воздуха определяется через уравнение баланса.

.

, (4.4)

где количество удаляемого воздуха, кг/ч,

количество приточного  воздуха , кг/ч

Количество приточного воздуха   определяется по формуле:

, (4.5)

где количество воздуха удаляемого механическим путём, кг/ч

количество притока воздуха, поступающего механическим путем, кг/ч

количество притока воздуха естественным путём, кг/ч

Количество воздуха необходимого для вытяжки механическим путём определяется по формуле:

, (4.6)

где плотность удаляемого  воздуха,

кг/м3

Количество притока воздуха естественным путём определим по формуле:

, (4.7)

где плотность воздуха внутри помещения,  кг/м3

кг/м3

Из уравнения баланса находим количество приточного воздуха.

кг/м3

Необходимо определить объём приточного воздуха. притоком

м3

Определяем коэффициент кратности на приток

Коэффициент кратности на приток n больше 2,  то на приток применяем механическую систему вентиляции.

Применение приточно-вытяжной механической системы вентиляции обеспечивает поддержание санитарно-гигиенических качества воздуха рабочей зоны.

На вытяжку устанавливается вентилятор Ц -4 – 70 №2.5 производительность 500 м3

На приток устанавливается вентилятор Ц -4 – 70 №2.5 производительность 350 м3

Загазованность по всем веществам не превышает 0,8 ПДК по каждому веществу за счет внедрения  вытяжной системы вентиляции.

По химическому фактору на производственном участке обеспечен 2 класс допустимые условия труда, который обеспечивается  механической  вытяжной системой вентиляции.


5 Экономическая часть

Несмотря на огромную территорию нашей страны, более 80% японских автомобилей были привезены на Дальний восток. Лидирующее место на рынке иномарок в Приморье занимает фирма «Toyota», «Nissan», «Mitsubishi». Владельцы этих иномарок и составят круг потенциальных клиентов на предлагаемую услугу по диагностике и ремонту топливных систем дизельных двигателей.

Сложившаяся экономическая ситуация вынуждает большинство населения Приморского края эксплуатировать подержанные японские автомобили, средний срок эксплуатации которых составляет на сегодняшний день 7-9 лет. При этом большая часть автомобилей эксплуатируется в Приморье порядка 4-6 лет.

Особенности Приморского климата (большие перепады температур, запыленность, повышенная влажность, рельеф местности), отсутствие качественных видов топлив, неадаптированность японских автомобилей к условиям приморского климата, продажа в розничной сети поддельных смазочных и других расходных материалов приводят к повышенному износу деталей и систем двигателя, снижению срока эксплуатации, возрастанию расходов на эксплуатацию. Эти факторы побуждают авто владельцев обращаться к услугам предприятий автосервиса.

В данном проекте рассматривается разработка участка по диагностике и ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов и небольших грузовиков.

На СТО выполняются такие виды работ как:

  •  диагностика и ремонт ходовой части;
  •  замена технических жидкостей;
  •  ремонт электрооборудования;
  •  ремонт глушителей;
  •  установка сигнализаций;
  •  шиномонтаж.

Также производится продажа оригинальных и контрактных запчастей.

В распоряжении организации остается часть помещений, не эффективно используемых в производственном процессе, на территории которых предлагается разместить участок по ремонту топливной аппаратуры дизелей.

В данной главе будут приведены некоторые экономические показатели, характеризующие финансовую сторону проекта, на основании которых возможен экономический расчет его окупаемости.

5.1 Исходные данные

Исходные данные для экономического расчета участка по диагностике и ремонту топливных систем дизельных двигателей были взяты на примере одного из предприятий города Владивостока и приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Исходные данные

Количество рабочих дней в году, дней

255

Количество часов работы, ч.

8

Количество смен

1

Количество постов, ед.

2

Пропускная способность участка в год, ам/год

510

Количество заездов в день, ам/сут.

2

Пропускная способность поста в сутки рассчитывается на основе нормы времени на один ремонт и продолжительности смены

, а/м (5.1)

где количество автомобилей, проходящих за смену через пост;

продолжительность смены, 8 ч.;

количество смен, 1 смена;

норма времени на проведение одного ремонта, 5,46 челч.;

количество механиков, 1 человек

а/м

5.2 Нормы времени на диагностику и ремонт ТНВД

Согласно РД 03112178-1023-99 “Сборник норм времени на техническое обслуживание и ремонт легковых, грузовых автомобилей и автобусов” представим в виде таблицы 5.2. Нормами времени учтено время, затрачиваемое рабочими на подготовку рабочего места, получение материалов, инструмента и приспособлений, с подноской их к месту работы и сдачей после окончания работы, на заправку и заточку инструмента в процессе работы, обслуживание приспособлений и оборудования, получение заданий и оформление нарядов, а также перемещение материалов, деталей и оборудования на расстояние до 30 м (с учетом одной физкультурной паузы).

Таблица 5.2 – Нормы времени на диагностику, регулировку и ремонт ТНВД

Содержание операций

Профессия исполнителя,

разряд

Норма времени,

час

1. Снять и установить ТНВД

Слесарь, 4

0,95

2. Разобрать и собрать ТНВД

Слесарь, 4

2,27

3. Ремонт ТНВД

Слесарь, 5

1,44

4. Регулировка ТНВД

Слесарь, 5

0,8

Итого

5,46

5.3 План реализации услуг

План производства и реализации услуг - это один из важнейших и определяющих разделов плана экономического развития СТО.

Именно он служит начальной базой для определения потребности в материальных, трудовых и финансовых ресурсах СТО. На основе этого плана производятся все плановые расчеты по труду и заработной плате и материально-техническому снабжению.

План реализации услуг по обслуживанию автомобилей разрабатывается на планируемый год с разбивкой по кварталами в стоимостном и условном выражении.

Объем реализации услуги по диагностике и ремонту ТНВД за год рассчитаем по выражению

, (5.2)

где годовой объем выпуска продукции, а/м.;

количество автомобилей, проходящих за смену через участок;

количество рабочих дней в году, 255 дней

, а/м

План реализации услуг приведен в таблице 5.3. Сумма ремонта достаточно разная, она может колебаться от 3000руб. до 15000 за ТНВД. Возьмем среднюю стоимость одного ремонта 5500 руб.

Таблица 5.3 - План производства и реализации услуги по диагностике и ремонту ТНВД

Наименование вида услуг

В натуральном выражении

В стоимостном выражении, тыс.руб.

Всего

В т.ч. по кварталам

Всего

В т.ч. по кварталам

За год

1

2

3

4

За год

1

2

3

4

Диагностика и ремонт ТНВД

510

120

135

135

120

2805

660

742,5

742,5

660

Регулировка ТНВД

150

30

50

40

30

1280

420

220

220

420

5.4 Расчет капитальных вложений

Расчет капиталовложений включает в себя расчет стоимости производственных площадей и расчет стоимости приобретения необходимого оборудования. В состав диагностического участка входит одно помещение общей площадью (). Помещение берется в аренду, поэтому расчет капиталовложений сводится к расчету стоимости приобретения оборудования, стоимости реконструкции помещения для оборудования поста регулировки ТНВД.

Для определения капитальных вложений в оборудование составим таблицу ведомости основного технологического оборудования и оснастки ,представленных в таблице 5.4

Таблица 5.4 - Ведомость основного технологического оборудования

Наименование

Кол-во, Шт

Мощность, КВт.

Стоимость Руб.

Срок

Ам-ции, лет

Сумма

Ам-ции, руб

Универсальный стенд КИ-ТМИ 8/7,5

1

7,5

600000

7

85714

Испытательный и регулировочный стенд ДД2110 для дизельных форсунок

1

---

20000

5

4000

Дизель-тестер ДД3800

1

0,11

70000

7

1000

Продолжение таблицы 5.4

Наименование

Кол-во, Шт

Мощность, КВт.

Стоимость Руб.

Срок

Ам-ции, лет

Сумма

Ам-ции, руб

Прибор для оценки технического состояния плунжерных пар ТНВД ДД2115

1

---

18000

5

3600

Индикатор пневмоплотности цилиндров (дизель) ДД4210

1

---

13800

5

3600

Шкаф для инструментов и материалов

3

---

9000

2

4500

Верстак слесарный

2

---

38600

10

3860

Стол для диагностических приборов

1

---

5000

2

2500

Верстак для диагностики и ремонта

1

---

22000

2

11000

Ларь для отходов

2

---

3000

1

3000

Стеллаж

3

---

9000

2

4500

Тележка инструментальная

1

---

6000

3

2000

Набор инструментов

1

---

30000

5

2760

Набор спец. ключей ,шестигранников

1

---

5000

2

2500

Итого

849400

124324

Сумма капитальных вложений складывается из стоимости оборудования и стоимости ремонта

, (5.3)

где cуммарные капитальные вложения;

стоимость приобретения оборудования;

Стоимость оборудования () берем из таблицы 5.4.

руб

5.5 Расчет себестоимости одного обслуживания

4.5.1 Расчет фонда заработной платы

Расчет зарплаты производственных рабочих выполняется по формуле

, (5.4)

где  расценка на один ремонт;

тарифная ставка;

трудоёмкость по данному разряду, час.

Тарифную ставку примем исходя из принятой оплаты норма часа для слесаря, 200руб/час. Таким образом расценка составит

руб

Социальные отчисления 26,2 % от суммы основной и дополнительной зарплаты

руб

Результаты расчётов представлены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - ФОТ производственных рабочих на одно обслуживание

Разряд

Тарифная ставка

Трудоёмкость, час

Расценка, руб.

Социальные отчисления

Итого ФОТ

5

200

5,46

1092

286

1378

5.5.2 Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

1) Амортизация оборудования

, (5.5)

где  затраты на амортизацию оборудования на один ремонт;

годовая сумма амортизации (124324руб );

годовой объём (510а/м)

руб

2) Электроэнергия, расходуемая оборудованием

, (5.6)

где затраты на электроэнергию расходуемую оборудованием;

расценка на электроэнергию (3,62 руб. за кВт/ч);

время потребления оборудованием электроэнергии, час.;

мощность оборудования.

Продолжительность использования оборудования и потребляемая мощность приведены в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Доля использования технологического оборудования

Наименование оборудования

Время работы, за

одно облуживание

Мощность

потребления

Универсальный стенд КИ-ТМИ 8/7,5

1,44

7,5

Дизель-тестер ДД3800

1,44

0,11

руб

3) Затраты на текущий ремонт оборудования (12% от первоначальной стоимости)

, (5.7)

где  затраты на ТР оборудования, на один ремонт;

первоначальная стоимость оборудования;

годовой объём (510)

руб

Суммарные затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

, (5.8)

руб

5.6 Цеховые расходы

5.6.1 Затраты на отопление

Затраты на отопление рассчитаем по формуле

, руб (5.9)

где: расход тепловой энергии;

тариф за 1 Гкал(1007 руб.)

Тепловой расход энергии , ккал/год, рассчитаем по формуле

, (5.10)

где тепловая характеристика зданий, принимается в пределах 0.3 - 0.5 ккал/(м3град-ч);

объем по наружному обмеру, 630 м3;

температура внутри здания, 18°С;

средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон (приводится в климатических справочниках, для г.Владивостока -24°С;

продолжительность отопительного периода, 4320 ч/год.

ккал/год

Гкал/год

руб

Затраты на один ремонт

руб

5.6.2 Годовые затраты на электроэнергию для освещения

Установлено 10 ламп ЛБ-40 по 40 Вт и 8 ламп по 100 Вт включенные по 9 часов в день.

Расходуемая электроэнергия в день

кВт/ч

Расход в год

кВт/ч

Затраты на один ремонт

, (5.11)

руб

5.6.3 Годовые затраты на воду

Из технологического расчета СТО следует, что суточный расход воды на участке равен 237 литров (0,237 м3). Расход в год

Затраты на один ремонт

руб

5.6.4 Расчет аренды помещения

Аренда помещения/мес

, (5.12)

где: площадь помещения, 126 м2;

стоимость м2/мес. 300 руб

руб

Аренда помещения в год

, (5.13)

руб

Аренда помещения на один ремонт

, (5.14)

5.6.5 Сырьё и материалы

Таблица 4.7 - Стоимость сырья и материалов за один ремонт

Сырьё и материалы

Стоимость, руб.

Топливо (Дизельное топливо)

108

Перчатки (2пары)

150

Очищающая жидкость

100

Итого:

358

Цеховые расходы сведем в таблицу 5.8

Таблица 5.8 - Цеховые расходы

Наименование статьи расходов

Затраты, руб

Отопление

67,7

Освещение

19,5

Вода

2,8

Аренда

890

Сырьё и материалы

358

Затраты на содержание и текущий ремонт помещения

343

Итого

1681

5.7 Расчёт себестоимости одного ремонта

Расчёт себестоимости одного ремонта приведён в таблице 5.9

Таблица 5.9 - Себестоимость проведения одного ремонта

№ п/п

Статьи калькуляции

Сумма, руб.

1

ФОТ

1378

2

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

706

3

Цеховые расходы

1681

4

Административные расходы 25%

810

Себестоимость проведения одного обслуживания

4575

5.8 Эффективность работ по диагностике и ремонту ТНВД

Рентабельность одного ремонта рассчитываем по формуле

, (5.15)

где  выручка;

общие годовые издержки

Рентабельность составила 35%.

Прибыль на единицу ремонта

, (5.16)

руб

Валовая прибыль за год

, (5.17)

где годовой объем ремонтных работ;

прибыль на единицу ремонта

руб

Прибыль за вычетом налога на прибыль (20%) за год

, (5.18)

где прибыль чистая

руб

Срок окупаемости проекта

, (5.19)

где суммарные капиталовложения;

прибыль чистая

года

Срок окупаемости проекта примем 2 года 3 месяца.

Основные технико-экономические показатели сведены в таблицу 5.10

Таблица 5.10 - Основные технико-экономические показатели

Показатели

План

Объем выполненных работ, ед. руб.

510

2805000

Численность рабочих, чел

2

Фонд заработной платы, всего в год, руб.

702780

Средняя зарплата одного рабочего, руб/мес.

29282,5

Капитальные затраты, руб.

849400

Себестоимость услуг, руб.

4575

Цена реализации услуг, руб.

5500

Прибыль на единицу ремонта, руб.

925

Валовая прибыль в год, руб.

471750

Прибыль чистая, руб.

377400

Уровень рентабельности, %

20

Срок окупаемости, год

2,3

Таким образом, по результатам экономического расчета, данный проект является экономически выгодным. Срок окупаемости проекта по расчетам получился не большим, что делает данный проект более привлекательным для возможных инвесторов, так как на данный момент времени не каждый предприниматель решится вкладывать деньги в проекты с длительным сроком окупаемости, ввиду разнообразных рисков.


Заключение

Проектирование станции технического обслуживания в г. Владивостоке наиболее актуально, так как наблюдается повышенный приток автомобильного транспорта. Следует сделать ударение на создание специализированных станций по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей японского производства с использованием современного диагностического и ремонтного оборудования, так как узконаправленная деятельность способствует повышению скорости и, что самое главное, высокому качеству выполняемых работ.

В данном дипломном проекте рассматривалось создание специализированной городской СТО по диагностике и ремонту топливных систем дизельных двигателей.

В процессе работы подобрано необходимое для проведения работ диагностическое оборудование и определены пути получения необходимой технической информации.

Цель данного дипломного проекта заключалась в проектировании участка по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей. Основными задачами проектируемого участка являлось оказание полного комплекса услуг по ремонту топливной аппаратуры дизелей.

В технологической части рассмотрены существующие топливные системы дизельных двигателей, устройство, порядок диагностики и ремонта ТНВД.

Технологическая часть включает в себя разделы, в которых произведен расчет основных параметров проектируемого участка исходя из планируемого числа обслуживаемых автомобилей. В целом принятая площадь участка соответствует расчетной.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» разработаны мероприятия по безопасности работы на участке ремонта топливной аппаратуры. Рассчитан воздухообмен при загазованности воздуха рабочей зоны.

В экономической части дана общая характеристика предприятия, произведен расчет рентабельности, срока окупаемости, величины затрат и доходов данного предприятия.

Рассчитав все параметры и оценив ситуацию на рынке, мы убедились, что данный участок будет успешно функционировать, и займет свою нишу на рынке автосервисов г. Владивостока.

Срок окупаемости проекта составил 2 года 3 месяца. Проект экономически выгоден.


Список использованных источников 

  1.  Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов / Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П.Болдин и др.; под ред. Е.С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт. 1991. - 413 с.
  2.  Грехов Л.В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управлением: учебно-практическое пособие / Л.В. Грехов. – М.: Легион-Автодата, 2003. – 176 с.
  3.  Современные системы дизельного впрыска Bosch: высокое давление позволяет сократить вредные выбросы [Электронный ресурс] / Bosch в России. Автомобильные запчасти и принадлежности. 2009. – Режим доступа: http://auto.bosch.ru/language1/ matherials/modern-systems-diesel-injection/index.html
  4.  Грехов Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков 2-е изд. - М.: Легион-Автодата, 2005. - 344 с, ил.
  5.  Арустамов Л.Х. Дизельные топливные насосы высокого давления распределительного типа: Учебное пособие / Л.Х.Арустамов - М.: МГА авто-моб. и тр. маш.,1994. - 80 с.
  6.  Хачиян А.С. Двигатели внутреннего сгорания: учебник для вузов / А.С. Хачиян , К.А. Морозов,В.Н. Луканин 2-е издание ,перераб. и доп. –М : Транспорт,1985.- 311с. ил.
  7.  Крутов В.И. Топливная аппаратура автотракторных двигателей: учебник для вузов / В.И. Крутов, В.Е. Горбаневский, В.Г. Кислов - М.: Машиностроение, 1985. - 208 с.
  8.  Топливные системы дизелей с насос-форсункамии индивидуальными ТНВД. Перевод с английского. Учебное пособие / М.: Легион-Автодата, 2006. - 76с.: ил.
  9.  Голубков Л. Н. Топливные насосы высокого давления распределительного типа: Учебное пособие / Л. Н. Голубков, А. А. Савастенко, М. В. Эмиль - 7-е изд. - М.: Легион-Автодата, 2007.192 с. ил.
  10.  Данов Б.А. Электронные системы управления иностранных автомобилей / Б.А. Данов - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. – 224с.
  11.  Ефимов С.И. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для ВУЗов по специальности «ДВС» / С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др. Под общей ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1985.-456 с.

  1.  ГОСТ 10578-95. Насосы топливные дизелей. Общие технические условия - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 19 с.
  2.  Овсянников В.В. Производственно-техническая инфраструктура предприятий автомобильного сервиса: Практикум / В.В. Овсянников, А.Ф. Ковалевский - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2004. - 60с.
  3.  Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов / Г.М. Напольский. -  - 2-е изд. - М.: Транспорт, 1993. - 271 с.
  4.  Афанасьев Л.Л. Гаражи и станции технического обслуживания автомобилей / Л.Л. Афанасьев, Б.С. Колясинский, А.А. Маслов - М.: Транспорт, 1980. - 216 с.
  5.  РД 03112178-1023-99 Сборник норм времени на ТО и ремонт легковых, грузовых автомобилей и автобусов: в 2 т. Т. 1. - М.: Министерство транспорта Российской Федерации, Департамент автомобильного транспорта, ГУП "Центроргтрудавтотранс", 2001. - 172 с.
  6.  ОНТП-01-91 Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта. - М.: Гипроавтотранс, 1991. - 184 с.
  7.  Кукин П.П. Безопасность жизнедеятельности / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Понамарёв. - М.: Высш. шк., - 2001. – 431 с.
  8.  Кузнецов Ю.М. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта: справочник / Ю.М. Кузнецов. - М.: Транспорт,1986. – 59 с.
  9.  Миротина Л.Б. Управление автосервисом: Учеб. пособие для ВУЗов / Под общ. ред. д.т.н., проф. Л.Б. Миротина. – М.: Издательство Экзамен, 2004. – 320с.
  10.  Горфинкель В.А. Экономика предприятия: Учеб. для вузов .-М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1996.-367 с.
  11.  Сухова Л.Ф. Практикум по разработке бизнес-плана и финансовому анализу предприятия / Л.Ф. Сухова, Н.А. Чернова. – М.: Высшая Школа, 2001 – 57 с.
  12.  Орлова Е.Р. Бизнес-план: основные проблемы и ошибки, возникающие при его написании / Е.Р. Орлова. - 3-е изд., стер. - М.: Омега-Л, 2005. - 152 с.
  13.  Пермяков В.В. Дипломное проектирование. Методическое руководство по дипломному проектированию для студентов специальности 23 01 00 / В.В. Пермяков, В.В. Шаповал - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2000. - 12 с.
  14.  Федоренко В.А. Справочник по машиностроительному черчению. / В.А Федоренко, А.И. Шошин; под ред. Г.Н. Поповой - 14-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 416 с., ил.
  15.  Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / В.Н. Анурьев - М.: Машиностроение, 1979.
  16.  Попова Н.И. СТП 1.005-2007. Система вузовской учебной документации. Общие требования к оформлению текстовой части дипломных, курсовых работ (проектов), рефератов, контрольных работ, отчетов по практикам, лабораторным работам. Структура и правила оформления. Стандарты Владивостокского государственного университета экономики и сервиса / Н.И. Попова. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2007. – 44 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76061. Антропогенный морфогенез в границах ландшафтов Рязанской области 7.5 MB
  Максимальный показатель антропогенной нагрузки характерен для ландшафтов с чехлом покровных суглинков залегающих на неогеновых песках см. Показатель антропогенной нагрузки изза гражданского строительства здесь ниже но все же достаточно высок и составляет 5 359 295 м3.
76062. Бизнес-план фирмы «ДомМаркет» 70.92 KB
  Предприятия малого бизнеса являются гибкой и динамичной формой реализации предпринимательской деятельности позволяющей свободно выразить деловой и творческий потенциал иметь определенные заработки для достойного образа жизни.
76065. Проектирование структурированной кабельной системы ООО «Прокуратов» 1.21 MB
  Вышеперечисленные стандарты описывают почти одинаковые кабельные системы; но несколько различаются в терминологии и определениях норм для родственных параметров. Кроме терминологии, в этих стандартах имеются различия в списке применимых кабелей: в 1568-А определен коаксиальный кабель 50 Ом...
76066. Внедрение многофункциональной системы «R-keeper» в Группу компаний «ПИР» в частности в ресторан «Корчма. Веселая Кума» 2.84 MB
  Задачи проекта: Автоматизация ресторанов позволяет повысить контроль над всеми процессами протекающим в ресторане, начиная от закупок, заканчивая очерёдностью подачи блюд. Система r keep позволяет ускорить подачу блюд, автоматизировав этапы прохождения заказа от клиента до кухни.
76069. Оценка уровня механизации сельского хозяйства 587 KB
  Определение среднего возраста машин - первоочередная задача. Данная процедура позволяет определить техническое состояние МТП, объёмы капиталовложения и спрогнозировать объем текущих и капитальных ремонтов.