38982

Модернизация системы питания автомобиля КамАЗ-6460 с двигателем КамАЗ-740.50-360 для работы на компримированном природном газе

Дипломная

Производство и промышленные технологии

3Параметры окружающей среды и остаточные газы Принимаем атмосферные условия: МПа К. Принимаем давление надувочного воздуха: МПа Принимаем показатель политропы сжатия в компрессоре Определяем температуру воздуха за компрессором: К 2. Определяем давление и температуру остаточных газов: МПа...

Русский

2013-09-30

2.39 MB

122 чел.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Инженерный факультет

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

Дипломник Копёнкин Александр Евгеньевич

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

Модернизация системы питания автомобиля КамАЗ-6460
с двигателем КамАЗ-740.50-360 для работы на компримированном природном газе

Руководитель проекта канд. техн. наук, ст. преподаватель____________________________
_______________________________________________________________(А.В.Россохин)

Консультанты:

по безопасности жизнедеятельности ст. преподаватель______
__________________________________________________________(Ю.Ф.Микрюков)

по экономике ст. преподаватель_______________________________(Т.В.Байбакова)

по экологической безопасности доктор техн. наук, профессор____________________
____________________________________________________________(В.А. Лиханов)

Дипломный проект рассмотрен на заседании кафедры «_____»__________________2008 г.
и к защите____________________________________________________________________

Зав. кафедрой доктор техн. наук, профессор_____________________(В.А. Лиханов)

Киров 2008


Вятская государственная сельскохозяйственная академия

Инженерный факультет

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

УТВЕРЖДАЮ:__________

Зав. кафедрой___________

(подпись)

ЗАДАНИЕ

на дипломное проектирование

Студенту: Копёнкину Александру Евгеньевичу

1. Тема проекта: «Модернизация системы питания автомобиля КамАЗ-6460 с двигателем КамАЗ-740.50-360 для работы на компримированном природном газе»

(утверждена приказом академии от _____________г. № _______).

2. Срок сдачи студентом законченного проекта _____________г.

3. Исходные данные к проекту:

1. Журнал «За рулём» 1998-2007 годы.

2. Журнал «Двигателестроение» 1990-2007 годы.

3. Золотницкий В.А. Системе питания газодизельных автомобилей – М; «Издательство Дом Третий Рим». 2000. – 88 с, ил.

4. Григорьев Е.Г., Ерохов В.И. и др. Газобаллонные автомобили. М; Машиностроение. 1989 г.

4. Содержание расчётно – пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов).

Ведомость дипломного проекта

Введение

1. Исследование состояния вопроса

  1.1. Перспективы применения газообразного топлива на автомобильном транспорте

  1.2. Особенности применения компримированного природного газа в дизелях

  1.3 Цель и задачи дипломного проекта

2. Расчётно – теоретическая часть

  2.1 Анализ конструкций газобаллонного оборудования для автомобилей

  2.2 Тепловой расчёт двигателя при работе на дизельном топливе и на КПГ

  2.3 Динамический расчёт двигателя

3. Технологическая часть

  3.1  Расчёт деталей двигателя

 3.2  Прочностные расчёты

 3.3  Расчет по технологии изготовления детали

 3.4  Расчет по расходу топлива 

4. Экологическая безопасность

5.Безопасность жизнедеятельности

6. Экономическая часть

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1. Экологические показатели ДВС                                                                     1 л.

2. Схема системы питания газодизеля

3. Индикаторная диаграмма двигателя КамАЗ-740.50-360                           1 л.

4. Автомобиль КамАЗ-6460. Вид общий                                                           1 л.

5. Стойка с баллонами. Сборочный чертёж                                                      1 л.

6. Стойка баллонная. Сборочный чертёж                                                          1 л.

7. Деталировка деталей крепления баллонов                                                   1 л.

8. Защита. Сборочный чертёж                                                                            1 л.

9. Карта технологическая на изготовление балки опорной                          1 л.

10.Экономические показатели                                                                            1 л.


6.Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта)

Безопасность жизнедеятельности – старший преподаватель Ю.Ф. Микрюков

Экономика – старший преподаватель Т.В. Байбакова

Экологическая безопасность – доктор технических наук, профессор

                                                                                                В.А. Лиханов

  Дата выдачи задания ___________г.

Руководитель___________

                          (подпись)

Задание принял к исполнению (дата) ______________________

                                                                        (подпись студента)


ведомость1


ведомость2


Аннотация

Дипломный проект содержит 10 листов формата А1 графической

документации и 111 лист рассчётно – пояснительной записки.

       В дипломном проекте обоснована возможность применения КПГ в качестве моторного топлива для дизельного двигателя КамАЗ 740.50-360 седельного тягача КамАЗ-6460.

       Представлены схемы систем питания двигателей при работе на КПГ. Показана конструкция крепления баллонов на автомобиле. Также проведён тепловой расчёт дизеля по дизельному и газодизельному процессам, построена диаграмма. Разработана технологическая карта на изготовление детали. Проведён конструкторский расчёт болтовых соединений на срез, расчёт сварного соединения, расчёт расхода топлива. Рассчитаны экономические показатели работы автомобиля на КПГ проектируемой модели.

       Рассмотрен вопрос состояния безопасности жизнедеятельности и рекомендованы меры безопасности при работе на автомобиле с модернизированной системой питания. Рассмотрены экологические характеристики газодизельного двигателя.

       В заключении сделаны выводы и предложения по дипломному проекту.


Содержание

Аннотация 8

Содержание 9

Бизнес – справка 11

Введение 13

1.  Исследование состояния вопроса

1.1  Перспективы применения газообразного топлива на автомобильном транспорте 15

1.2  Особенности применения компримированного приролного газа в

дизелях 19

1.3 Цель и задачи дипломного проекта 23

2.  Расчетно – теоретическая часть

2.1 Тепловой расчет двигателя. Дизельный и газодизельный процессы 24

2.2  Построение индикаторных диаграмм 37

2.3  Кинематический расчет кривошипно – шатунного механизма 40

2.4  Динамический расчёт двигателя 44

3.  Расчётно-технологическая часть. Расчёт и проектирование

деталей двигателя

3.1  Расчёт деталей двигателя 56

3.2  Прочностные расчёты 65

3.3  Расчет по технологии изготовления детали 68

3.4  Расчет по расходу топлива 77

4.  Экологическая безопасность автотранспорта

4.1Расчет выбросов загрязняющих веществ от стоянки 20 автомобилей КамАЗ - 6460. 80

5.  Безопасность жизнедеятельности

5.1  Актуальные проблемы 88

5.2  Анализ производственного травматизма 89

5.3  Организационно – технические мероприятия по снижению

травматизма 91

5.4  Расчёт вентиляции участка ТО газобаллонного оборудования 92

5.5  Инструкция по эксплуатации автомобиля КамАЗ-6460 при работе на копримированом природном газе 93

6.  Экономическая часть. Расчёт экономического эффекта от

снижения стоимости топлива 99

Выводы и предложения 103

Список литературы 104

Приложения 107


Бизнес-справка

Цель проекта

Улучшение эксплуатационных показателей автомобиля КамАЗ-6460 посредством применения компримированного природного газа в качестве моторного топлива.

Краткое описание разработки

Модернизирована система питания автомобиля КамАЗ-6460 за счёт применения природного газа в качестве основного топлива – 80% и запального дизельного топлива – 20%.

Предлагаемая разработка позволит:

- уменьшить в 20…25 раза дымность отработавших газов;

- экономить до 80% дизельного топлива за счёт замещения его газом;

- возможность быстрого перехода с одного топлива на другое и обратно;

- повысить моторесурс двигателя в среднем на 20…30%.

Сфера применения разработки

Проектируемая разработка предназначена для автомобилей КамАЗ-6460 с целью внедрения на автотранспортных предприятиях.

Новизна разработки

Для заправки автомобиля газом используются металлопластиковые баллоны, которые крепятся на раме за кабиной автомобиля. Помимо баллонов в модернизированный вариант автомобиля КамАЗ-6460 для работы на газе входит серийная газораспределительная аппаратура.

Оценка возможности реализации разработки

Основными потребителями предлагаемой разработки могут быль автотранспортные предприятия, а также частные лица, занимающиеся грузоперевозками.

Потребности в капитальных вложениях

Капитальные вложения в проект, связанные с модернизацией автомобиля составляют 126600 руб.

Обоснование экономической эффективности использования разработки

Годовая экономия от снижения стоимости топлива – 90480 руб.

Общая экономия по всем видам затрат – 76080 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений – 1,62 года.


Введение

Двигатели автомобилей и тракторов, представляющие основу мобильного обеспечения производства России и стран СНГ, являются одним из источников загрязнения окружающей среды и потребителями моторных нефтяных топлив. Так автотранспорт в странах СНГ потребляет в год около 60 млн. тонн топлива.

Необходимо иметь в виду, что все тракторные и комбайновые двигателя, а также большинство двигателей, используемых на грузовых автомобилях – дизели. В связи с тем, что дизели, кроме определённого экологического преимущества (меньшая эквивалентная токсичность по сравнению с бензиновыми двигателями), имеют высокую топливную экономичность (на 20…25%), этот тип ДВС необходимо рассматривать как наиболее перспективный практически во всех отраслях хозяйства.

Россия имеет большие запасы нефти и газа, из которых производится углеводородное топливо (бензин, пропан-бутановые смеси и прочие). По обоснованным прогнозам в ближайшее десятилетие уровень добычи нефти не увеличится. К тому же запасы нефти невосполнимы, а значит ими нужно пользоваться бережно: нефть – это смазочные масла, синтетические материалы, ароматические соединения и др. На принципиально новый уровень ставится борьба с токсичными выбросами двигателя в атмосферу, а также задачи по снижению шума и вибрации в процессе эксплуатации.

Не менее важное направление автомобильной промышленности – это освоение альтернативных видов топлива. А с уменьшением запаса природных ресурсов, а именно нефти, эта задача выходит на первый план. Анализ передовых направлений научных исследований, проведённых за рубежом и в странах СНГ, посвящённых данной проблеме, позволяет сделать вывод, что для практической реализации в двигателях транспортных средств, и в первую очередь в дизелях, возможно использование таких видов топлив, как природный газ и метиловый спирт (метанол), которые имеют не нефтяное происхождение и могут существенно улучшить эксплуатационные показатели дизелей и при этом расширить ресурсы моторного топлива.

К двигателям внутреннего сгорания, в частности к дизельным, в настоящее время, в мировом сообществе предъявляются жёсткие требования по снижению токсичности. Существуют жёсткие нормированные требования токсичности продуктов сгорания, которые с каждым годом ужесточаются. Российские производители автомобильных двигателей также ведут работы по снижению токсичности, что связано со стремлением конкурентоспособности на мировом рынке.

В последние годы количество автомобилей и автобусов, автопогрузчиков, тракторов, использующих в качестве топлива компримированный природный газ (КПГ) и сжиженный газ, резко увеличивалось. Перевод на КПГ коснулся автомобилей с дизелями. Такой перевод обеспечивает владельцу экономию за счет меньшей стоимости газа, а двигатели легко поддаются модернизации при переводе на газ. Кроме этого автомобиль, работающий на газе менее токсичен, чем обычный. На сегодняшний день в отдельных странах количество автомобилей, работающих на газе, достигает нескольких сотен тысяч, и число их постоянно увеличивается.

Россия имеет огромный потенциал запасов природного газа, состоящего в основном из метана. По прогнозам уровень добычи газа к 2010 году увеличится в 1,5 раза. Огромным преимуществом природного газа по сравнению с нефтепродуктами является его более низкая стоимость и экологическая безопасность продуктов сгорания. В качестве топлива, а так же при хранении и транспортировке он может применяться как в жидком, так и в газообразном состоянии.


1 Исследование состояния вопроса

1.1 Перспективы применения газообразного топлива на автомобильном транспорте

       Ученые многих стран мира пришли к выводу о том, что эпоха нефти заканчивается. Наступает эпоха метана. Доля природного газа в общемировом балансе потребления энергоносителей неуклонно возрастает.

       Среди основных факторов, позволяющих говорить о природном газе в целом как о топливе XXI века, следует назвать следующие:

• доказанные мировые запасы природного газа существенно превышают запасы нефти;

• необходимость замещения нефти другими видами сырья для ее высвобождения в интересах тех отраслей хозяйства, где она не может быть заменена;

• более высокая степень экологической безопасности при добыче, транспортировке, переработке, реализации и использовании; более высокие потребительские качества при применении в качестве энергоносителя или сырья;

• более высокая ценовая стабильность и экономическая привлекательность для конечных потребителей.

       Сегодня в России природный газ является основой топливно-энергетического баланса. На его долю приходится более 55 % потребления энергоресурсов. Следует отметить, что такой перекос в сторону природного газа не совсем правилен. Многие ученые отмечают необходимость сокращения доли газа в энергопотреблении и увеличения доли угля.

       С точки зрения запасов и объемов добычи природного газа Россия продолжает оставаться крупнейшей мировой державой. Каждый четвертый кубометр газа на мировом рынке добывается в России. Следует также отметить, что газовая промышленность проходит через кризисный переходный период с меньшими потерями, чем остальные отрасли топливно-энергетического комплекса.

       Вместе с сокращением добычи нефти в России отмечается пропорциональное сокращение производства моторных топлив в нефтеперерабатывающей отрасли. При этом значительно снижено производство не только мазута, дизельного топлива и бензина, но и сжиженного нефтяного газа.

       Приведенные данные также позволяют сделать вывод о предпочтительности использования природного газа в качестве моторного топлива.

       Одним из главных вопросов при переводе автомобильного транспорта на газовое топливо является вопрос экономической целесообразности переоборудования. В целом газ для автотранспорта дешевле традиционных видов нефтяного моторного топлива. И если в некоторых регионах России разница в цене бензина и сжиженного нефтяного газа иногда не очень существенная, то природный газ всегда как минимум в два раза дешевле бензина и значительно дешевле дизельного топлива.

       Говорить о получении прибыли от перевода транспорта на газ не совсем корректно. Речь, скорее, может идти о сокращении эксплуатационных затрат и себестоимости транспортной работы. Величина ежегодно высвобождаемых средств за счет перехода на более дешевое топливо сопоставима с затратами на переоборудование транспортного средства.

      Технико-экономические показатели строительства и эксплуатации АГЗС (автомобильных газозаправочных станций) и АГНКС (автомобильных газонаполнительных компрессорных станций) при существующих ценах на оборудование, материалы и энергоносители имеют вполне удовлетворительные значения.

     Для сокращения затрат на строительство станции можно использовать схему заправки машин газом с помощью передвижных средств.

      За рубежом наиболее перспективной концепцией заправочных комплексов считается строительство многотопливных заправочных станций с полным набором услуг. На таких станциях организованы заправка автомобилей всеми видами моторного топлива, включая природный газ, а также автосервис, мойка машин, торговля сопутствующими товарами и продуктами питания. В США и Канаде такие комплексы стоимостью около 5 миллионов долларов окупаются (с учетом выплаты процентов по кредиту) примерно за пять лет.

    Действующая в России сеть АГНКС большой производительности уже сегодня способна отпускать автотранспорту более 2 млрд. м3 природного газа в год и обеспечивать заправку до 350 тысяч машин. Разработан ряд АГНКС средней и малой производительности. Строительство таких станций уже ведется в Москве, Касимове (Рязанская область). В Тюмени, Московской области, Башкирии строятся многотопливные станции с возможностью реализации природного газа.

Отработана концепция заправки автомобилей газом непосредственно на территории автопредприятия с помощью стационарных и передвижных средств. Такой подход сегодня представляется наиболее перспективным, особенно когда один подрядчик выполняет весь комплекс работ по газификации подвижного состава автопредприятия.

   По данным Министерства промышленности, науки и технологий России, спрос на автомобильную технику в России будет по-прежнему увеличиваться, и составит в 2005 г. по автобусам 57-60 тысяч, по грузовым автомобилям 230-240 тысяч, по легковым автомобилям 1300-1500 тысяч штук. К 2010 г. эти цифры могут составить 65-67, 300-320, 1800-1900 тысяч штук соответственно.

    При этом спрос на автобусы и грузовые автомобили во многом будет определяться необходимостью замены физически и морально устаревшей автомобильной техники, доля которой в настоящее время продолжает увеличиваться.

      Потенциал удовлетворения такого спроса у российских предприятий есть. Выпуск с конвейера автозаводов хотя бы 10% автобусов, 5% грузовиков и 1 % легковых автомобилей (от указанных цифр) в газобаллонном исполнении позволил бы к 2005 году удвоить имеющийся парк ГБА и впоследствии дополнительно высвобождать как минимум по 650 тысяч тонн нефтяных топлив. По прогнозам Министерства энергетики России, в 2000-2020 годах внутреннее потребление моторного топлива должно вырасти с 61 до 99 млн. тонн в год. Энергетическая стратегия России предусматривает, что к 2010 году газовыми видами топлива должно быть заменено до 5 млн. тонн, а к 2020 году до 10-12 млн. тонн нефтепродуктов.

    С точки зрения экологии газовые виды топлива успешно конкурируют с традиционными видами даже в случае установки на базовых автомобилях систем нейтрализации отработавших газов. Кроме того, газовое топливо практически не содержит веществ, являющихся каталитическими ядами для нейтрализаторов (сера, свинец и пр.).

     Вредность выбросов, приведенная к эквивалентному количеству СО, при переводе транспортных средств на газ снижается:

-для грузовых автомобилей с карбюраторным двигателем на - 69%, с дизельным --двигателем при переводе в газодизельный режим на - 53%;

-для автобусов с карбюраторным двигателем на 76%,

-с дизельным двигателем при переводе в газодизельный режим на 44%.

     В связи с изложенным можно сделать следующий вывод. Единственным быстрым, эффективным и относительно дешевым способом сокращения объемов выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания автотранспортных средств является массовый переход на использование в качестве моторного топлива природного газа.

     Кроме того, использование газа в качестве моторного топлива является одним из немногих экологических мероприятий, затраты на которое окупаются прямым экономическим эффектом в виде сокращения расходов на горюче-смазочные материалы. Подавляющее большинство других экологических мероприятий является исключительно затратными.

1.2 Особенности применения компримированного газа в дизелях

Как известно, автомобильные и тракторные двигатели внутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработавшими газами (ОГ). Необходимо отметить, что в настоящее время основным источником загрязнения воздуха являются бензиновые двигатели. Тем не менее снижение токсичности дизелей также является актуальной задачей. Состав ОГ этих двух типов существенно различается прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания (оксид углерода СО, углеводороды CnHm, сажа).

Основные преимущества использования  КПГ перед  дизельным топливом заключаются в следующем:

- КПГ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания;

- стабильность агрегатного состояния. Газ поступает в двигатель в газообразной фазе, не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров и не разжижает масло в картере;

- газ легко смешивается с воздухом и равномерно наполняет цилиндры однородной гомогенной смесью;

- КПГ почти втрое дешевле дизельного топлива. Не смотря на то, что расход газа несколько выше традиционного топлива (в городских условиях примерно на 15%, за городом на 10%), экономия всё же значительна. Особенно это ощутимо при больших пробегах автомобиля. Расходы на горюче-смазочные материалы в целом могут снижаться на 40%;

- содержание вредных веществ в отработавших газах снижается  на 53%;

- штатная система подвергается минимальным переделкам абсолютно не теряя прежней мощности;

- использование КПГ обеспечивает увеличение срока службы двигателя на 30…40% и в последствии снижает ремонтные затраты;

Агрегатное состояние газа зависит от физико-химических свойств его компонентов, температуры и давления в баллоне. Основные физико –химические свойства компонентов газовых углеводородных топлив, влияющих на конструкцию и эксплуатацию газобаллонных автомобилей представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. – Физико-химические свойства компонентов газовых топлив и дизельного топлива, влияющих на конструкцию и эксплуатацию газобаллонного автомобиля

Параметр

Компоненты

ДТ

Метан

Этан

Пропан

Бутан

1

2

3

4

5

6

Химическая формула

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С14Н30

Молекулярная масса, кг/моль

16

30

44

58

198

Октановое число

110

108

105

94

-

Цетановое число

8…10

н.д.

15…16

20…25

47

Плотность топлива:

газовой фазы, кг/м3

жидкой фазы, кг/м3

0,675

-

1,356

н.д.

1,96

509

2,59

582

-

828

Стехиометрический коэффициент, L0:

массовый, кг/кг

объёмный, м3/ м3

17,2

9,8

16,8

н.д.

15,7

24,4

15,4

32,2

14,4

58,6

Температура кипения, К

111,4

н.д.

230,9

272,4

553

Теплота сгорания:

массовая, МДж/кг

объёмная, МДж/м3

48,7

33,7

47,1

59,9

45,7

85,5

45,4

111,5

42,5

36,55

Температура воспламенения, 0С

580…680

508…605

510…580

480…540

240

 

Из таблицы 1.1 следует, что все компоненты газообразных топлив при атмосферном давлении имеют температуру кипения ниже 0 0С. Однако, если в ёмкости с газом повысить давление, то температура газа существенно увеличится. Эти давления и температуры имеют пределы, называемыми критическими. Очень низкие температуры кипения при атмосферном давлении (-161,5 0С) и критическая температура (-82 0С) метана делают технически сложным заправку и хранение метана в сжиженом состоянии, для чего используются изотермические баллоны с комплексной термоизоляцией. По этому в настоящее время большое распространение получил способ заправки и хранения метана на автомобилях в компримированном состоянии под высоким давлением.

Если перевод автомобилей с бензиновыми двигателями на газовое топливо уже приобрел массовый характер (грузовики ЗИЛ, ГАЗ, большинство ГАЗелей и т.д.) и этим никого не удивить, то к автомобильному газодизелю проявляется повышенная настороженность.

Существует два способа перевода дизелей на газообразное топливо:

- конвертирование дизеля в двигатель с искровым зажиганием;

- переход на газодизельный процесс.

Первый способ связан со значительными изменениями конструкции дизеля. При этом двигатель становится однотопливным (только газовым) и на дизельном топливе работать не может. Газодизели относятся к двигателям, работающим одновременно на газовом и жидком топливе. Газодизельная модификация -это тот же дизель, дополненный газовой топливной системой и несколькими согласующими агрегатами. При этом в цилиндры двигателя поступает газовоздушная смесь, которая в конце такта сжатия поджигается небольшой запальной дозой дизельного топлива, впрыскиваемой через форсунки основной системы топливоподачи дизеля. По существу - это принудительная система воспламенения, как и в двигателях с искровым зажиганием. Однако, в газодизеле мощность источника воспламенения значительно больше электрической искры и рабочая смесь поджигается во многих очагах одновременно. Благодаря этому, значительно расширяются границы возможного обеднения рабочей газовоздушной смеси.

Такое решение не требует конструктивных или технологических изменений базовой модели дизеля, сохраняет возможность быстрого переключения с газодизельного на обычный дизельный цикл. Поэтому, газодизель можно использовать гибко - при значительной отдаленности АГНКС.

Основными преимуществами газодизелей являются:

- охранение энергетических параметров на уровне базового двигателя;

- возможность увеличения максимума крутящего момента и смещение его в зону более низких частот вращения коленчатого вала;

- снижение в 20-25 раза дымности отработавших газов;

- экономия до 80% дизельного топлива за счет замещения его газом;

- более низкий уровень шума;

- относительная простота переоборудования дизеля в газодизель;

- возможность переоборудования автомобилей, находящихся в эксплуатации;

- увеличение срока службы моторного масла и уменьшение износа цилиндропоршневой группы.

Сравнительные показатели дымности ОГ дизельного и конвертированного газового двигателей, полученные в режиме свободного ускорения и максимальной частоты KB двигателя, приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Показатели дымности и токсичности отработавших газов

Показатель

Предельные нормы по ГОСТ 21393 - 85

Режим работы

дизельный

газовый

Режим свободного ускорения

40

35

5

Режим максимальной частоты вращения к.в.

15

14

0

Из таблицы 1.2 видно, что дымность отработавших газах в режиме свободного ускорения на конвертированном газовом двигателе в семь раз ниже, чем при работе на дизельном топливе, а на режиме максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя равна нулю, что свидетельствует об отсутствии сажи в продуктах сгорания.

Большое значение с точки зрения климатических изменений (глобальное потепление) имеет наличие и объемы в продуктах сгорания так называемых "парниковых газов" и в первую очередь двуокиси углерода. Чем выше отношение Н/С в топливе, тем меньше образуется в продуктах сгорания CO2. С этой точки зрения природный газ предпочтительнее других видов топлива.

1.3. Цель и задачи дипломного проекта

Целью дипломного проекта является модернизация системы питания автомобиля КамАЗ-6460 для работы на компримированном природном газе и улучшение эффективных показателей работы двигателя.

В процессе выполнения дипломного проекта необходимо решить следующие задачи:

- изучить состояние вопроса;

- проанализировать конструкции газобаллонного оборудования автомобилей;

- предложить вариант конструкторской разработки;

- рассчитать технологическую карту на изготовление детали;

- рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды;

- оценить экономическую эффективность проекта.

2  Рассчётно  –  теоретическая часть

2.1 Тепловой расчет двигателя. Дизельный и газодизельный процессы

2.1.1 Исходные данные

– дизельный двигатель, модель – 740.50-360 восьмицилиндровый, V-образный, четырехтактный дизель, жидкостного охлаждения, с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха;

– частота вращения коленчатого вала n = 2200 мин-1;

– степень сжатия ε = 16,5;

– эффективная мощность Ne = 265 кВт;

– коэффициент избытка воздуха α = 1,5;

– вид топлива для дизельного процесса – дизельное топливо «Л» ГОСТ 305-82, средний элементарный состав топлива: С = 85,7%, Н = 13,3%, О = 1%; низшая расчетная теплота сгорания топлива Qн = 42500 кДж/кг;

– вид топлива для газодизельного процесса – смесь 20% дизельнготоплива «Л» ГОСТ 305-82 и 80% компримированного природного газа ГОСТ 27577-2000,средний элементарный состав топлива: С = 77,14%, Н = 22,66%, О = 0,2%. Низшая расчетная теплота сгорания топлива Qн = 49600 кДж/кг.

2.1.2 Параметры рабочего тела

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

                            кг или , кмоль.                (2.1)

Дизельный процесс:

кг,

кмоль.

Газодизельный процесс:

кг;

кмоль.

Определяем количество свежего заряда:

                                                                                                                           (2.2)

Дизельный процесс :                          кмоль.

Газодизельный процесс:                    кмоль.

Определяем общее количество продуктов сгорания:

                                                                                                                (2.3)

Дизельный процесс :                  кмоль;

Газодизельный процесс:              кмоль.

2.1.3Параметры окружающей среды и остаточные газы

Принимаем атмосферные условия: МПа, К.

Принимаем давление надувочного воздуха:

МПа

Принимаем показатель политропы сжатия в компрессоре

Определяем температуру воздуха за компрессором:

                                             ,К,                                            (2.4)

К.

Определяем давление и температуру остаточных газов:

                                       ,МПа,                                           (2.5)                                                             

МПа.

Принимаем температуру остаточных газов для дизельного и для газодизельного процесса К.

2.1.4Процесс впуска

Температуру подогрева свежего заряда в дизеле с наддувом принимаем       = 10С.

Определяем плотность заряда на впуске:

                                                   кг/м3 ,                                          (2.6)

где Rв = 287 Дж/кгград – удельная газовая постоянная для воздуха.

          кг/м3 .

В соответствии со скоростным режимом работы двигателя и качеством обработки внутренней поверхности принимаем коэффициент , а скорость движения заряда м/с .

Определяем потери давления на впуске в двигатель:

                                     МПа,                           (2.7)

     МПа.

Определяем давление в конце впуска:

                                        МПа,                                                 (2.8)

МПа.

Определяем коэффициент остаточных газов:

                                       ,                                     (2.9)

.

Определяем температуру в конце впуска:

                                       К,                                         (2.10)

К.

Определяем коэффициент наполнения:

                                           ,                                    (2.11)

.

2.1.5 Процесс сжатия

Средние показатели адиабаты и политропы сжатия. При работе дизеля на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия n1  приблизительно равным показателю адиабаты k1 , который определяется по номограмме [2] в пределах n1 = (k1 +0,02)…( k1 -0,02).

Для дизеля с наддувом при =16,5 и =384 К показатель адиабаты k1 =1,362. Принимаем n1  =1,362.

Определяем давление в конце сжатия:

                                             МПа,                                        (2.12)

МПа.

Определяем температуру в конце сжатия:

                                                 К,                                          (2.13)

К.

Определяем среднюю молярную теплоемкость заряда воздуха в конце сжатия (без учета влияния остаточных газов):

                                     кДж/кмольград ,                         (2.14)

 кДж/кмольград .

Определяем число молей остаточных газов:

                                                      , кмоль,                                    (2.15)

Дизельный процесс:

кмоль;

Газодизельный процесс:

кмоль.

Определяем число молей газов в конце сжатия:

                                                  , кмоль,                                     (2.16)

Дизельный процесс:

кмоль;

Газодизельный процесс:

кмоль.

2.1.6 Процесс сгорания

Определяем среднюю молярную теплоемкость продуктов сгорания в дизельном двигателе при постоянном давлении, при 1:

Дизельный процесс:

       , кДж/кмольград ,        (2.17)

        Подставляя значение коэффициента избытка воздуха   =1,5 в выражение (2.17),получим: 

 =29,13+0,0025 кДж/кмольград.                                  (2.18)

Определяем число молей газов после сгорания:

                                                  ,кмоль,                                   (2.19)

Дизельный процесс:

кмоль;

Газодизельный процесс:

кмоль.

Определяем расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

                                                               ,                                           (2.20)  

Дизельный процесс:

;

Газодизельный процесс:

.

Коэффициент использования теплоты для современных дизелей с неразделёнными камерами сгорания и наддувом, в связи с повышением теплонапряжённости двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процесса сгорания принимаем в дизельном процессеξ = 0,8, в газодизельном процессе ξ = 0,9.

Тогда количество теплоты, передаваемое газом на участке  индикаторной диаграммы при сгорании 1 кг топлива определится по выражению:

                                                   , кДж/кг,                                      (2.21)

Дизельный процесс:

кДж/кг ;

Газодизельный процесс:

кДж/кг .

Степень повышения давления в дизеле , в основном зависит от величины цикловой подачи топлива. С целью снижения газовых нагрузок на детали кривошипно – шатунного мемханизма целесообразно иметь максимальное давление сгорания не выше 11…12 МПа. В связи с этим целесообразно принять в дизельном процессе  λ = 1,5 , в газодизельном прлоцессе λ = 1,7.

Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания:

                    .                  (2.22)

Подставляем имеющиеся значения величин, решаем полученное квадратное уравнение относительно Tz и находим его значение, К;

Дизельный процесс:

,

,

К.

Газодизельный процесс:

,

,

К.

Определяем давление в конце процесса сгорания:

                                                           ,МПа.                                         (2.23)

Дизельный процесс:

МПа;

Газодизельный процесс:

МПа.

Определяем степень предварительного расширения:

                                                                                                                            (2.24)

Дизельный процесс:

;

Газодизельный процесс:

.

2.1.7 Процесс расширения

Определяем степень последующего расширения:

                                                           ,                                              (2.25)

Дизельный процесс:

;

Газодизельный процесс:

.

Показатель политропы расширения n2 для дизеля определяем по номограмме [2]. На номинальном режиме можно принять показатель политропы расширения, с учётом достаточно больших размеров цилиндра, несколько меньше показателя адиабаты расширения.

Определение показателя политропы расширения производим следующим образом.

По имеющимся значениям и определяем точку пересечения. Через полученную точку проводим горизонталь до пересечения вертикалью, опущенной из точки , получая какое-то значение k2. Далее двигаемся по этой кривой k2 до пересечения с вертикалью, опущенной из заданного значения  . Ордината точки пересечения даёт искомое значение для дизельного процесса n2 = k2 = 1,282, для газодизельного n2 = k2 = 1,279.

Определяем давление процесса расширения:

                                                   ,МПа,                                        (2.26)

Дизельный процесс:

МПа;

Газодизельный процесс:

МПа;

Определяем температуру процесса расширения:

                                                       ,К,                                        (2.27)

Дизельный процесс:

К;

Газодизельный процесс:

К.

Проверяем правильность ранее принятого значения температуры остаточных газов (погрешность не должна превышать 5 %):

                                                          ,К.                                         (2.28)

                                                        .                                      (2.29)

где –принятая ранее температура остаточных газов.

Дизельный процесс:

К.

.

Газодизельный процесс:

К.

.

2.1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла дизельного двигателя

Определяем среднее индикаторное давление цикла для нескругленной индикаторной диаграммы:

, МПа. (2.30)

Дизельный процесс:

МПа.

Газодизельный процесс:

1,5МПа.

Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы  ν = 0,95.

Определяем среднее индикаторное давление цикла для скругленной индикаторной диаграммы:

                                                             ,МПа.                                       (2.31)

Дизельный процесс:

МПа.

Газодизельный процесс:

МПа.

Определяем индикаторный КПД:

                                                            .                                                 (2.32)

Дизельный процесс:

.

Газодизельный процесс:

.

Определяем индикаторный удельный расход топлива:

                                                      г/кВтч.                                                            (2.33)

Дизельный процесс:

г/кВтч .

Газодизельный процесс:

г/кВтч .

2.1.9 Эффективные показатели дизеля

Принимаем предварительно среднюю скорость поршня для автомобильного дизеля Wп.ср = 8 м/с.

Определяем среднее давление механических потерь, МПа:

                                      , МПа.                             (2.34)

Учитывая, что для дизелей с неразделёнными камерами сгорания , .

МПа;

Определяем среднее эффективное давление:

                                              ,МПа.                                   (2.35)

Дизельный процесс:

МПа.

Газодизельный процесс:

МПа.

Определяем механический КПД:

                                                           .                                           (2.36)

Дизельный процесс:

.

Газодизельный процесс:

.

Определяем эффективный КПД:

                                                       .                                        (2.37)

Дизельный процесс:

.

Газодизельный процесс:

.

Определяем эффективный удельный расход топлива:

                                                    ,г/кВтч.                                     (2.38)

Дизельный процесс:

 г/кВтч .

Газодизельный процесс:

 г/кВтч .

2.1.10 Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя

Исходя из величин эффективной мощности, частоты вращения коленчатого вала, среднего эффективного давления и числа цилиндров определяем рабочий объем одного цилиндра:

                                         ,л.                                   (2.39)   

Дизельный процесс:

л;

Выбираем значение  – для дизельного двигателя.

Определяем диаметр цилиндра по формуле (2.40), а затем округляем полученное значение до чётного числа, нуля или пяти:

                                                  ,мм.                                     (2.40)

Дизельный процесс:

мм.

Принимаем диаметр цилиндра D = 120 мм.

Определяем ход поршня:

                                                S = D   ,мм.                                         (2.41)

S = 132 1,1 = 132 мм.

Принимаем ход поршня S = 130 мм.

Определяем площадь поршня:

                                                         ,см2 .                                        (2.42)

см2 .

Определяем рабочий объем цилиндра:

                                                          ,л.                                         (2.43)

л.

Определяем среднюю скорость поршня

                                                          ,м/с .                                        (2.44)

м/с .

Определяем значение расчетной эффективной мощности:

                                                    ,кВт.                                        (2.45)

где  – количество цилиндров двигателя,

Дизельный процесс:

кВт;

;

Газодизельный процесс:

кВт;

.

При проведении теплового расчёта аналитическим путём определили основные энергетические (,), экономические (,) и конструктивные (D,S,Vл) параметры проектируемого двигателя.

2.2 Построение индикаторных диаграмм

Построение свернутой индикаторной диаграммы ДВС производится по данным теплового расчета. Диаграмму следует строить в прямоугольных координатах pS, где p-давление в цилиндре,а S – ход поршня.

Для построения были взяты следующие масштабы:

Масштаб давления:

МПа/мм чертежа;

Масштаб перемещения поршня:

мм∙S/мм чертежа.

От начала координат в масштабе  по оси абсцисс откладывают значение приведенной высоты камеры сжатия  и хода поршня. При этом:

                                                         ,мм,                                       (2.46)

мм.

Абсцисса точки  на индикаторной диаграмме дизеля определится по уравнению:

                                                       ,мм,                                       (2.47)

Дизельный процесс:

мм.

Газодизельный процесс:

мм.

По оси ординат в масштабе  откладываются величины давления в характерных точках a, c, z’, z, b, r диаграммы, а также значения атмосферного давления и давления наддува .

Дизельный процесс:

=0,100 МПа;

=0,180 МПа;

=0,1563 МПа;

=7,11 МПа;

=10,7 МПа;

=0,144 МПа;

=0,495 МПа;

Газодизельный процесс:

=0,100 МПа;

=0,180 МПа;

=0,140 МПа;

=6,424 МПа;

=12,10 МПа;

=0,135 МПа;

=0,497 МПа;

Построение политроп сжатия и расширения осуществляется по промежуточным точкам. Значения давления в промежуточных точках политропы сжатия  подсчитываются по выражению

                                          , МПа,                                    (2.48)

а для политропы расширения по выражению

                                            , МПа.                                   (2.49)

№ точки

Sx, мм

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

Политропа сжатия

Политропа расширения

Политропа сжатия

Политропа расширения

pxp, мм

рх, МПа

pxp, мм

рх, МПа

pxp, мм

рх, МПа

pxp, мм

рх, МПа

1

20

16,1

1,61

44,5

4,45

16,1

1,61

45,7

4,57

2

30

9,3

0,93

26,5

2,65

9,3

0,93

27,2

2,72

3

40

6,3

0,63

18,3

1,83

6,3

0,63

18,9

1,89

4

50

4,6

0,46

13,8

1,38

4,6

0,46

14,2

1,42

5

60

3,6

0,36

10,9

1,09

3,6

0,36

11,2

1,12

6

70

2,9

0,29

8,9

0,89

2,9

0,29

9,2

0,92

7

80

2,4

0,24

7,5

0,75

2,4

0,24

7,8

0,78

8

90

2,1

0,21

6,5

0,65

2,1

0,21

6,7

0,67

9

100

1,8

0,18

5,7

0,57

1,8

0,18

5,8

0,58

Таблица 2.1 – Величины давлений в промежуточных точках политропы сжатия и политропы расширения в дизельном и газодизельном процессах.

Для скругления индикаторной диаграммы необходимо воспользоваться диаграммой фаз газораспределения. Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна . Это значение взято из технической документации двигателя.

Перестроение индикаторной диаграммы в развёрнутую по углу поворота коленчатого вала обычно осуществляют по методу профессора Ф.А.Брикса. Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом =S/2. Затем полуокружность делят на дуги, охватывающие углы 20 , и точки соединяют радиусами с центром. Далее из центра полуокружности (точка О) в сторону н.м.т. откладывают поправку Брикса, орпеделяемую по выражению:

мм.

Полуокружность делят лучами из центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности соответствуют определённым углам . Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующих углов . Развёртку индикаторной диаграммы обычно начинают от в.м.т. в процессе хода впуска. При этом следует учесть, что на свёрнутой индикаторной диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развёрнутой от атмосферного давления, тем самым показывая избыточное давление над поршнем. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферных, на развёрнутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от колнечатого вала – отрицательными.

2.3 Кинематический расчет кривошипно – шатунного механизма

Расчёт кинематики КШМ сводится к определению пути, скорости и ускорения поршня. При этом принимается, что коленчатый вал вращается с постоянной угловой скоростью ( в действительности за счёт постоянно изменяющихся газовых нагрузок на поршень и деформации коленчатого вала ). Это допущение позволяет рассматривать все кинематические величины в виде функциональной зависимости от угла поворота коленчатого вала , который при  пропорционален времени.

2.3.1 Перемещение поршня

Перемещение поршня рассматривается как сумма двух гармонических перемещений первого  и = второго порядков.

                              , мм;                 (2.50)

       Результаты вычислений перемещения поршня сводим в таблицу 2.2.

       Таблица 2.2 – Перемещение поршня в зависимости от угла  п.к.в.

,

град.

,

мм

=,

мм

,

мм

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0

8

33

65

97

121

130

121

98

65

33

9

0

0

2

7

9

7

2

0

2

7

9

7

2

0

0

11

40

74

105

124

130

124

105

74

40

11

0

При повороте от в.м.т. до н.м.т. движение поршня происходит под влиянием перемещения шатуна вдоль оси цилиндра и отклонения его от этой оси. Вследствие совпадения направлений перемещений щатуна при движении кривошипа по первой четверти окружности (0-900) поршень проходит больше половины своего пути. Это следует из уравнения (2.50). При движении кривошипа во второй четверти окружности (90-1800) направления перемещений шатуна не совпадают и поршень проходит меньший путь, чем за первую четверть.

2.3.2 Скорость поршня

При перемещении поршня, скорость его движения является величиной переменной и при постоянной частоте коленчатого вала зависит только от изменения угла поворота кривошипа и отношения = R/Lш   и определяется по формуле:

                                , м/с,                          (2.51)

     Кривая скорости поршня строится сложением гармоник скорости первого  и второго  порядков.

     Результаты расчётов сводим в таблицу 2.3.

     Таблица 2.3. – Скорость поршня в зависимости от угла  п.к.в.

,

град.

 ,

м/с

,

м/с

,

м/с

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0,0

7,49

12,97

14,97

12,97

7,49

0,0

7,49

12,97

14,97

12,97

7,49

0,0

0,0

1,88

1,88

0,0

1,88

1,88

0,0

1,88

1,88

0,0

1,88

1,88

0

0,0

9,37

14,85

14,98

11,09

5,61

0,0

5,61

11,09

14,98

14,85

9,37

0,0

            2.3.3 Ускорение поршня

Ускорение поршня определяется по формуле:

                              , м/с 2.                         (2.52)

      Построение кривой проведено сложением гармоник ускорения первого  и второго  порядков.

       Результаты расчётов сводим в таблицу 2.4.

       Таблица 2.4 – Ускорение поршня в зависимости от угла  п.к.в.

,

град.

,

м/с 2

,

м/с 2

,

м/с 2

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

3450,0

2987,8

1725,2

0,4

-1724,5

-2987,4

-3450,0

-2988,2

-1725,9

-1,2

1723,8

2987,0

3450,0

1000,5

500,3

-500,1

-1000,5

-500,5

499,9

1000,5

500,7

-499,7

-1000,5

-500,9

499,5

1000,5

4450,5

3488,1

1225,1

-1000,1

-2225,0

-2487,5

-2449,5

-2487,5

-2225,6

-1001,7

1222,9

3486,5

4450,5

2.4 Динамический расчёт двигателя

Для расчета деталей кривошипно-шатунного механизма на прочность и выявление нагрузок на трансмиссию машин необходимо определить величины и характер изменения сил и моментов, действующих в двигателе. С этой целью производят динамический расчёт КШМ. Динамический расчёт КШМ заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а так же определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя.

Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчатом валу, силами трения и опорами двигателя.

2.4.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

По характеру движения массы деталей КШМ можно разделить на движущиеся возвратно-поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна), совершающие вращательное движение (коленчатый вал и нижняя головка шатуна) и совершающие сложное плоскопараллельное движение (стержень шатуна).

Для упрощения динамического расчёта действительный КШМ заменяется динамически эквивалентной системой сосредоточенных масс.

Массу поршневой группы mп считают сосредоточенной на оси поршневого пальца. Массу шатунной группы mш заменяют двумя массами, одна из которых mшп - масса шатуна, приведённая к поршню, сосредоточена на оси поршневого пальца, другая mшк - масса шатуна, приведённая к коленчатому валу – на оси кривошипа.

Величины этих масс определяются для большинства существующих конструкций автомобильных и тракторных двигателей по формулам:

,

.

При расчётах принимаем средние значения:

                                                             , кг,                                         (2.53)

                                                              , кг,                                          (2.54)

По прототипу проектируемого двигателя принимаем mш =4,14 кг.

Подставляя значение массы шатунной группы mш=4,14 кг в выражения (2.53) и (2.54), получим:

кг,

кг.

Масса кривошипа принимается по прототипу mк=3,4 кг.

Масса поршневой группы mп принята из данных прототипа и равна mп=2,76 кг.

Таким образом, система сосредоточенных масс, динамически эквивалентная КШМ, состоит из массы имеющей возвратно – поступательное движение mj и массы, имеющей вращательное движение mR. mj и mR определяются по формулам (2.55) и (2.56).

                                               , кг,                                        (2.55)

                                               , кг.                                         (2.56)

, кг,

, кг.

2.4.2 Расчёт сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме.

2.4.2.1 Силы давления газов

Силы давления газов, действующие на площадь поршня, для упрощения динамического расчёта заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси пальца. Её определяют для каждого момента времени ( угла ) по индикаторной диаграмме, построенной на основании теплового расчёта.

Значения Рг , МПа заносим в таблицу 2.5.

2.4.2.1 Силы инерции

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведённых масс подразделяют на силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс Рj и центробежные силы инерции вращающихся масс KR.

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс определяется по формуле:

                             , кН,                      (2.57)

     Знак минус показывает, что сила инерции направлена в сторону, противоположную ускорению.

     При проведении динамических расчётов двигателей целесообразно пользоваться не полными, а удельными силами, отнесёнными к единице площади поршня.

     Расчёты Рj должны производится для тех же положений кривошипа ( угла ) для которых определялись Рг.

    Удельная сила инерции, отнесённая к единице площади поршня, рассчитывается по формуле:

                              , МПа,                        (2.58)

    Результаты расчётов всех значений угла  сводим в таблицу 2.6

     2.4.2.3 Центробежная сила инерции вращающихся масс

           Центробежная сила инерции вращающихся масс определяется по формуле:

                                              , Н,                                    (2.59)

     Эта сила постоянна по величине (при =const), действует по радиусу кривошипа и направлена от оси коленчатого вала.

     Центробежная сила инерции  является результирующей двух сил:

– силы инерции вращающихся масс шатуна

                                         , кН,                                        (2.60)

– силы инерции вращающихся масс кривошипа

                                         , кН,                                           (2.61)

, кН,

, кН,

, кН.

      2.4.2.4 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

     Суммарные силы (кН), действующие в КШМ, определяют алгебраическим сложением сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс:

                                                 , кН,                                       (2.62)

      Результаты вычислений силы сводим в таблицу 2.7.

      Сила N, действующая перпендикулярно оси цилиндра, называется нормальной силой и воспринимается стенками цилиндра. Определяется по формуле:      

                                                  , кН,                                         (2.63)

      Результаты вычислений силы N сводим в таблицу 2.8.

      Сила S,действующая вдоль шатуна, воздействует на него и далее передаётся кривошипу. Определяется по формуле:

                                               , кН,                                         (2.64)

      Результаты вычислений силы S сводим в таблицу 2.9.

      От действия силы S на шатунную шейку возникают две составляющие силы: сила, направленная по радиусу кривошипа – К и тангенциальная сила Т, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа.

      Сила К определится по формуле:

                                          , кН,                                      (2.65)

     Результаты вычислений силы К сводим в таблицу 2.10.

     Тангенциальная сила Т определяется по выражению:

                                           , кН,                                      (2.66)

    Результаты вычислений силы Т сводим в таблицу 2.11.

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

Рг,МПа

Рг,МПа

0

0,0

0,0

20

0,0

0,0

40

0,0

0,0

60

0,0

0,0

80

0,0

0,0

100

0,0

0,0

120

0,0

0,0

140

0,0

0,0

160

0,0

0,0

180

0,0

0,0

200

0,0

0,0

220

0,0

0,0

240

0,1

0,1

260

0,2

0,2

280

0,3

0,3

300

0,5

0,5

320

1,1

1,1

340

2,4

2,4

360

7,0

7,0

370

10,7

12,1

380

6,4

6,4

400

3,1

3,2

420

1,7

1,7

440

1,0

1,1

460

0,7

0,7

480

0,5

0,5

500

0,5

0,5

    Таблица 2.5 – Величина давления газов Рг в зависимости от угла  п.к.в.

520

0,4

0,4

540

0,4

0,4

560

0,4

0,4

580

0,4

0,4

600

0,3

0,3

620

0,3

0,3

640

0,2

0,2

660

0,2

0,2

680

0,1

0,1

700

0,1

0,1

720

0,1

0,1

Продолжение таблицы 2.5

Таблица 2.6 – Значение удельной силы инерции рj в зависимости от угла  п.к.в.

,град.

Рj

pj,МПа

0

-17356,8

-1,5

20

-15632,2

-1,4

40

-10983,5

-1,0

60

-4774,5

-0,4

80

1332,4

0,1

100

6004,9

0,5

120

8679,4

0,8

140

9629,7

0,9

160

9654,3

0,9

180

9553,0

0,8

200

9654,6

0,9

220

9629,1

0,9

240

8676,3

0,8

260

5998,2

0,5

280

1322,3

0,1

300

-4786,2

-0,4

320

-10992,8

-1,0

340

-15638,3

-1,4

360

-17356,8

-1,5

370

-16913,8

1,5

380

-15626,1

-1,4

400

-10973,1

-1,0

420

-4762,9

-0,4

440

1342,5

0,1

460

6011,6

0,5

480

8682,5

0,8

500

9630,3

0,9

520

9654,0

0,9

540

9553,0

0,8

560

9654,8

0,9

Продолжение таблицы 2.6

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

,МПа

,МПа

0

-17356,8

-1,5

-17356,8

-1,5

20

-15632,2

-1,4

-15632,2

-1,4

40

-10983,5

-1,0

-10983,5

-1,0

60

-4774,5

-0,4

-4774,5

-0,4

80

1332,4

0,1

1332,4

0,1

100

6004,9

0,5

6004,9

0,5

120

8679,4

0,8

8679,4

0,8

140

9629,7

0,9

9629,7

0,9

160

9654,3

0,9

9654,3

0,9

180

9553,0

0,8

9553,0

0,8

200

9654,6

0,9

9654,6

0,9

220

9629,1

0,9

9629,1

0,9

240

9919,3

0,9

9919,3

0,9

260

7806,2

0,7

7806,2

0,7

280

4373,3

0,4

4373,3

0,4

300

863,8

0,1

863,8

0,1

320

984,2

0,1

984,2

0,1

340

11933,7

1,1

11933,7

1,1

360

61969,2

5,5

61969,2

5,5

370

102979,2

9,1

118686,2

10,5

380

56241,9

5,0

56919,9

5,0

400

24395,9

2,2

25412,9

2,2

420

13882,1

1,2

14560,1

1,3

440

12755,5

1,1

13207,5

1,2

460

13921,6

1,2

14260,6

1,3

480

14445,5

1,3

14784,5

1,3

500

14828,3

1,3

15054,3

1,3

520

14513,0

1,3

14626,0

1,3

540

14073,0

1,2

14073,0

1,2

560

13948,8

1,2

13948,8

1,2

580

13583,5

1,2

13583,5

1,2

600

12289,2

1,1

12289,2

1,1

620

9042,5

0,8

9042,5

0,8

640

3798,2

0,3

3798,2

0,3

660

-2876,9

-0,3

-2876,9

-0,3

580

9628,5

0,9

600

8673,2

0,8

620

5991,5

0,5

640

1312,2

0,1

660

-4797,9

-0,4

680

-11004,2

-0,1

700

-15644,4

-1,4

720

-17356,8

-1,5

Таблица 2.7 – Значения суммарной силы в зависимости от угла  п.к.в.

Продолжение таблицы 2.7

680

-9648,2

-0,9

-9648,2

-0,9

700

-14740,4

-1,3

-14740,4

-1,3

720

-16791,8

-1,5

-16791,8

-1,5

      Таблица 2.8 – Значения нормальной силы N в зависимости от угла  п.к.в.

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

N, кН

N, кН

0

0,0

0,0

0,0

0,0

20

0,082

-1,3

0,082

-1,3

40

0,156

-1,7

0,156

-1,7

60

0,211

-1,0

0,211

-1,0

80

0,241

0,3

0,241

0,3

100

0,241

1,4

0,241

1,4

120

0,211

1,8

0,211

1,8

140

0,156

1,5

0,156

1,5

160

0,082

0,8

0,082

0,8

180

0,0

0,0

0,0

0,0

200

-0,082

-0,8

-0,082

-0,8

220

-0,156

-1,5

-0,156

-1,5

240

-0,211

-2,1

-0,211

-2,1

260

-0,241

-1,9

-0,241

-1,9

280

-0,241

-1,1

-0,241

-1,1

300

-0,211

-0,2

-0,211

-0,2

320

-0,156

-0,2

-0,156

-0,2

340

-0,082

-1,0

-0,082

-1,0

360

0,0

0,0

0,0

0,0

370

0,042

4,3

0,042

5,0

380

0,082

4,6

0,082

4,7

400

0,156

3,8

0,156

4,0

420

0,211

2,9

0,211

3,1

440

0,241

3,1

0,241

3,2

460

0,241

3,4

0,241

3,4

480

0,211

3,0

0,211

3,1

500

0,156

2,3

0,156

2,3

520

0,082

1,2

0,082

1,2

540

0,0

0,0

0,0

0,0

560

-0,082

-1,1

-0,082

-1,1

580

-0,156

-2,1

-0,156

-2,1

600

-0,211

-2,6

-0,211

-2,6

620

-0,241

-2,2

-0,241

-2,2

640

-0,241

-0,9

-0,241

-0,9

660

-0,211

0,6

-0,211

0,6

680

-0,156

1,5

-0,156

1,5

700

-0,082

1,2

-0,082

1,2

720

0,0

0,0

0,0

0,0

Таблица 2.9 – Значения силы S в зависимости от угла  п.к.в.

      

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

S, кН

S, кН

0

1,0

-17,4

1,0

-17,4

20

1,003

-15,7

1,003

-15,7

40

1,012

-11,1

1,012

-11,1

60

1,022

-4,9

1,022

-4,9

80

1,029

1,4

1,029

1,4

100

1,029

6,2

1,029

6,2

120

1,022

8,9

1,022

8,9

140

1,012

9,7

1,012

9,7

160

1,003

9,7

1,003

9,7

180

1,0

9,6

1,0

9,6

200

1,003

9,7

1,003

9,7

220

1,012

9,7

1,012

9,7

240

1,022

10,1

1,022

10,1

260

1,029

8,0

1,029

8,0

280

1,029

4,5

1,029

4,5

300

1,022

0,9

1,022

0,9

320

1,012

1,0

1,012

1,0

340

1,003

12,0

1,003

12,0

360

1,0

62,0

1,0

62,0

370

1,001

103,1

1,001

118,8

380

1,003

56,4

1,003

57,1

400

1,012

24,7

1,012

25,7

420

1,022

14,2

1,022

14,9

440

1,029

13,1

1,029

13,6

460

1,029

14,3

1,029

14,7

480

1,022

14,8

1,022

15,1

500

1,012

15,0

1,012

15,2

520

1,003

14,6

1,003

14,7

540

1,0

14,1

1,0

14,1

560

1,003

14,0

1,003

14,0

580

1,012

13,7

1,012

13,7

600

1,022

12,6

1,022

12,6

620

1,029

9,3

1,029

9,3

640

1,029

3,9

1,029

3,9

660

1,022

-2,9

1,022

-2,9

680

1,012

-9,8

1,012

-9,8

700

1,003

-14,8

1,003

-14,8

720

1,0

-16,8

1,0

-16,8

Таблица 2.10 – Значения силы К в зависимости от угла  п.к.в.

     

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

К, кН

К, кН

0

1,0

-17,4

1,0

-17,4

20

0,912

-14,3

0,912

-14,3

40

0,666

-7,3

0,666

-7,3

60

0,317

-1,5

0,317

-1,5

80

-0,064

-0,1

-0,064

-0,1

100

-0,411

-2,5

-0,411

-2,5

120

-0,683

-5,9

-0,683

-5,9

140

-0,866

-8,3

-0,866

-8,3

160

-0,968

-9,3

-0,968

-9,3

180

-1,0

-9,6

-1,0

-9,6

200

-0,968

-9,3

-0,968

-9,3

220

-0,866

-8,3

-0,866

-8,3

240

-0,683

-6,8

-0,683

-6,8

260

-0,411

-3,2

-0,411

-3,2

280

-0,064

-0,3

-0,064

-0,3

300

0,317

0,3

0,317

0,3

320

0,666

0,7

0,666

0,7

340

0,912

10,9

0,912

10,9

360

1,0

62,0

1,0

62,0

370

0,978

100,7

0,978

116,1

380

0,912

51,3

0,912

51,9

400

0,666

16,2

0,666

16,9

420

0,317

4,4

0,317

4,6

440

-0,064

-0,8

-0,064

-0,8

460

-0,411

-5,7

-0,411

-5,9

480

-0,683

-9,9

-0,683

-10,1

500

-0,866

-12,8

-0,866

-13,0

520

-0,968

-14,0

-0,968

-14,2

540

-1,0

-14,1

-1,0

-14,1

560

-0,968

-13,5

-0,968

-13,5

580

-0,866

-11,8

-0,866

-11,8

600

-0,683

-8,4

-0,683

-8,4

620

-0,411

-3,7

-0,411

-3,7

640

-0,064

-0,2

-0,064

-0,2

660

0,317

-0,9

0,317

-0,9

680

0,666

-6,4

0,666

-6,4

700

0,912

-13,4

0,912

-13,4

720

1,0

-16,8

1,0

-16,8

Таблица 2.11 – Значения силы Т в зависимости от угла  п.к.в.

     

,град.

Дизельный процесс

Газодизельный процесс

Т, кН

Т, кН

0

0,0

0,0

0,0

0,0

20

0,419

-6,5

0,419

-6,5

40

0,762

-8,4

0,762

-8,4

60

0,972

-4,6

0,972

-4,6

80

1,027

1,4

1,027

1,4

100

0,973

5,7

0,973

5,7

120

0,760

6,6

0,760

6,6

140

0,524

5,0

0,524

5,0

160

0,265

2,6

0,265

2,6

180

0,0

0,0

0,0

0,0

200

-0,419

-4,0

-0,419

-4,0

220

-0,762

-7,3

-0,762

-7,3

240

-0,972

-9,6

-0,972

-9,6

260

-1,027

-8,0

-1,027

-8,0

280

-0,973

-4,1

-0,973

-4,1

300

-0,760

-0,7

-0,760

-0,7

320

-0,524

-0,5

-0,524

-0,5

340

-0,265

-3,2

-0,265

-3,2

360

0,0

0,0

0,0

0,0

370

0,215

22,1

0,215

25,5

380

0,419

23,6

0,419

23,8

400

0,762

18,6

0,762

19,4

420

0,972

13,5

0,972

14,2

440

1,027

13,1

1,027

13,6

460

0,943

13,1

0,943

13,4

480

0,760

11,0

0,760

11,2

500

0,524

7,8

0,524

7,9

520

0,265

3,8

0,265

3,9

540

0,0

0,0

0,0

0,0

560

-0,419

-5,8

-0,419

-5,8

580

-0,762

-10,4

-0,762

-10,4

600

-0,972

-11,9

-0,972

-11,9

620

-1,027

-9,3

-1,027

-9,3

640

-0,973

-3,6

-0,973

-3,6

660

-0,760

2,2

-0,760

2,2

680

-0,524

5,1

-0,524

5,1

700

-0,265

3,9

-0,265

3,9

720

0,0

0,0

0,0

0,0

     Сила К считается положительной, если она сжимает щёки колена. Сила Т принимается положительной, если направление задаваемого ею момента совпадает с направлением вращения коленчатого вала. По данным, полученным в результате решения уравнений, строим кривые изменения полных сил N,S,K,T.


3 Технологическая часть

3.1 Расчёт деталей двигателя

3.1.1 Расчёт поршня

Наиболее напряжённым элементом поршневой группы является поршень, воспринимающий высокие газовые, инерционные и тепловые нагрузки. Его основными функциями являются уплотнение внутрицилиндрового пространства и передача газовых сил давления с наименьшими потерями кривошипно-шатунному механизму. Поршень представляет собой достаточно сложную деталь как в отношении самой конструкции, так и в отношении технологии и подбора материала при его изготовлении.

При работе двигателя температура потока горящей топливо-воздушной смеси, омывающей днище поршня, сильно меняется от минимальной при пуске и прогреве двигателя до максимальной на режимах наибольших нагрузок. При этом максимальную температуру имеет днище поршня, а минимальную – юбка.

Значительная часть теплового потока от днища и огневого пояса поршня быстро уходит в стенку цилиндра через поршневые кольца и только часть теплоты передаётся на бобышки, а затем и в юбку поршня. При этом отвод теплоты от бобышек значительно меньше, чем от стенок юбок, которые контактируют со стенками цилиндра. В результате по оси бобышек поршень расширяется значительно больше и становится овальным. Оптимальная форма поршня для вновь проектируемого двигателя подбирается в результате кропотливых и длительных экспериментов.

Рисунок 3.1 – Схема поршня.

Проверочный расчёт элементов поршня осуществляется без учёта переменных нагрузок, величина которых учитывается при установлении соответствующих допускаемых напряжений.

На основании данных расчетов (теплового, скоростной характеристики и динамического) имеем:

диаметр цилиндра D = 120 мм;

ход поршня S = 130 мм;

максимальное давление сгорания рz = 12,1 МПа;

при частоте вращения nн = 2200 мин-1;

площадь поршня Fп = 113 см2;

наибольшая нормальная сила Nmax = 0,005 МН;

масса поршневой группы mп = 2,76 кг;

максимальная частота вращения nх.х. max = 2300 мин-1.

В соответствии с существующими аналогичными двигателями принимаем:

высота поршня Н = 150 мм;

высота юбки поршня hю = 78 мм;

радиальную толщину кольца t = 5,16 мм;

радиальный зазор кольца в канавке поршня ∆t = 0,9 мм;

толщина стенки головки поршня s = 12 мм;

толщина верхней кольцевой перемычки hп = 6 мм;

число и диаметр масляных каналов в поршне nм = 12 и dм = 1,4 мм;

высота огневого (жарового) пояса е = 19,2 мм;

высота верхней части поршня hI = 96 мм;

материал поршня – алюминиевый сплав, αп = 22·10-6 1/К;

материал гильзы цилиндра – чугун, αц = 11·10-6 1/К.

Головка поршня в сечении х - х, ослабленная отверстиями для отвода масла, проверяется на сжатие и разрыв.

Напряжение сжатия (МПа) определяется по формуле:

                                                        ,МПа,                                       (3.1)

где МН – максимальная сжимающая сила, МН;

Fx-x – площадь сечения х-х, м2.

Максимальная сжимающая сила определится по формуле:

                                                   ,МН,                                         (3.2)

,МН.

площадь сечения х-х Fx-x определяется по формуле:

                                            , м2,                              (3.3)

где  - диаметр поршня по дну канавок, м;

        - внутренний диаметр поршня, м;

      - площадь продольного диаметрального сечения масляного канала, м2.

Диаметр поршня по дну канавок   определяется по формуле:

                                    , мм,                                        (3.4)

мм.

              Внутренний диаметр поршня определяется по формуле:

                                    , мм,                                        (3.5)

мм.

        Площадь продольного диаметрального сечения масляного канала определится по формуле:

                                                           , мм2,                                             (3.6)

мм2.

       Подставляя значения имеющихся величин в формулу (3.3), получим:

м2.

       Подставляя значения имеющихся величин в формулу (3.1), получим:

, МПа.

Напряжение разрыва в сечении х-х определится по формуле

                                       ,МПа,                                  (3.7)

где - максимальная разрывающая сила,МН.

Сила инерции возвратно-поступательных масс Рj определяется для режима максимальной частоты вращения при холостом ходе двигателя

          МН,      (3.8)

где  mx-x – масса головки поршня с кольцами, расположенная выше сечения х-х, кг;                                     (3.9)

R – радиус кривошипа;

ωх.х.max – максимальная угловая скорость холостого хода двигателя,  рад/с ;                                         (3.10)

λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

       Толщина верхней кольцевой перемычки hп форсированных двигателей высокой степенью сжатия рассчитывается на срез и изгиб от действия максимальных грузовых усилий Pz max.

Определяем напряжения в верхней кольцевой перемычке:

среза:

                                           , МПа,                                     (3.11)

, МПа.

      изгиба:

                                            ,МПа,                                 (3.12)

, МПа.

       сложное:

                                             ,МПа,                                         (3.13)

, МПа.

Допустимое напряжение  в верхних кольцевых перемычках с учетом значительных температурных нагрузок для поршней из алюминиевых сплавов находится в пределах МПа. Следовательно условие прочности выполняется.

Определяем удельные давления юбки поршня и всей высоты поршня на стенку цилиндра:

                                               , МПа,                                        (3.14)

МПа,

                                                                    , МПа,                                            (3.15)

МПа.

Для автотракторных двигателей q1 = 0,3…1,0 МПа и q2 = 0,2…0,7 МПа.

Определяем условие гарантированной подвижности поршня в горячем состоянии.

В целях предотвращения заклинивания поршней при работе двигателя размеры диаметров головки Dг и юбки Dю поршня определяют, исходя из наличия необходимых монтажных зазоров г и ю между стенками цилиндра и поршня в холодном состоянии:

                                                      , мм,                                           (3.16)

мм,

                                                               , мм,                                            (3.17)

мм.

Диаметры головки и юбки поршня с учетом монтажных зазоров определяют по формулам:

                                                            , мм,                                          (3.18)

мм,

, мм,

мм.

Правильность установленных размеров Dг и Dю проверяют в горячем состоянии по формулам

                           , мм,                    (3.19)

мм,

                            , мм,                    (3.20)

мм,

где   и  – диаметральные зазоры в горячем состоянии соответственно между стенкой цилиндра и головкой поршня и между стенкой цилиндра и юбкой поршня, мм;

αц и αп – коэффициенты линейного расширения материалов цилиндра и поршня, αц = 11·10-6 1/К , αп = 22·10-6 1/К ;

Тц, Тг и Тю – соответственно температура стенок цилиндра, головки и юбки поршня в рабочем состоянии, Тц = 388 К, Тг = 493 К и Тю = 428 К;

То – начальная температура цилиндра и поршня, То = 293 К.

Тепловые зазоры обеспечены.

3.1.2 Расчет поршневого пальца

Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям  удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные никелем и хромом стали с твёрдой поверхностью и вязкой основой. Максимальные напряжения в пальцах дизелей возникают при работе на номинальном режиме.

Основные конструктивные размеры поршневых пальцев принимаются по данным прототипа. Кроме того по данным теплового расчета принимаем: максимальное давление сгорания = 12,1 МПа, наружный диаметр пальца dп = 45 мм, внутренний диаметр пальца dв = 27 мм, длина пальца lп = 100 мм, длина опорной поверхности пальца в головке шатуна lш = 46 мм, расстояние между торцами бобышек b = 51 мм.

Материал поршневого пальца – сталь 12ХНЗА, Е = 2,2105 МПа. Палец плавающего типа.

Определяем расчетную силу, действующую на палец:

газовая:

                                       , МПа,                                      (3.21)

где  k – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца, k = 0,72;

МПа.

инерционная:

                          , МН,                        (3.22)

где  – угловая скорость при номинальной частоте вращения,

                                                                 , рад/с,                                             (3.23)

рад/с .

МН.

       расчётная:

                                                          , МН,                                          (3.24)

       где к=0,75,

, МН.

Определяем удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:

                                           , МПа,                                         (3.25)

МПа.

Определяем удельное давление пальца на бобышки:

                                                          , МПа,                                           (3.26)

МПа,

где   – длина опорной поверхности пальца в бобышках, м.

Определяем напряжение изгиба в среднем сечении пальца:

                                                    , МПа,                                    (3.27)

МПа,

где  – отношение внутреннего диаметра пальца к наружному.

Определяем касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:

                                     , МПа,                                (3.28)

МПа.

Определяем наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации:

                             , мм,                          (3.29)

мм,

где Е – модуль упругости материала пальца, Е = 2,2105 МПа.

Определяем напряжения овализации на внешней поверхности пальца:

в горизонтальной плоскости (ψ = 0°)

                 , МПа,             (3.30)

МПа.

в вертикальной плоскости (ψ = 90°)

         , МПа,                (3.31)

МПа.

Определяем напряжения овализации на внутренней поверхности пальца:

в горизонтальной плоскости (ψ = 0°)

          , МПа,                (3.31)

МПа.

в вертикальной плоскости (ψ = 90°)

               , МПа,        (3.32)

МПа.

Наибольшее напряжение овализации возникает на внутренней поверхности пальца в горизонтальной плоскости, оно не должно превышать  МПа.

МПа.

3.1.3 Расчет поршневого кольца

Рисунок 3.2 – Каплевидная эпюра сил давления кольца на стенку цилиндра

Поршневые кольца работают в условиях высоких температур и значительных переменных нагрузок, выполняя три основные функции:

- герметизация надпоршневого пространства в целях максимально возможного использования тепловой энергии топлива;

- отвода избыточной доли теплоты от поршня в стенки цилиндра;

- «управление маслом», т.е. рационального распределения масляного слоя по зеркалу цилиндра и ограничения попадания масла в камеру сгорания.

Расчёт колец заключается:

а) в определении среднего давления кольца на стенку цилиндра, которое должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания и не должно резко увеличивать потери мощности на поршень и в рабочем состоянии;

б) в определении напряжения изгиба, возникающих в сечении, противоположному замку, при надевании кольца на поршень и в рабочем состоянии;

г) в установлении монтажных зазоров в прямом замке кольца.

Основные конструктивные размеры поршневых пальцев принимаем по данным прототипа.

Материал кольца – серый чугун, модуль упругости Е = 1105 МПа.

Определяем среднее значение давления кольца на стенку цилиндра:

                                     , МПа,                          (3.33)

МПа,

где  Е – модуль упругости материала кольца, Е = 1105 МПа;

Ао – разность между величинами зазоров кольца в свободном и рабочем состояниях, Ао = 3  t  = 3 5,16 = 15,48 мм.

Допустимое среднее радиальное давление для компрессионных колец МПа.

Определяем давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности и заносим в таблицу

, МПа,

где  μк – переменный коэффициент, определяемый изготовителем в соответствии с принятой формой эпюры давления кольца на зеркало цилиндра.

Таблица 3.1 – Параметры для расчета эпюры давления кольца на стенку цилиндра

Угол ψ, град

0

30

60

90

120

150

180

Коэффициент μк

1,05

1,05

1,14

0,9

0,45

0,67

2,85

Давление р, Мпа

0,187

0,187

0,203

0,160

0,080

0,119

0,507

Определяем напряжение изгиба кольца в рабочем состоянии:

                                                , МПа,                                   (3.34)

МПа.

Определяем напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

                                  , МПа,                            (3.35)

МПа,

где m – коэффициент, зависящий от способа надевания кольца,
m = 1,57.

Допустимое напряжение при изгибе кольца  = 220..450 МПа и  на 10..30 %.

Определяем монтажный зазор в замке поршневого кольца

                               ,                      (3.36)

где  – минимально допустимый зазор в замке кольца во время работы двигателя,  = 0,08 мм;

к и ц – коэффициенты линейного расширения материала кольца и гильзы цилиндра, ц = к = 11·10-6 1/К;

Tk, Tц и Tо – соответственно температура кольца, стенок цилиндра в рабочем состоянии и начальная температура, Tk = 498 К, Tц = 388 К и Tо = 293 К.

мм.

3.2 Прочностные расчёты

3.2.1 Расчёт болта М12 крепления хомутов баллонов [16]

Определяем расчётную нагрузку на один болт:

                                                                   , Н,                                            (3.37)

Где R – равнодействующая сила, R=4gm, где m – масса одного баллона, m=40 кг.

Z – число болтов, Z=5.

кН.

Определяем напряжение среза:

                                                      , МПа,                                     (3.38)

где d – диаметр стержня болта, d=12 мм; I – число плоскостей среза, i=2;

      [] – допускаемое напряжение материала болта на срез; при статической нагрузке []=0,4, для болта класса прочности 5.6 =300 МПа;

[]=0,4300=120; подставляя значение в формулу (3.38), получаем:

МПа,

МПа –условие прочности выполняется.

3.2.2 Расчёт болта М14 крепления баллонной стойки к раме автомобиля [16]

Рисунок 3.3 – Схема расчёта болта на срез

R=1,6 кН, N=4,4 кН;

Площадь стыка Аст=20,00767=0,015м2;

Опрокидывающий момент М=HR=0,1861,6=0,298 кНм;

Расчёт проводим в последовательности:

Определяем нормальное напряжение от действия отрывающей силы N:

                                                                , МПа,                                     (3.39)

МПа.

Определяем нормальное напряжение от действия опрокидывающего момента М:

                                                     , МПа,                                       (3.40)

где W – момент сопротивления стыка, м3;

Коэффициент основного напряжения Х=0,2..0,3;

                                               МПа,                           (3.41)

Подставляем значения в формулу (3.40):

МПа.

Определяем требуемое напряжение затяжки из условия нераскрытия стыка:

                                             , МПа,                                      (3.42)

где Кст – коэффициент запаса по нераскрытию стыка, Кст=1,3..2.

=0,49 МПа.

Определяем силу затяжки из условия нераскрытия стыка:

                                                        , кН,                                      (3.43)

Где Z –число болтов, Z=4.

кН.

Определяем расчётную нагрузку на болт:

                                                , кН,                               (3.44)

                                                        кН,                                       (3.45)

                                                         , кН,                                        (3.46)

где l1 – расстояние до наиболее удалённого болта, м;

i – число болтов в поперечном ряду;

li – расстояние от оси до i-го поперечного ряда, м.

кН.

Подставляя значения в формулу (3.44), получаем:

кН.

Допускаемое напряжение на срез []=0,4, для болта класса прочности 5,6; =300 МПа; []=0,4300=120 МПа. Подставляя значения в формулу (3.38), получаем:

МПа,

=20[]=120 МПа – условие прочности выполняется.

3.2.3 Расчёт сварного соединения [16]

Рисунок 3.4 – Схема для расчёта сварного соединения

Устанавливаем положение центра тяжести сварных швов.

Проводим силы к центру сварных швов:

                                              кНм.                               (3.47)

Строим эпюры напряжений в сварных швах. По эпюрам определяем наиболее нагруженные точки сварного шва. Наиболее нагруженными являются точки 1 и 2, графически определяем результирующие напряжения в точке 1.

                                                   , МПа.                                  (3.48)

Определяем численные значения входящих величин.

Напряжения от действия момента:

                                                          , МПа,                                     (3.49)

                                       , см4,                          (3.50)

где icb – осевой момент инерции сварного шва.

см4,

.

Подставляя значения в формулу (3.49), получаем:

 МПа.

Напряжение от действия силы:

                                                       , МПа,                                        (3.51)

где Аверт. шов – площадь вертикального шва.

см2.

МПа.

Результируюшие напряжения:

Подставляя полученные значения в формулу (3.48), получаем:

МПа.

Допускаемое напряжение определится:

МПа,

МПа – прочность сварных швов обеспечена.

3.3 Расчёт по технологии изготовления детали

При расчёте изготовления детали определяют необходимую норму времени.

Нормированное время – это время полезной работы, связанной с выполнением производственного задания и определяется по формуле:

                                                   Тн о в доп пз, мин,                            (3.52)

где То – основное время, мин;

Тв – вспомогательное время, мин;

Тдоп – дополнительное время, мин;

Тпз – подготовительно – заключительное время, мин;

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:

                                              Топ о в, мин,                                        (3.53)

Дополнительное время рассчитывают пропорционально затратам оперативного времени:

                                                         , мин,                                         (3.54)

где Кдоп – процентное соотношение дополнительного времени к оперативному, Кдоп=12%.

                                                            , мин,                                       (3.55)

где  Кпз – процентное отношение подготовительно – заключительного времени к оперативному, Кпз=10%.

Произведём расчёт балки опорной, которая изготавливается из швеллера №10 ГОСТ 8240-97 Ст3-ГОСТ 535-88.

3.3.1 Отрезные работы

Для отрезных работ применяют тонкие дисковые фрезы (отрезной круг).

Расчёт основного времени отрезных работ определяют по формуле:

                                                              , мин,                                        (3.56)

где L -  длина фрезеруемой поверхности (высота заготовки), мм;

К – коэффициент, зависящий от ширины заготовки;

i – число проходов;

Sоб – подача на один оборот фрезы, мм/об;

n – число оборотов в минуту.

мин.

Вспомогательное время принимаем Тв=1,2 мин.

Оперативное время определится, подставляя значение в формулу (3.53):

Топ=2,8+1,2=4 мин;

Подставляя значения в формулу (3.54), получаем:

мин;

Подставляя значения в формулу (3.55), получаем:

мин;

По формуле (3.52) определяем норму времени:

Тн=2,4+1,2+0,48+0,4=4,88;

Норма времени на 2 среза Тн=9,76 мин.

3.3.2 Сверление

Основные элементы при сверлении – глубина, подача и скорость рассчитывают по формуле:

                                                               , мин,                                         (3.57)

где L – глубина обработки с учётом врезания и выхода инструмента, мм;

S – подача на один оборот сверла, мм/об;

n – число оборотов инструмента в минуту.

мин.

Вспомогательное время на установку и снятие принимаем Тв=1,2 мин.

Оперативное время определится, подставляя значения в формулу (3.53):

Топ=0,5+1,2=1,7 мин;

Подставляя значения в формулу (3.54), получаем:

мин;

Подставляя значения в формулу (3.55), получаем:

мин;

По формуле (3.52) определяем норму времени:

Тн=0,5+1,2+0,204+0,17=2,074 мин;

Норма времени на 6 отверстий Тн=12,444 мин.

3.3.3 Опиливание и зачистка поверхности

Опиливанием называют обработку поверхности изделия напильником, при помощи которого с обрабатываемого изделия снимается слой металла в пределах от 0,05 до 1 мм. Затраты времени на опиливание зависят от размеров обрабатываемой площади, припуска на обработку, механических свойств материала.

Принимаем: То=32=6 мин, Тв=0,8мин.

3.3.4 Общее нормированное время

Общее нормированное время определяется по формуле:

                                          ТнНОНСНЗ, мин,                                   (3.58)

где ТНО – норма времени на отрезные работы;

ТНС – норма времени на сверлильные работы;

ТНЗ – норма времени на зачистные работы.

Тн=9,76+12,444+6,8=29 мин.

3.4 Расчёты по расходу топлива

Выбираем условный маршрут движения седельного тягача КамАЗ-6460: Киров – Москва (степень загрузки 70%), Москва – Санкт-Петербург (степень загрузки 70%), Санкт-Петербург – Москва – Киров (степень загрузки 100%).

- базовая норма расхода компримированного природного газа на пробег для тягача составляет Нsг=27 м3/100 км;

- базовая норма расхода дизельного топлива на пробег для тягача составляет Нsд=7 л/100 км;

- норма расхода топлива на перевозку полезного груза составляет

 НWг=1,3 м3/100 ткм;

- масса снаряжённого полуприцепа Gпп=10 т;

- масса перевозимого груза при загрузке 100% Gгр=20 т;

- надбавка за работу в зимнее время D=10%;

Норма расхода топлива на пробег автопоезда составляет:

                                                HSa=HS+HWGпр.                                         (3.59)

Подставляя значения в формулу (3.59), получаем:

НSг=27+1,310=40 м3/100 км;

НSд=7+0,410=11 л/100 км.

Нормируемый расход топлива:

                              QH=0,01 (НSaS+ НWW) 1+0,01+D,                         (3.60)

где S – пробег автопоезда, км;

W – объём транспортной работы, ткм;

                                                   W=GгрSгр,                                              (3.61)

где Gгр – масса груза, т;

Sгр – пробег с грузом, км.

Определяем расход топлива на маршруте в летний период.

Киров – Москва:

S=1000 км;

W=71000=7000 ткм.

QHГ=0,01 (401000+1,37000) 1=491 м3,

QHД=0,01 (111000+0,47000) 1=138 л.

Москва – Санкт-Петергбург:

S=700 км;

W=7700=4900 ткм.

QHГ=0,01 (40700+1,34900) 1=344 м3,

QHД=0,01 (111000+0,44900) 1=97 л.

Санкт-Петергбург – Москва – Киров:

S=1700 км;

W=101700=17000 ткм.

QHГ=0,01 (401700+1,317000) 1=702 м3,

QHД=0,01 (111700+0,417000) 1=255 л.

Суммарный расход газа и дизельного топлива на всём маршруте движения:

QНГ=1537 м3,

 QНД=490 л.

Определяем расход топлива в зимний период.

Киров – Москва:

S=1000 км;

W=71000=7000 ткм.

QHГ=0,01 (401000+1,37000) (1+0,0110)=540 м3,

QHД=0,01 (111000+0,47000) (1+0,0110)=151 л.

Москва – Санкт-Петергбург:

S=700 км;

W=7700=4900 ткм.

QHГ=0,01 (40700+1,34900) (1+0,0110)=378 м3,

QHД=0,01 (111000+0,44900) (1+0,0110)=107 л.

Санкт-Петергбург – Москва – Киров:

S=1700 км;

W=101700=17000 ткм.

QHГ=0,01 (401700+1,317000) (1+0,0110)=772 м3,

QHД=0,01 (111700+0,417000) (1+0,0110)=281 л.

Суммарный расход газа и дизельного топлива на всём маршруте движения:

QНГ=1691 м3,

 QНД=539 л.

4 Экологическая безопасность автотранспорта

4.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ от стоянки 20 автомобилей КамАЗ - 6460.

Расчёт выбросов загрязняющих вещевств предприятия, имеющего 20 автомобилей КамАЗ – 6460. Автомобили хранятся на открытой стоянке в тёплое и холодное время года, не оборудованной средствами подогрева. Предприятие находится в климатическом районе со следующими климатическими условиями: семь месяцев тёплый период, два месяца переходный период, три месяца холодный период. Расчёт выбросов загрязняющих вещевств производится от поста ТО – 1.

Выбросы i-го вещества одним автомобилем k-й группы в день при выезде с территории или помещения стоянки  и возврате  рассчитываются по формулам:

                                   , г;                        (4.1)

                                           , г,                                 (4.2)

где  – удельный выброс i-го вещества при прогреве двигателя автомобиля k-й группы, г/мин ;

– пробеговый выброс i-го вещества, автомобилем k-й группы при движении со скоростью 10…20 км/час , г/мин ;

– удельный выброс i-го вещества при работе двигателя автомобиля k-й группы на холостом ходу, г/мин ;

– время прогрева двигателя, мин;

, – пробег автомобиля по территории стоянки, км;

,– время работы двигателя на холостом ходу при выезде с территории стоянки и возврате на неё, мин.

                           

    Теплый период

Принимаем мин;км;км; мин.

Выбросы оксидов углерода (СО), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин;

Тогда:

г;

г.

Выбросы углеводородов (СН), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы оксидов азота (NOх), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы сажи (С), принимаем следующие значения: г/ммн; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы диоксидов серы (SO2), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/ммн.

Тогда:

г;

г.

Холодный период

Принимаем мин;км;км; мин.

Выбросы оксидов углерода (СО), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы углеводородов (СН), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы оксидов азота (NOх), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы сажи (С), принимаем следующие значения: г/ммн; г/км;  г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы диоксидов серы (SO2), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/ммн.

Тогда:

г;

г.

Переходный период

В переходный период значения выбросов СО, СН, С, SО2, должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений холодного периода при расчете удельных выбросов загрязняющих веществ при прогреве двигателей и пробеговых выбросов загрязняющих веществ. Выбросы NОх равны выбросам в холодный период.

Принимаем мин;км;км; мин.

Выбросы оксидов углерода (СО), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы углеводородов (СН), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы оксидов азота (NOх), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы сажи (С), принимаем следующие значения: г/ммн; г/км; г/мин.

Тогда:

г;

г.

Выбросы диоксидов серы (SO2), принимаем следующие значения: г/мин; г/км; г/ммн.

Тогда:

г;

г.

Валовый выброс i-го вещества автомобилями рассчитывается раздельно для каждого периода года по формуле

                               , т/год ,                       (4.3)

где  – коэффициент выпуска (выезда);

– количество автомобилей k-й группы на территории или в помещении стоянки за расчетный период;

– количество дней работы в расчетном периоде (холодном, теплом, переходном);

– период года (Т – теплый, П – переходный, Х – холодный); для холодного периода расчет  выполняется для каждого месяца.

                                                        ,                                                  (4.4)

где  – среднее за расчетный период количество автомобилей k-й группы, выезжающих в течение суток со стоянки.

Для расчетов принимаем, что автомобили выходят на линию пять дней в неделю без простоев. В этом случае . Количество дней работы в расчетном периоде:  холодном – 70 дней; переходном – 45 дней и теплом – 150 дней.

Выбросы оксидов углерода (СО):

т/год ;

т/год ;

т/год .

Выбросы углеводородов (СН):

т/год ;

т/год ;

т/год .

Выбросы оксидов азота (NOх):

т/год ;

т/год ;

т/год .

Выбросы сажи (С):

т/год ;

т/год ;

т/год .

Выбросы диоксидов серы (SO2):

т/год ;

т/год ;

т/год .

Для определения общего валового выброса  валовые выбросы одноименных веществ по периодам года суммируются

                                          , т/год .                                    (4.5)

Выбросы оксидов углерода (СО)

т/год .

Выбросы углеводородов (СН)

т/год .

Выбросы оксидов азота (NOх)

т/год .

Выбросы сажи (С)

т/год .

Выбросы диоксидов серы (SO2)

т/год .

Максимально разовый выброс i-го вещества  рассчитывается для каждого месяца по формуле

                              , г/с ,                      (4.6)

где – количество автомобилей k-й группы, выезжающих со стоянки за 1 час, характеризующийся максимальной интенсивностью выезда автомобилей.

Считаем, что за 1 час выезжают со стоянки все 20 автомобилей.

Тёплый период

Выбросы оксидов углерода (СО)

г/с .

Выбросы углеводородов (СН)

г/с .

Выбросы оксидов азота (NOх)

г/с .

Выбросы сажи (С)

г/с .

Выбросы диоксидов серы (SO2)

г/с .

Холодный период

Выбросы оксидов углерода (СО)

г/с .

Выбросы углеводородов (СН)

г/с .

Выбросы оксидов азота (NOх)

г/с .

Выбросы сажи (С)

г/с .

Выбросы диоксидов серы (SO2)

г/с .

Переходный период

Выбросы оксидов углерода (СО)

г/с .

Выбросы углеводородов (СН)

г/с .

Выбросы оксидов азота (NOх)

г/с .

Выбросы сажи (С)

г/с .

Выбросы диоксидов серы (SO2)

г/с .

5 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Актуальность проблемы

Безопасность жизнедеятельности представляет собой систему законодательных актов, социально – экономических, технических, санитарно – гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение работоспособности и здоровья человека в процессе труда. В современном производстве безопасность труда является одной из важнейших социальных проблем.

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда закон возлагает на администрацию предприятий, учреждений и организации. Добиваться этого администрация должна путем внедрения современных средств безопасности и обеспечения санитарно – гигиенических условий, предотвращающих профессиональные заболевания.

В связи с переходом на рыночные отношения затрудняется обеспечение безопасности труда на должном уровне. Это выражается в сокращении штатного расписания инженерно – технической службы охраны труда. Рост числа профессиональных заболеваний и производственного травматизма, числа техногенных катастроф и аварий, неразвитость профессиональной, социальной и медицинской реабилитации пострадавших на производстве отрицательно сказываются на жизнедеятельности людей, их здоровье, приводят к дальнейшему ухудшению демографической ситуации в стране. Подверждением этого служат следующие факторы: высокий удельный вес работников, занятых на рабочих местах, не отвечающим эргономическим и санитарно – гигиеническим требованиям и правилам техники безопасности; быстрый рост уровня профессиональной заболеваемости и производственного травматизма; увеличение тяжести производственного травматизма и его уровня с летальным исходом. [6]

В связи с этим в настоящее время проблема обеспечения труда наиболее актуальна.

5.2 Анализ производственного травматизма

      Цель анализа – выявить количественные показатели травматизма, провести  причинно-факторный анализ и разработать организационно-технические мероприятия по снижению уровня травматизма.

Для количественной оценки травматизма используется статистический метод, позволяющий выявлять и рассчитывать коэффициенты и показатели травматизма. [6]

Коэффициент частоты травматизма:

                                                           ,                                               (5.1)

где Т – количество пострадавших при несчастных случаях, в том числе со смертельным исходом и частично утратившим работоспособность за исследуемый период, чел.;

Р –  среднесписочное число работников за данный период, чел.

Коэффициент тяжести травматизма:

                                                           ,                                                      (5.2)

где  Д – количество человеко–дней  нетрудоспособности у пострадавших с утратой трудоспособности на 1 рабочий день и более, чел.–дней;

Т1 – число несчастных случаев без учёта смертельных исходов и получения инвалидности, чел.

         Коэффициент летальности:

                                                        ,                                                   (5.3)

             где ТЛ – число пострадавших с летальным исходом, чел.

Коэффициент потерь:

                                                      ,                                                 (5.4)

        Исходные данные и результаты расчётов приведены в таблице 5.1.

Пример расчёта представлен по 2007 году.

       КЧ==4,5;

       КТ==26;

       КП==116;

Таблица 5.1 – Количественная оценка уровня травматизма

Показатели

Отчётный период

2004

2005

2006

2007

Среднесписочная численность работающих, Р

461

455

465

447

Численность пострадавших, Т

2

1

3

2

Численность человеко-дней нетрудоспособности, Д

43

17

86

52

Коэффициент частоты травматизма, КЧ

4,3

2,2

6,5

4,5

Коэффициент тяжести, КТ

22

17

29

26

Коэффициент потерь труда, КП

93

37

185

116

    Анализ данных количественной оценки (таблица 5.1) позволяет сделать вывод, что частота травматизма была наименьшей в 2005 году. Частота травматизма  в 2006 году была больше, чем в другие годы. Коэффициент тяжести травматизма, характеризующий состояние трудовой дисциплины на производстве, возрос в 2006 году. Причина частоты кроется, прежде всего, в низкой производственной дисциплине самих пострадавших, в собственной неосторожности и халатном отношении к вопросам охраны труда.

     Применение причинно-факторного анализа позволяет выявить последовательность распределения числа пострадавших по причинам возникновения травматизма.

Причинами травматизма являются:

  •  неосторожность, ремонтно-обслуживающего персонала;
  •  нарушение техники безопасности;
  •  неприменение средств индивидуальной защиты;
  •  нарушение трудовой дисциплины.

5.3 Организационные – технические мероприятия по снижению травматизма

В основном все случаи травматизма происходят по вине работников из-за несоблюдения техники безопасности на рабочем месте. В связи с этим необходимо проводить организационно-технические мероприятия по снижению травматизма, такие как:

- ежегодно контролировать в отделе кадров назначения должностных лиц, руководителей участков, ответственных за состояние и организацию работы по охране труда и предупреждению аварийных ситуаций;

- контролировать проведение предварительных (при поступление на работу) и периодических (в течение трудовой деятельности) медицинских осмотров работников;

- не допускать работников к выполнению ими трудовых обязанностей без прохождения обязательных медицинских осмотров, в случае медицинских потивопоказаний;

- разработать систему обучения безопасным методам и приёмам выполнения работ, инструктажей по охране труда, стажировку на рабочих местах и проверку знаний требования охраны труда;

- внедрить систему ведения документации по контролю за обучением по безопасности труда на рабочих местах, допуска к обслуживанию технического оборудования, аттестации всех специалистов производства;

- внедрить систему нормативно-правовых актов и отработать систему контроля за ведением документации по расследованию, учёту и ответственности по состоянию травматизма, условий труда и профессиональных заболеваний;

- материально и морально поощрять работников за выполнение требований охраны труда.

5.4 Расчёт участка вентиляции участка ТО газобаллонного оборудования

Автомобиль с установленным газобаллонным оборудованием при проведении ТО и ТР на постах выделяет больше отработанных газов из-за необходимости проверки работы двигателя как на дизельном топливе так и на газе. Для обеспечения безопасности труда должна быть хорошая вентиляция участка.

Принимаем поточно – вытяжную вентиляцию.

Величина воздухообмена рассчитывается по формуле [7]:

                                                        ,                                                (5.5)

где Vn – объём помещения, Vn=194,4 м3;

К – коэффициент кратности воздухообмена, К=2;

м3/ч.

По рассчитанному воздухообмену выбираем вентилятор и рассчитываем мощность электродвигателя для привода вентилятора:

                                          ,кВт                                  (5.6)

где 1,3 – коэффициент, учитывающий потери напора;

НВ – напор воздушного потока, НВ=600 Па;

па – КПД вентилятора, па=0,54;

пп – КПД передачи, пп=0,86;

кВт.

Выбираем вентилятор центробежного типа ЭВР, п=1500 мин-1.

Кроме общеобменной поточно-вытяжной вентиляции в обычном исполнении, должна быть предусмотрена естественная вытяжка и аварийная вытяжка-вентиляция. [27]

5.5 Инструкция по эксплуатации автомобиля КамАЗ – 6460 при работе на компримированном природном газе

5.5.1 Общие положения

К самостоятельной работе на автотранспорте  с модернизированной топливной системой допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, у которых нет противопоказаний по состоянию здоровья, прошедшие:

  •   медицинское освидетельствование;
  •  первичный инструктаж  на рабочем месте;
  •  теоретическое и практическое обучение безопасным приемам труда под руководством мастера и опытного рабочего в течение установленного срока обучения;
  •  сдавшие экзамен квалификационной комиссии на допуск к самостоятельной работе.

Водитель является ответственным лицом за соблюдение правилтехники безопасности всеми находящимися в автомобиле лицами и обязан требовать от них исполнения этих правил.

Транспортное средство должно быть технически исправно и снабжено углекислотным или порошковым огнетушителем.

Водитель не должен приступать к выполнению разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями по специальности, без получения целевого инструктажа по охране труда.  Водитель должен выполнять только порученную работу и не передавать ее другим  без разрешения начальника, во время работы быть внимательным, не отвлекаться и не отвлекать других, не допускать на рабочее место лиц, не имеющих отношения к работе, содержать рабочее место в чистоте и порядке.