95798

Пуск двигателей автомобилей в холодное время

Дипломная

Логистика и транспорт

При хранении автомобилей на открытых площадках зимой затрудняется пуск двигателей снижается надежность автомобилей увеличивается расход топлива усложняется проведение обслуживания увеличивается количество вредных веществ выбрасываемых в атмосферу с отработавшими газами.

Русский

2015-09-29

386.12 KB

9 чел.

Содержание

Введение

 3

1

Организационно-технологическая часть

 7

1.1

Правила технического содержания подвижного состава

 7

1.2

Особенности эксплуатации автомобилей при низких температурах

 8

1.3

Подготовка подвижного состава к зиме

11

1.4

Классификация средств и способов безгаражного хранения автомобилей

12

2

Исследовательская часть

14

2.1

Анализ способов и средств облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей при низких температурах воздуха

14

2.2

Использование низкосортных, отработанных ГСМ для сжигания в форсуночных агрегатах

18

3

Конструкторская часть

20

3.1

Форсунки и горелки

20

3.2

Требования, предъявляемые к форсункам

21

3.3

Типы форсунок и топочных устройств

22

3.4

Устройство и принцип работы форсуночного агрегата

33

4

Экономическая часть

39

4.1

Расчет расхода электрической энергии, используемой потребителем

39

4.2

Расчет расходов на использование отработанных ГСМ

40

4.3

Расчет стоимости оборудования

41

4.4

Расчет экономического эффекта

41

5

Охрана труда

43

5.1

Техника безопасности при эксплуатации форсуночного агрегата

43

5.2

Противопожарная безопасность

45

5.3

Мероприятия по защите окружающей среды

46

Заключение

47

Список использованных источников

48


Введение

Актуальность темы. Организация хранения подвижного состава, при которой были бы в достаточной мере обеспечены надежный пуск двигателей, минимальные износы агрегатов и узлов, экономичность при удовлетворительной экологической основе, а также безопасность движения после длительной стоянки, в практике эксплуатации решается либо путем строительства теплых стоянок, либо с помощью различных средств и способов безгаражного хранения автомобилей.

Многообразие климатических условий существенно влияет на организацию эксплуатации, хранения автомобилей и на их технико-экономические показатели, что приводит прежде всего к ухудшению показателей надежности, снижению экономичности и затрудняет проведение технического обслуживания подвижного состава. Поэтому, рассматривая вопросы организации безгаражного хранения автомобилей, следует учитывать климатические условия конкретного региона. В зависимости от этих условий территорию Республики Казахстан делят на отдельные климатические зоны: северную, умеренного климата и южную. Все внимание будем уделять северной климатической зоне.

Безгаражное хранение автомобилей в зимний период сопряжено с температурными отказами. Поэтому при таком способе предусматриваются специальные меры для предотвращения потери работоспособности автомобилей.

В большинстве случаев применение любого иного способа хранения связано с тепловой подготовкой автомобиля.

Тепловая подготовка (обогрев) ¬ это процесс передачи тепловой энергии от теплоносителя к агрегатам, узлам и системам автомобиля для достижения (или поддержания) их необходимого температурного состояния. Необходимое температурное состояние агрегата оценивается по граничной температуре, т.е. по такому уровню средней температуры агрегата, который позволяет использовать этот агрегат и обеспечивает дальнейшую работу на линии без существенных потерь (например, для двигателя ¬ минимальная температура пуска).

При хранении автомобилей на открытых площадках зимой затрудняется пуск двигателей, снижается надежность автомобилей, увеличивается расход топлива, усложняется проведение обслуживания, увеличивается количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу с отработавшими газами.

Наиболее серьезная из указанных проблем ¬ затрудненный пуск двигателя. Это явление связано с рядом причин: снижение частоты вращения коленчатого вала двигателя при пуске; ухудшение смесеобразования; ухудшение воспламеняемости рабочей смеси.

Актуальность темы данной дипломной работы обусловливается тем, что на сегодняшний день автомобили безгаражного хранения эксплуатирующиеся на территории с холодным климатом необходимо рассматривать как ступень развития в сфере автомобильного хозяйства страны. Но на данный момент в странах с суровым климатом проблема безгаражного хранения в условиях холодной температуры не решена. Предложенный мною форсуночный агрегат, является одним из ярких примеров подогревающих устройств, не являющийся экономически не выгодным для нашей страны, одновременно решающий проблему замерзания двигателей в зимнее время на территории АТП.

Предметом исследования стал форсуночный агрегат, его использование на автотранспортных предприятиях в качестве предпускового подогревателя двигателей транспортных средств.

Объектом исследования в данной дипломной работе является обеспечение легкого пуска двигателя автомобиля безгаражного хранения в зимнее время с помощью отопительного аппарата.

Цель дипломной работы. В настоящей дипломной работе предпринята попытка рассмотреть и решить все проблемы, связанные с пуском двигателей автомобилей в холодное время; опираясь на весь использованный материал, максимально точно описать форсуночный агрегат, его принцип работы, а также его достоинства и недостатки.

Достижение поставленной цели возможно при решении ряда следующих задач:

- выяснить особенности эксплуатации автомобилей при низких температурах;

- привести примеры классификации средств и способов безгаражного хранения автомобилей;

- раскрыть способы и средства облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей в условиях низких температур.

- дать общую характеристику форсуночного агрегата, и его отдельных частей.

- наиболее доступно раскрыть принцип работы форсуночного агрегата.

Источниковая база дипломной работы. Для решения поставленных задач в данной дипломной работе были изучены и использованы материалы взятые из таких источников и пособий как: «Котельные установки и их эксплуатация» Б. А.Соколова, «Теплогенерирующие установки» Г. Н. Делягина, В. И.Лебедева, Б. А. Пермякова, «Технологическое проектирование АТП и СТО» Г. М. Напольского, «Технологическое проектирование АТП и СТО» В.С.Планида, В. А. Окинько, В. П. Бычков»  и другие.

Методологическая и теоретическая основа. С целью научного и объективного подхода к исследованию темы в настоящей дипломной работе были использованы методы сравнительного анализа и системного подхода.

Новизна исследования. Роль автомобильного транспорта довольно велика в народном хозяйстве. Автомобиль служит для быстрого перемещения грузов и пассажиров по различным типам дорог и местности. Автомобильный транспорт играет важнейшую роль во всех сторонах жизни страны. Без автомобиля невозможно представить работу ни одного промышленного предприятия, государственного учреждения, строительной организации, коммерческой фирмы и предприятия сельского хозяйства. Значительное количество грузовых и пассажирских перевозок приходится на долю транспорта. Но в зимнее время года в странах с суровым климатом, производительность автомобильного транспорта резко снижается, причиной тому являются: низкая температура, усложняющая пуск двигателя; нехватка отопляемых помещений на автотранспортных предприятиях; и одной из основных причин является проблема безгаражного хранения. Нельзя сказать, что пуск двигателей в холодное время года совсем невозможен, есть много различных способов поддержания температуры в двигателе после его остановки, а также существует множество способов подогрева автомобиля при помощи автономных подогревателей. Но неэффективность таких методов причиняет массу неудобств для пользователей. В качестве примера можно привести использование большегрузных автомобилей, для подогрева которых в условиях сурового климата уходит значительное количество времени. Решение данной проблемы раскрывается во второй главе дипломной работы.

Для обеспечения легкого и безопасного подогрева автомобилей нужно всего лишь одно не пугающее своими размерами, компактное и удобное в применении устройство, это  форсуночный агрегат. Его главное отличие от других отопителей состоит в том, что он работает от электрической сети и ему не требуется качественное топливо. Он будет сжигать отходы нефтепродуктов, например: мазут, керосин, отработавшее масло, взятое из КПП и мостов автомобиля, и т.д.

Структура дипломной работы. Дипломная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

Научная идея дипломной работы заключается в обеспечении простейшего способа подогрева двигателей транспортных средств безгаражного хранения в условиях низких температур.

Основные положения, выносимые на защиту, состоят в следующем:

- Затруднения пуска двигателей возникают из-за сложности создания пусковой частоты вращения коленчатого вала, ухудшения условий смесеобразования и воспламенения смеси. Для надежного пуска двигателя скорость проворачивания или частота вращения коленчатого вала должна быть равной или превышать минимальную частоту вращения, обеспечивающую процесс подготовки горючей смеси. Эта величина сильно зависит от окружающей среды. При снижении температуры масла значительно увеличивается его вязкость, в результате чего увеличивается сопротивление проворачивания коленчатого вала и после снижается скорость его вращения. Это, естественно, вызывает ухудшение условий воспламенения, в то же время при низких температурах резко снижаются возможности пускового устройства (стартера). Это объясняется уменьшением напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.

- Котельную установку оборудуют топочными устройствами, обеспечивающими факельный процесс сжигания жидкого топлива. Форсунки, являющиеся частью топочного устройства, предназначены для подачи распыленного топлива в топку, а с помощью ВНУ перемешиваются частицы топлива с воздухом. Форсунки с ВНУ (иногда называемые горелками) могут иметь фронтовое и потолочное расположение. Преимущественное распространение получило фронтовое расположение, при котором форсунки и ВНУ размещают на передней стенке топки котла, называемой передним фронтом. Отдельные современные высокоэкономичные главные котлы оборудуют форсунками и ВНУ с потолочным расположением в верхней части топки. При этом создаются условия для более высокой интенсификации факельного процесса, газовоздушный поток получает более естественное движение сверху вниз, факел распределяется почти по всему объему топки. У главных и некоторых вспомогательных котлов устанавливают несколько форсунок с ВНУ, их число зависит от паропроизводительности котла.

- В котельных установках в зависимости от способов распыливания топлива могут применяться форсунки следующих типов: с воздушным и паровым распыливанием топлива, механические невращающиеся (центробежные) и вращающиеся (ротационные), паромеханические. К форсункам предъявляются следующие основные требования: простота устройства, надежность действия, хорошее распыливание топлива, большая глубина и легкость регулирования подачи, малый расход энергии, удобство замены и очистки, невысокая стоимость, возможность автоматического регулирования при безвахтенном обслуживании.


1 Организационно-технологическая часть

1.1 Правила технического содержания подвижного состава

Для хранения автомобили могут размещаться на открытых площадках, под навесом и в отдельных случаях в крытых отапливаемых или неотапливаемых помещениях.

Крытые помещения для хранения автомобилей могут быть манежного и боксового типа.

Если крытые помещения для хранения автомобилей отапливаются, то не требуется специального оборудования для разогрева двигателей автомобилей в холодное время года. На открытых площадках должно быть установлено оборудование для индивидуального или группового подогрева двигателей автомобилей. 

Подогрев двигателей перед их пуском в холодное время обязателен, так как при этом улучшается образование горючей смеси и подача смазки к трущимся деталям. Чаще всего подогрев осуществляется горячей водой или паром, который подают от котельной, размещенной недалеко от зоны хранения.

Также применяют электроподогрев с использованием электроэлемента, установленного в нижнем соединительном патрубке системы охлаждения двигателя. Питание такой системы осуществляется от электрической сети. Разогрев двигателей в отдельных случаях можно осуществлять с применением теплого воздуха, горячей воды и масла, разогреваемых в водомаслогрейках.

Исправность автомобиля и продление срока его службы, как правило, зависят от того, насколько своевременно и качественно выполняются все работы по техническому обслуживанию перед выездом на линию, проверке работы агрегатов и узлов на линии, а также при возвращении в гараж.

Если водитель обнаружил какую-либо неисправность или посторонние стуки, он должен установить неисправность и принять меры к ее устранению. По окончании работы водитель должен указать в заявке на ремонт обнаруженные неисправности. Для восстановления работоспособности автомобиля его подвергают ремонту.

Ремонт подвижного состава выполняют по потребности в зависимости от его фактического технического состояния. В процессе ремонта подвижной состав приводится в пригодное для его дальнейшей эксплуатации состояние. При ремонте могут быть выполнены все виды работ, включая разборочные и сборочные, механические и слесарные, медницкие и сварочные, жестяницкие, электротехнические, рихтовочные и малярные.

В зависимости от вида и объема работ различают текущий ремонт и капитальный ремонт. Оба вида ремонта выполняют или для всего автомобиля (и прицепа), или по какому-то одному из агрегатов.

При текущем ремонте автомобиля или прицепа восстанавливают или заменяют все неисправные детали, узлы или агрегаты, устраняют неисправности, выявленные при контрольно-осмотровых работах технического обслуживания и в процессе эксплуатации. Также не исключен капитальный ремонт отдельных агрегатов.

При капитальном ремонте автомобиля или агрегата их техническое состояние должно быть доведено до уровня технических условий на ремонт. После капитального ремонта автомобиль или агрегат должен пройти установленный межремонтный пробег, если не были нарушены правила эксплуатации, своевременно и качественно выполнялись текущий ремонт и техническое обслуживание.

Учитывая, что потребность в ремонтах определяется фактическим техническим состоянием, существуют условия, по которым автомобиль или агрегат может быть направлен в капитальный ремонт.

Для направления агрегата в капитальный ремонт необходимо чтобы базовая деталь его нуждалась в ремонте, требующем полной его разборки. Агрегат направляют в капитальный ремонт также в том случае, если большинство его деталей изношено и не может быть восстановлено текущим ремонтом.

Автомобиль направляют в капитальный ремонт, если в нем нуждается большинство агрегатов.

Наиболее прогрессивным, позволяющим значительно сократить время простоя автомобиля в капитальном ремонте, является агрегатный метод ремонта.

Агрегатный метод ремонта автомобиля предусматривает замену неисправных узлов, приборов и целых агрегатов на заранее отремонтированные. При этом все агрегаты и механизмы обезличены и могут быть установлены на любой ремонтируемый автомобиль. Таким образом, агрегатный метод ремонта позволяет значительно сократить время ремонта автомобиля, который по сути сводится к сборке автомобиля из заранее отремонтированных узлов, механизмов и агрегатов.

Для продления срока службы автомобиля необходимо точно соблюдать требования инструкции завода-изготовителя, систематически на линии контролировать работу агрегатов, узлов и механизмов автомобиля, немедленно устранять появившиеся неисправности, своевременно промывать систему смазки и питания двигателя, а также проверять правильность регулировки трансмиссии и механизмов управления при ее нарушении.

1.2 Особенности эксплуатации автомобилей при низких температурах

Затруднения пуска двигателей возникают из-за сложности создания пусковой частоты вращения коленчатого вала, ухудшения условий смесеобразования и воспламенения смеси. Для надежного пуска двигателя скорость проворачивания или частота вращения коленчатого вала должна быть равной или превышать минимальную частоту вращения, обеспечивающую процесс подготовки горючей смеси. Эта величина сильно зависит от окружающей среды. При снижении температуры масла значительно увеличивается его вязкость, в результате чего увеличивается сопротивление проворачивания коленчатого вала и после снижается скорость его вращения. Это, естественно, вызывает ухудшение условий воспламенения, в то же время при низких температурах резко снижаются возможности пускового устройства (стартера). Это объясняется уменьшением напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.

Снижение температуры электролита аккумуляторной батареи в значительной мере ухудшает энергетические возможности аккумулятора, а, следовательно, уменьшает и скорость проворачивания коленчатого вала и, в конечном итоге, ухудшает воспламенение топлива.

При эксплуатации автомобилей в условиях низких температур, увеличивается расход топлива, это объясняется:

- повышением сопротивления в агрегатах трансмиссии из-за загустевания смазки;

- неполнотой сгорания, связанной с ухудшением испарения и распыления топлива;

- необходимостью дополнительных затрат топлива на прогревы двигателя;

При низких температурах ухудшаются условия смесеобразования и сгорания смеси. У бензиновых двигателей ухудшается испарение бензина, резко увеличивается его вязкость, а также плотность воздуха, по этим причинам рабочая смесь обедняется. В то же время вследствие уменьшения напряжения на клеммах аккумуляторных батарей снижается энергия искры. Совместное действие этих двух факторов увеличивает трудности пуска бензиновых двигателей в зимнее время.

У дизельных двигателей при низких температурах в связи с резким увеличением вязкости топлива ухудшается качество его распыливания. При снижении температуры вязкость дизельного топлива увеличивается. Соответственно увеличиваются и размеры капель распыленного топлива, что затрудняет его воспламенение.

В то же время из-за того, что температура поступающего в цилиндры воздуха уменьшается, а теплоотдача от рабочей смеси в стенки цилиндра увеличивается, температура конца сжатия снижается, затрудняется воспламенение топлива, а следовательно, и пуск двигателя.

Ухудшение показателей надежности агрегатов и узлов автомобиля в процессе хранения при низкой температуре воздуха характеризуется ростом вероятности отказов и увеличением интенсивности изнашивания деталей. На снижение показателей надежности существенно влияет ухудшение прокачиваемости (запаздывание) и нарушение подачи масла к узлам трения. При этом нарушаются условия смазки трущихся деталей и повышается интенсивность их изнашивания.

Застывание масла в агрегатах трансмиссии автомобиля приводит к повышенному износу зубчатых передач, подшипников, валов. Застывшее масло остается на периферии полостей картеров, и в результате шестерни работают без смазки, что приводит к резкому сокращению срока службы трансмиссии.

Увеличение расхода топлива при низких температурах происходит по причинам работы двигателя на пониженных и неустановившихся режимах, периодических пусков для прогрева двигателя, неполноты сгорания топлива, вследствие ухудшения его испарения и распыливания, увеличения сопротивления движению на заснеженных дорогах, увеличения вязкости трансмиссионных масел и повышения сопротивления в агрегатах трансмиссии. Вследствие сказанного эксплуатационные нормы расхода топлива в зимнее время увеличиваются от 5 до 20 % (в зависимости от климатической зоны).

Для хранения автомобили могут размещаться на открытых площадках, под навесом и в отдельных случаях в крытых отапливаемых или неотапливаемых помещениях.

Крытые помещения для хранения автомобилей могут быть манежного и боксового типа.

Если крытые помещения для хранения автомобилей отапливаются, то не требуется специального оборудования для разогрева двигателей автомобилей в холодное время года. На открытых площадках должно быть установлено оборудование для индивидуального или группового подогрева двигателей автомобилей.

Подогрев двигателей перед их пуском в холодное время обязателен, так как при этом улучшается образование горючей смеси и подача смазки к трущимся деталям. Чаще всего подогрев осуществляется горячей водой или паром, который подают от котельной, размещенной недалеко от зоны хранения.

Также применяют электроподогрев с использованием электроэлемента, установленного в нижнем соединительном патрубке системы охлаждения двигателя. Питание такой системы осуществляется от электрической сети. Разогрев двигателей в отдельных случаях можно осуществлять с применением теплого воздуха, горячей воды и масла, разогреваемых в водомаслогрейках.

Исправность автомобиля и продление срока его службы, как правило, зависят от того, насколько своевременно и качественно выполняются все работы по техническому обслуживанию перед выездом на линию, проверке работы агрегатов и узлов на линии, а также при возвращении в гараж.

Если водитель обнаружил какую-либо неисправность или посторонние стуки, он должен установить неисправность и принять меры к ее устранению. По окончании работы водитель должен указать в заявке на ремонт обнаруженные неисправности. Для восстановления работоспособности автомобиля его подвергают ремонту.

Ремонт подвижного состава выполняют по потребности в зависимости от его фактического технического состояния. В процессе ремонта подвижной состав приводится в пригодное для его дальнейшей эксплуатации состояние. При ремонте могут быть выполнены все виды работ, включая разборочные и сборочные, механические и слесарные, медницкие и сварочные, жестяницкие, электротехнические, рихтовочные и малярные.

В зависимости от вида и объема работ различают текущий ремонт и капитальный ремонт. Оба вида ремонта выполняют или для всего автомобиля (и прицепа), или по какому-то одному из агрегатов.

При текущем ремонте автомобиля или прицепа восстанавливают или заменяют все неисправные детали, узлы или агрегаты, устраняют неисправности, выявленные при контрольно-осмотровых работах технического обслуживания и в процессе эксплуатации. Также не исключен капитальный ремонт отдельных агрегатов.

При капитальном ремонте автомобиля или агрегата их техническое состояние должно быть доведено до уровня технических условий на ремонт. После капитального ремонта автомобиль или агрегат должен пройти установленный межремонтный пробег, если не были нарушены правила эксплуатации, своевременно и качественно выполнялись текущий ремонт и техническое обслуживание.

Учитывая, что потребность в ремонтах определяется фактическим техническим состоянием, существуют условия, по которым автомобиль или агрегат может быть направлен в капитальный ремонт.

Для направления агрегата в капитальный ремонт необходимо чтобы базовая деталь его нуждалась в ремонте, требующем полной его разборки. Агрегат направляют в капитальный ремонт также в том случае, если большинство его деталей изношено и не может быть восстановлено текущим ремонтом.

Автомобиль направляют в капитальный ремонт, если в нем нуждается большинство агрегатов.

Наиболее прогрессивным, позволяющим значительно сократить время простоя автомобиля в капитальном ремонте, является агрегатный метод ремонта.

Агрегатный метод ремонта автомобиля предусматривает замену неисправных узлов, приборов и целых агрегатов на заранее отремонтированные. При этом все агрегаты и механизмы обезличены и могут быть установлены на любой ремонтируемый автомобиль. Таким образом, агрегатный метод ремонта позволяет значительно сократить время ремонта автомобиля, который по сути сводится к сборке автомобиля из заранее отремонтированных узлов, механизмов и агрегатов.

Для продления срока службы автомобиля необходимо точно соблюдать требования инструкции завода-изготовителя, систематически на линии контролировать работу агрегатов, узлов и механизмов автомобиля, немедленно устранять появившиеся неисправности, своевременно промывать систему смазки и питания двигателя, а также проверять правильность регулировки трансмиссии и механизмов управления при ее нарушении.

1.3 Подготовка подвижного состава к зиме

Для обеспечения высокого уровня технического состояния автомобилей, эффективности их эксплуатации в зимнее время, необходимо заблаговременно, до наступления холодов, выполнить ряд мероприятий по подготовке подвижного состава к зиме.

К основным организационным мероприятиям по подготовке к зиме подвижного состава относят:

- составление плана работы;

- инструктаж водителей и ремонтно-обслуживающих рабочих по эксплуатации автомобилей зимой;

- проведение сезонного обслуживания автомобилей;

- оборудование автомобилей дополнительными средствами утепления и обогрева;

- укомплектование их дорожным инструментом и буксирными устройствами, а также средствами повышения проходимости.

Комплекс работ совмещенных с ТО обычно проводят в сентябре – октябре.

Подготовка системы смазки двигателя заключается в промывке системы и замены моторного масла на зимние сорта.

Подготовительные работы системы питания бензиновых двигателей включают:

- промывку топливных баков и удаление из системы летних сортов бензина;

- разборку, очистку и проверку топливного насоса;

- проверку герметичности системы.

При подготовке электрооборудования проверяют состояние и исправность всей электропроводки, аккумуляторную батарею и исправность приборов.

Эксплуатация автомобилей в холодное время значительно облегчается при использовании в системах охлаждения низкозамерзающих жидкостей (антифризов).

Подготовка тормозной системы к зимним условиям заключается в исправности тормозной системы и ее герметичности.

1.4 Классификация средств и способов безгаражного хранения автомобилей

На автотранспортных предприятиях используются групповые и индивидуальные средства и способы безгаражного хранения автомобилей.

Эти средства могут быть стационарными или передвижными.

Для групповых средств используется тепловая и электрическая энергия, газовая сеть и газогенераторы.

В качестве теплоносителей в групповых средствах используют воду, пар, масло, воздух, газо-воздушную смесь.

Наибольшее распространение в практике работ АТП получили такие групповые способы как вода и парообогрев, воздухообогрев и инфракрасный газовый обогрев.

Воздухообогрев – один из наиболее распространенных способов безгаражного хранения автомобилей. Для получения горячего воздуха и подачи его к обогреваемым автомобилям площадки безгаражного хранения оборудуются специальными установками, составными частями которой являются: устройство для подогрева и подачи воздуха (калориферные агрегаты), воздуховоды, соединительные рукава для подвода воздуха к автомобильным агрегатам, система контроля и сигнализации.

Электрообогрев достаточно эффективен и позволяет осуществлять регулирование количества подаваемого к автомобилям тепла в широких пределах. Электрообогрев широко используется не только в нашей стране, но и за рубежом.

При инфракрасном газовом обогреве обогревание двигателей осуществляется с помощью горелок инфракрасного излучения, применяется сравнительно недавно. Он основан на том, что инфракрасные лучи по природе своей являющиеся электромагнитными колебаниями с длиной волны от 1 мкм (конец видимого спектра) до 1 мм (наиболее короткие радиоволны) практически не поглощаются чистым воздухом, а металл обогреваемых агрегатов поглощает излучение и нагревается.

Для этого разработаны специальные горелки, предназначенные для работы в стационарных условиях и передвижные. Горелки могут работать как на природном газе, так и на пропане.

Индивидуальные средства включают в себя подогреватели, являющиеся неотъемлемой частью автомобиля, средства холодного пуска. В качестве этого используются утеплительные чехлы и другие устройства, обеспечивающие сохранение тепла агрегата автомобиля после возвращения его на стоянку.

Одним из широко распространенных способов подогрева или разогрева автомобильных двигателей при низких температурах является вода или парообогрев. Для этого необходимы устройства для нагревания воды или источники пара. К этим устройствам относятся водогрейные и паровые котлы низкого давления, бойлеры.

При групповом обогреве автомобилей используют электрическую энергию от трансформаторов подстанции. Для преобразования электрической энергии в тепловую применяются нагревательные элементы, которые можно разделить на 2 группы: с твердым проводником и жидкостные. В качестве твердых проводников используются сплавы нихром, фехраль, кантал, лучшим является нихром. Применяются электронагревательные элементы из твердых проводников с открытой или закрытой спиралью. Среди нагревателей с твердым проводником, хорошо себя зарекомендовали цилиндрические электронагреватели, у которых спираль монтируется внутри патрубка системы охлаждения.

К индивидуальным средствам и способам безгаражного хранения автомобилей относятся утеплительные чехлы, утепление агрегатов, утепление аккумуляторных батарей.


2 Исследовательская часть

2.1 Анализ способов и средств облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей при низких температурах воздуха

Существующие способы можно разделить на три группы: сохранение тепла от предыдущей работы двигателя; использование тепла от внешнего источника; холодный пуск.

Сохранение тепла от предыдущей работы применяется при непродолжительных остановках автомобиля в пути или при его кратковременном хранении на стоянке в условиях не очень низких температур. Для сохранения тепла в двигателе применяются ватные стеганые чехлы, покрывающие радиатор и капот автомобиля. Аккумуляторная батарея утепляется чехлом со слоем стеклянной ваты толщиной до 30 мм. Утеплительный чехол двигателя замедляет его охлаждение в 2 раза, а утепленная аккумуляторная батарея остывает вдвое медленнее. Кроме того, чехлами могут быть утеплены картер двигателя, топливный бак и масляный фильтр.

Пуск с использованием тепла от внешнего источника применяется при длительном хранении автомобиля – в межсменное время. Тепло от внешнего источника может быть использовано в режиме подогрева двигателя или его разогрева. При подогреве тепло подводится к двигателю постоянно в течение всего межсменного периода его хранения. Степень подогрева (разогрева) двигателя оценивают по температуре воды в рубашке охлаждения блока цилиндров, определяют ее по указателю на щитке приборов.

Возможными групповыми источниками теплоэнергоснабжения являются котельные установки, тепловая, электрическая, газовая сети; теплогенераторы. Перенос тепла от источника к обогреваемым автомобилям осуществляется теплоносителем (вода, масло, газ, пар).

2.1.1 Подогрев горячей водой. При централизованном подогреве горячая вода непосредственно от водогрейного котла или от пароводяного теплообменника с помощью насосов по трубам подается через гибкий шланг в нижний водяной патрубок системы охлаждения двигателя (или горловину заливного патрубка радиатора) и далее в рубашку охлаждения блока цилиндров. Отвод воды от двигателя к теплообменнику осуществляется через горловину наливного патрубка радиатора или через нижний патрубок. Таким образом, устанавливается циркуляция воды по замкнутому контуру.

При разогреве вода с помощью раздаточных шлангов заливается через горловины радиаторов в системы охлаждения двигателей (при открытых сливных краниках).

Из условий прочности системы охлаждения при централизованном подогреве избыточное давление воды не должно превышать 35 кПа, температура воды 90°С.

2.1.2 Подогрев паром. Пар является весьма интенсивным теплоносителем. При подогреве пар может быть использован по двум схемам: «без возврата конденсата» и «с возвратом конденсата». В первом случае пар от парового котла направляется к подогреваемому двигателю и вводится в его систему охлаждения через горловину радиатора, сливной краник или непосредственно в рубашку охлаждения. В двигателе пар отдает тепло и конденсируется. Конденсат через контрольную трубку радиатора стекает на площадку. Для равномерного распределения тепла при вводе пара в рубашку охлаждения в последней применяются специальные отражатели. Способу «без возврата конденсата» свойственны недостатки, заключающиеся в возможности возникновения трещин блока из-за местных перегревов, интенсивном образовании накипи в котлах из-за необходимости постоянной подпитки котлов свежей водой взамен потерянного конденсата и образовании наледей на площадках перед автомобилем за счет стекающего из обогреваемых двигателей конденсата.

Применение способа «с возвратом конденсата» связано с усложнением оборудования площадки и повышением затрат на ее устройство. При этом способе контрольная трубка, по которой стекает конденсат, присоединяется к трубопроводу возврата конденсата в котельную.

2.1.3 Подогрев воздухом. Основными частями установки для воздухообогрева являются: устройство для подогрева и подачи воздуха (калориферная установка); воздуховоды и узлы подвода воздуха к агрегатам автомобиля; система контроля и сигнализации.

Калориферная установка состоит из воздушного, паровоздушного или электрического теплообменника (или группы теплообменников) и вентиляторов. Для водовоздушных калориферов горячую воду получают от местной котельной или теплоцентрали, пар для паровоздушных калориферов – от котельной, отопительной или паросиловой сети. Основу электрических теплообменников составляют проволочные электронагревательные элементы. Возможно применение электрокалориферов из токопроводящих полимерных материалов. Калориферные устройства устанавливаются в подземных камерах.

Горячий воздух от калориферов подается к автомобилям с помощью воздуховодов, которые представляют собой бетонные, кирпичные или деревянные каналы, обитые жестью, или металлические трубопроводы, располагаемые под землей, на земле и над землей. Наземные и надземные воздуховоды утепляются слоем шлаковаты. Подача воздуха производится от воздуховода к радиатору, или снизу в подкапотное пространство.

Эффективность использования тепла при воздухообогреве может быть повышена подачей воздуха гибким шлангом непосредственно в картер двигателя. Однако этот способ обеспечивает лишь обогрев двигателя. Аккумуляторные батареи, фильтры, агрегаты трансмиссии при этом не обогреваются.

В установках воздухообогрева предусматривается система автоматического контроля и сигнализации.

2.1.4 Подогрев газовоздушной смесью. При подогреве автомобилей в качестве теплоносителя может быть использована газовоздушная смесь. В этом случае источником тепла служит теплогенератор.

В качестве источника тепла могут использоваться огневые калориферы. Их применение целесообразно при обогреве автомобилей независимо от теплотрасс, электросетей и котельных.

2.1.5 Подогрев с использованием электричества. При электрообогреве электронагревательные элементы включаются в систему охлаждения или в систему смазки двигателя. По принципу действия электронагревательные элементы делятся на две группы: с твердыми и с жидкими проводниками тока. В качестве твердых проводников используют сплавы (нихром, фехраль, хромаль).

Такие проводники имеют большое удельное сопротивление, мало изменяющееся при перепадах температуры, и малый температурный коэффициент расширения.

Нагревательные элементы из твердых проводников выполняются с открытой или закрытой спиралью. У закрытого нагревательного элемента спираль помещается в тонкостенной трубке, которая заполняется изолирующим материалом (порошок окиси магния или сухой кварцевый песок). В жидкостных нагревательных элементах роль жидкого проводника играет вода или антифриз. Такой элемент состоит из двух трубок, вставленных одна в другую и изолированных резиновыми втулками. С помощью клемм трубки включаются в электросеть.

При прохождении электрического тока через твердый или жидкий проводник выделяется тепло. Охлаждающая жидкость нагревается, и в системе охлаждения (или в масле) возникает циркуляция. Закрытые нагревательные элементы могут быть использованы для подогрева масла и воды, открытые – только для нагрева воды.

Во всех случаях электрообогрева автомобили должны быть заземлены.

2.1.6 Подогрев инфракрасными лучами (газовый). Инфракрасные лучи по своей природе являются электромагнитными. Они практически не поглощаются чистым воздухом, а при поглощении их твердыми телами лучистая энергия превращается в тепловую и тело нагревается.

Инфракрасные лучи получают в стационарных или переносных горелках, работающих на природном или искусственном газе, например на пропане. В стационарных установках обогреваемые автомобили устанавливаются над горелками. Передвижные горелки вместе с баллонами сжиженного газа монтируются на полозьях или тележках.

Газ, поступающий в горелку от газовой сети (или баллона), смешивается в необходимой пропорции с воздухом и заполняет большое количество каналов малого диаметра в керамической или металлической сетке горелки. Зажигание газа осуществляется с помощью электроспирали. Горелка размещается на расстоянии 300 мм от картера двигателя.

Недостатком газовых горелок является возможность срыва пламени, возникающая при скорости ветра 5,5 м/с. При работе горелки жидкость в теплообменнике нагревается и в системе охлаждения возникает термосифонная циркуляция. Кроме того, продукты сгорания нагревают воздух под капотом автомобиля.

2.1.7 Пуск без предварительного разогрева («холодный пуск»). Пуск двигателей при низких температурах без предварительного разогрева может быть осуществлен путем комплексного применения пусковых жидкостей, и загущенного масла с пологой вязкостной характеристикой. Основой пусковой жидкости «Холод Д – 40» для дизелей является диэтиловый эфир, обладающий очень низкой температурой самовоспламенения и большой летучестью (кипит при 34,5° С). Кроме того, в состав этой жидкости входят петролейный эфир, масло для двигателя и изопропил-нитрат. Для карбюраторных двигателей применяется пусковая жидкость «Арктика» на основе серного эфира, в состав которой входят противоизносные, противозадирные и антиокислительные присадки. Это уменьшает износы цилиндропоршневой группы при пуске.

Пусковые жидкости подаются во всасывающий тракт двигателя с помощью специальных пусковых приспособлений

Возможно применение жидкостей в аэрозолевой упаковке с подачей жидкости во всасывающий патрубок двигателя или через воздухоочиститель. И как уже было сказано, одной из основных причин, затрудняющих пуск двигателя при низких температурах, является повышение вязкости масла и увеличение момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала. Поэтому при холодном пуске двигателя необходимо использовать масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой.

2.1.8 Индивидуальные источники тепла. При хранении автомобилей в отрыве от стационарных источников теплоснабжения применяются жидкостные или воздушные индивидуальные подогреватели. Обычно они работают на том же топливе, что и двигатель автомобиля.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигателей в любых условиях независимо от наличия источника энергии и возможность использования в качестве охлаждающей жидкости антифриза, недостаток индивидуальных подогревателей – неудовлетворительный подогрев подшипников коленчатого вала.

По источнику потребляемой энергии приборы можно разделить на питающиеся от электрической сети 220В и автономные. Последние по виду используемого топлива подразделяются на бензиновые, дизельные и газовые. По своему назначению теплогенераторы могут быть предпусковыми подогревателями, отопителями салонов; могут совмещать обе функции. По нагреваемой среде – масляными, воздушными и жидкостными. Причем жидкостные могут греть не только систему охлаждения, но и топливную систему дизеля.

Электронагреватели по своему устройству проще и дешевле автономных приборов. Дешевле и их эксплуатация. Однако есть у них и недостатки, основной из которых – необходимость наличия внешней электрической сети.

Единственное имеющееся в продаже и приемлемое по работоспособности устройство – DEFA Warm-Up Продукция частной норвежской компании DEFA, известная во многих странах мира, особенно широко используется, например, большинство легковых автомобилей оснащено электроподогревателями именно этой марки. Причина популярности – в простоте. Монтаж устройства занимает не более трех часов, и в процессе эксплуатации оно не требует никакого обслуживания.

Рассмотрим устройство системы DEFA Warm-Up подробнее. Электрический шнур от сети 220В подключается к размещаемой на переднем бампере миниатюрной розетке, которая настолько мала, что не портит внешний вид автомобиля. Набор из 750 нагревательных элементов, устанавливаемых на двигателе восемью различными способами (на месте технологической заглушки, на шлангах и т.д.), позволяет использовать устройство практически на любом двигателе. Безопасный электрический тепловентилятор, обогревающий салон, имеет несколько встроенных противопожарных приспособлений, защищающих его от перегрева и короткого замыкания. Миниатюрное, легкое зарядное устройство имеет встроенное реле и разъемы для проводов, идущих к отопителю и подогревателю. Электронный блок управления позволяет задать несколько режимов работы системы. На дисплее блока высвечиваются время и температура наружного воздуха.

2.2 Использование низкосортных, отработанных ГСМ для сжигания в форсуночных агрегатах

На основе анализа существующих средств подогрева в настоящем дипломном проекте предлагается форсуночный агрегат работающий на низкосортных, отработанных ГСМ. К такому решению привело то, что это безубыточный расход сжигаемого топлива. На территории АТП будет находиться большая емкость (цистерна), в которую работники данного предприятия будут сливать отработанные ГСМ, играющие в дальнейшем роль топлива.

Форсуночные агрегаты, работающие на отработанном масле в современном исполнении позволяют использовать «отработку», извлекая при этом выгоду.

Форсуночный агрегат представляет собой оборудование, которое предназначено подогрева автомобильного транспорта. Применение такого агрегата рекомендовано в регионах с суровым климатом. Подогревающие устройства данного вида не распространены в наших краях. Все же такие подогревающие устройства обладают некоторыми отличительными особенностями, которые позволяют им занять передовое место среди прочих подогревающих устройств.

Экологичность. Всем известно о существовании проблемы утилизации отработанного масла. Порядка 70% отработанных ГСМ (горюче-смазочных материалов) сбрасывается в водоемы. Безусловно решение вопроса таким образом незаконно. Все же такие факты имеют место сплошь и рядом, поэтому поиск способов исправления подобной ситуации особо актуален.

Один из таких способов – использование подогревающих устройств, функционирующих на отработанных ГСМ. Это дает возможность , во-первых, решить проблему утилизации, и, во-вторых, обеспечить подогрев автомобильного транспорта на предприятии. Важным моментом является то, что от их применения не страдает окружающая среда.

Окупаемость. Используя отработанные отходы, можно вернуть потраченные на приобретение подогревателя деньги буквально за несколько дней. В условиях холодного климата, подогреватели используются более интенсивно, что приводит к возврату потраченных денег в еще более сжатые сроки. Выгода от использования таких подогревателей состоит еще в том, что владельцы предприятий имеют при этом возможность бесплатно утилизировать собственные отходы.


3 Конструкторская часть

3.1 Форсунки и горелки.

Форсунки – устройства, используемые для подготовки жидкого топлива к горению, которая заключается в доведении топлива до такого состояния, в котором оно легко перемешивается с воздухом (окислителем). Для подготовки к горению топливо измельчается путем распыления или испаряется посредством нагревания. В соответствии с этим выделяют два класса топливных форсунок – распыливающие и испарительные. Последние называются также горелками. Подготовленное топливо подводится в зону горения, причем форсуночное устройство должно обеспечивать одновременную подачу нужных количеств топлива и воздуха и их равномерное перемешивание. Автоматические топливные форсунки и горелки, которые используются, например, в системах отопления и бытовых теплонагревающих агрегатах, регулируются в соответствии с командами системы управления. Они поджигают перемешанную смесь топлива с воздухом и поддерживают горение до тех пор, пока от системы управления не поступит команда на отключение.

Топливные форсунки находят применение повсюду, где могут быть использованы нефтепродукты, пригодные для сгорания. Наибольшее применение топливные форсунки находят в теплоэнергетике и промышленных технологических процессах. При сгорании нефтепродуктов образуются газы, состоящие главным образом из двуокиси углерода, водяного пара и азота, которые химически неактивны и не оставляют золы. По этой причине топливные форсунки и горелки могут применяться в процессах тонкой химической технологии, связанных с подводом тепла. При использовании высокоэффективных топливных форсунок и подходящих топлив продукты сгорания, приходя в соприкосновение с пищевыми продуктами, не загрязняют их.

В типичную систему подачи пневматического форсуночного устройства высокого давления входят воздушный нагнетатель, топливный насос, фильтр и клапан регулирования давления. При запуске системы насос выкачивает топливо из бака и через фильтр подводит его к клапану регулирования давления, который открывается, когда давление достигает заданного уровня, и топливо поступает в распылитель форсуночного устройства. Распылитель форсунки высокого давления имеет от двух до шести тангенциальных топливных каналов в зависимости от производительности агрегата. Через каналы топливо поступает в полость распылителя, закручивается и выбрасывается через сопло. Топливо распыливается, образуя туман из мелких капелек, и поступает в зону горения, куда подается и воздух. Искровое устройство воспламенения генерирует разряд, который воспламеняет смесь воздуха с топливом. При этом внутри камеры сгорания со стенками, изготовленными из жаростойкого материала, образуется факел пламени, а поток продуктов сгорания используется в соответствующей теплогенерирующей установке. Пневматические форсунки низкого давления по своей конструкции аналогичны вышеописанным, а их принцип действия до некоторой степени аналогичен работе краскопульта. Давление, при котором жидкое топливо поступает в распылитель, обычно не намного выше атмосферного.

Форсунки, являющиеся частью топочного устройства, предназначены для подачи распыленного топлива в топку, а с помощью ВНУ перемешиваются частицы топлива с воздухом. Форсунки с ВНУ (иногда называемые горелками) могут иметь фронтовое и потолочное расположение. Преимущественное распространение получило фронтовое расположение, при котором форсунки и ВНУ размещают на передней стенке топки котла, называемой передним фронтом.

Отдельные современные высокоэкономичные главные котлы оборудуют форсунками и ВНУ с потолочным расположением в верхней части топки. При этом создаются условия для более высокой интенсификации факельного процесса, газовоздушный поток получает более естественное движение сверху вниз, факел распределяется почти по всему объему топки. У главных и некоторых вспомогательных котлов устанавливают несколько форсунок с ВНУ, их число зависит от паропроизводительности котла.

3.2 Требования, предъявляемые к форсункам

Форсунка должна обеспечить при нормальной вязкости топлива его хорошее распыливание и возможность регулирования в широких пределах расхода топлива без ухудшения распыливания.

Конструкция форсунки не должна допускать нагрева ствола, коксования выходной части топливных каналов и головки форсунки, обогреваемых из топки. Форсунка должна легко и быстро заменяться другой, подготовленной к работе (очищенной, плотной).

К форсункам предъявляют следующие основные требования:

- тонкое и равномерное распыление топлива;

- хорошее смесеобразование топлива с воздухом в самой форсунке до выхода смеси в топочную камеру;

- тонкое и легкое регулирование расхода топлива с сохранением заданного пропорционирования топливо-воздух и максимальным использованием энергии распылителя во все периоды регулирования;

- устойчивый факел заданной формы и длины;

- прочность и простота конструкции;

- надежность и удобство эксплуатации; отсутствие подтеков, незасоряемость; удобство управления и регулирования; легкость и удобство ремонтов, осмотров и чисток.

Форсунка должна быть сравнительно недорогой, удобной и простой в эксплуатации, а конструкция и монтаж ее – несложными.

3.3 Типы форсунок и топочных устройств

Высокие показатели имеют ротационные форсунки. В соответствии с рисунком 3.1 изображена такая форсунка, представляющая по существу форсуночный агрегат, состоящий из осевого вентилятора, приводимого в движение электродвигателем с регулируемым числом оборотов, и собственно воздушной форсунки низкого давления с двойным распыливанием. Форсунка имеет широкие пределы регулирования производительности от 20 до 140% и снабжается устройством для автоматического регулирования.

Такие форсунки в СССР выпускались таллинским заводом «Терае», они хорошо работают на печах (за исключением регенеративных), где не требуется иметь длинного светящегося факела.

1 – первичный воздух; 2 – вторичный воздух осевого вентилятора; 3 – подача мазута; 4 – вращающийся конус для создания тонкой пленки мазута.

Рисунок 3.1 – Ротационная мазутная форсунка с пределами регулирования

Мазут в механические форсунки подается тщательно профильтрованный, так как выходные отверстия форсунки имеют малые размеры и легко засоряются. Давление мазута перед форсунками составляет 1–2,5 Мн/м2 и более.

В зависимости от способов распыливания топлива могут применяться форсунки следующих типов: с воздушным и паровым распыливанием топлива, механические невращающиеся (центробежные) и вращающиеся (ротационные), паромеханические.

Форсунки с паровым или воздушным распыливанием топлива конструктивно идентичные и могут распыливать топливо с помощью пара и воздуха благодаря кинетической энергии их струи, то есть работать по принципу пульверизатора. Эти форсунки просты по устройству, легко регулируются, но для их действия требуется безвозвратный расход пара или сжатого воздуха. Поэтому такие форсунки в настоящее время очень сложно где-либо встретить.

Широкое распространение в топочных устройствах получили механические центробежные форсунки, в которых распыливание топлива осуществляется благодаря достаточно высокому давлению топлива, которое создается специально установленным топливно-форсуночным насосом.

Механические центробежные форсунки подразделяются на нерегулируемые и с регулируемым сливом. Следует отметить, что это деление весьма условное: можно изменять подачу у обеих форсунок. К нерегулируемым относят форсунки с малой глубиной регулирования и такие, у которых изменение подачи связано с их выключением, выемкой из топочного устройства и заменой распыливающего элемента.

Механические центробежные форсунки, различающиеся компоновкой распыливающих элементов, дополнительно иногда подразделяют на форсунки со сменными и постоянно работающими на всех режимах распылителями, что обусловлено в основном условиями эксплуатации котла. Механическая регулируемая центробежная форсунка отечественных вспомогательных котлов в соответствии с рисунком 3.2 состоит из корпуса 6 с ручкой 7, ствола 5, представляющего собой толстостенную трубу со штуцером на конце, стопорной втулки 4, распределителя (сопла) 3, распыливающей шайбы 2 и головки 1. Топливо от топливно-форсуночного насоса по отверстиям в корпусе и каналу ствола через сверления в стопорной втулке и распределителе поступает к распыливающей шайбе. Распыливающая шайба у данной конструкции имеет четыре канала 8, расположенных тангенциально к окружности вихревой камеры. По ним топливо устремляется к центру и в вихревую камеру 9, где интенсивно раскручивается. Из нее топливо входит в топку через центральное отверстие 10 в виде вращающегося конуса мелко распыленных частиц.

Рисунок 3.2 – Механическая нерегулируемая центробежная форсунка

Поверхности соприкосновения распыливающей шайбы 2 и распределителя 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4.

Распыливающие шайбы изготавливают из высоколегированных хромоникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных каналов может быть от двух до семи.

Форма факела форсунки зависит от отношения fk/fo, в котором fk –суммарная площадь всех тангенциальных каналов, fo – площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол конуса распыливания будет больше, а длина факела меньше.

Шайбы изготавливаются обычно под номерами. Каждый номер соответствует определенной подаче, которая указывается в технической документации. Иногда на шайбах указываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения fk/fo, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индексов в соответствии с рисунком 3.3. Например: буква X обозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W – сферической формы; цифра слева – условный номер сверла для изготовления центрального отверстия, цифра справа – отношение fk/fo, увеличенное в 10 раз.

Рисунок 3.3 – Распыливающая шайба

Нерегулируемые механические центробежные форсунки других типов мало отличаются от рассмотренной. Их отличие проявляется в основном в конструкциях распределителей и способах закрепления распыливающих шайб; отдельные конструкции имеют подвод пара для продувки распылителя.

Регулирование действия таких форсунок осуществляют посредством изменения давления подаваемого топлива или смены распылителей. Механические центробежные форсунки обеспечивают при температуре подогрева мазута 90–110° С хорошее распыливание, если давление топлива перед ними составляет 1,6–2,0 МПа. В отдельных установках в зависимости от нагрузок давление топлива достигает 4 МПа. При давлении ниже 0,8 МПа качество распыливания резко ухудшается, а это значит, что снижение подачи посредством уменьшения давления топлива ограничено.

Изменение подачи заменой распылителей создает существенные неудобства в процессе эксплуатации. В больших котлах при использовании механических нерегулируемых центробежных форсунок диапазон регулирования расширяют, устанавливая несколько форсунок. В этом случае можно применять различные режимы работы, отключая одну или несколько форсунок.

Существенно расширяют диапазон регулирования форсунки с регулируемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном давлении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, а иногда и из соплового распределителя.

В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя в соответствии с рисунком 3.4 топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу вокруг трубы 1 поступает в распределитель (сопло) 2, а из него по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 3 в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменением открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане форсунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.

Рисунок 3.4 – Механическая форсунка с регулируемым сливом

Однако такие форсунки более сложны по конструкции, менее удобны в эксплуатации, а из-за большого количества отводимого от них в специальную емкость горячего топлива повышается пожароопасность системы. С целью снижения температуры сливаемого топлива часто применяют установки для его охлаждения, что, естественно, усложняет и удораживает системы. Кроме того, при перекачке излишков топлива увеличивается расход энергии на привод топливно-форсуночного насоса.

В настоящее время на котлах стали широко применять более совершенные комбинированные паромеханические форсунки, основными преимуществами которых являются значительно большая глубина регулирования подачи при сравнительно невысоких давлениях, создаваемых топливно-форсуночными насосами (0,6–3 МПа), при хорошем качестве распыливания топлива.

На нагрузках, близких к полным, паромеханическая форсунка работает как чисто механическая центробежная. На сниженных нагрузках, при которых для обеспечения хорошего распыливания автоматически включается подача пара давлением примерно 0,15–0,2 МПа, форсунка работает как паромеханическая. Расход распыливающего пара у паромеханической форсунки составляет примерно 0,05–0,15 кг/кг топлива, что для котлов существенного значения не имеет, учитывая кратковременную работу паромеханической форсунки на сниженных нагрузках. Кроме того, при периодических продувках распылителей паром уменьшаются их засорение и коксуемость.

У вспомогательных котлов, которые могут длительное время работать на сниженных нагрузках, безвозвратную потерю пара, затрачиваемого на распыливание топлива, можно отнести к недостатку паромеханической форсунки.

В паромеханической форсунке с комбинированной распыливающей головкой  соответствии с рисунком 3.5 топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу ствола 7 поступает в головку форсунки 6 и затем по сверлениям 5 в распределитель 4. Из распределителя, как и в обычной центробежной форсунке, топливо по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 2 поступает в вихревую камеру 3 и, раскрутившись в ней, направляется в топку.

Рисунок 3.5 – Паромеханическая форсунка

Рассмотрим конструкцию еще одной разновидности паромеханической форсунки. При снижении расхода топлива, когда вследствие уменьшения давления распыливание ухудшается, по центральной трубе 8 подается пар, который попадает в тангенциальные канавки дополнительной шайбы 1. Выходящее из шайбы 2 механически распыленное топливо дополнительно подхватывается закрученным быстродвижущимся потоком пара в шайбе 1 и вместе с ним по кольцевому среднему каналу между шайбами 1 и 2 поступает в топку. Помимо рассмотренного варианта, существует ряд других конструктивных исполнений распыливающих головок паромеханических форсунок при сохранении общего принципа их работы. Встречаются паромеханические форсунки без распыливающих шайб. Например, у форсунки «Бабкок» в соответствии с рисунком 3.6 вместо распыливающей шайбы имеется сопло 2 с семью цилиндрическими отверстиями. Сопло прижимается с помощью гайки 5, навертываемой на ствол 6. Топливо через каналы 4 поступает в сопловые отверстия 1, куда по каналам 3 также подается пар. Распыливание топлива осуществляется при использовании энергии совместного удара струи топлива и пара, движущихся с большой скоростью.

Рисунок 3.6 – Головка паромеханической форсунки без распыливающих шайб

Некоторое распространение получили механические вращающиеся (ротационные) форсунки, составляющие конструктивно одно целое с топочным устройством.

Форсунки такого типа надежны в эксплуатации, имеют большую глубину регулирования, в них отсутствуют засоряющиеся каналы и отверстия. Ротационные форсунки обеспечивают надежное регулирование подачи в диапазоне нагрузок от 5 до 100% при хорошем качестве распыливания топлива, поступающего с низким давлением (0,05–0,15МПа).

Недостатками ротационной форсунки являются сложность конструкции, повышенный шум в работе, а также необходимость поддержания с помощью дымососов разрежения в топке на всех нагрузках котла, если на котле установлено несколько ротационных форсунок. Последнее обусловлено тем, что при осмотре, очистке или ремонте одной из форсунок без выключения остающихся работающих и ее извлечении образуется достаточно большая амбразура, которую закрывают съемным стальным щитом. При работе дымососа им создается разрежение в топке, поэтому щит, защищающий амбразуру от факела форсунки, будет прижат. При этом исключается выброс пламени из топки от работающих форсунок.

Механическое распыливание топлива в ротационных форсунках осуществляется под действием центробежной силы, создаваемой распылителем, вращающимся с большой частотой вращения (примерно 5000 об/мин), а регулирование – путем изменения открытия клапана, подводящего топливо к форсунке.

Существует несколько типов ротационных форсунок, принципиально отличающихся лишь видом привода (паровой, воздушный, электрический) и способом подвода воздуха.

Ротационная форсунка с приводом от электродвигателя показана в соответствии с рисунком 3.7. Стакан 10 вместе с полым валом 8 приводится во вращение от электродвигателя 4 через ременную передачу 5. Топливо через штуцер 6 подается в неподвижную трубу 7, расположенную внутри полого вала 8, и из нее попадает на внутреннюю поверхность вращающегося стакана. Под действием центробежных сил топливо прижимается к внутренним стенкам стакана; благодаря их небольшой конусности пленка топлива движется к выходной кромке. Вместе с полым валом вращается насаженное на него колесо вентилятора 3, который через патрубок 2 забирает воздух и нагнетает в кольцевую щель 11 под давлением примерно 5 кПа.

Рисунок 3.7 – Вращающаяся (ротационная) форсунка

Основной поток воздуха (приблизительно 90%) для горения топлива поступает в топку из межобшивочных каналов каркаса от котельного вентилятора. Каналы 1 оборудованы регулирующими шиберами 2.

Имеются конструкции ротационных форсунок, в которых весь воздух поступает только от котельного вентилятора. Внешний вид вспомогательного котла, оборудованного топочным устройством с ротационной форсункой, показан в соответствии с рисунком 3.8.

Рисунок 3.8 – Вспомогательный котел, оборудованный топочным устройством с ротационной форсункой

Воздухонаправляющие устройства служат для подачи необходимого количества воздуха в топку котла. От работы ВНУ зависят качество распыливания топлива, его смесеобразование, процесс горения и в конечном счете общая экономичность котла. ВНУ бывают с раздельным подводом первичного и вторичного воздуха (в основном у ротационных форсунок) и с совместным подводом воздуха, а также с неподвижными и с профильными поворотными лопатками. Последние встречаются лишь у отдельных конструкций главных котлов. Наибольшее распространение получили ВНУ с неподвижными лопатками и с совместным подводом воздуха.

Топочное устройство отечественных вспомогательных котлов типов КВВА-2,5–5 и КВС-30 показано в соответствии с рисунком 3.9. ВНУ смонтировано в воздушном коробе котла, в который подается воздух от котельного вентилятора. ВНУ состоит из двух неподвижных конусообразных колец 5 и 7, между которыми установлены лопатки 18, расположенные под определенным углом, для закручивания выходящего воздушного потока. Для регулирования подачи воздуха установлен кольцевой шибер 6, перемещение которого осуществляется в горизонтальном направлении при помощи тяг 12, подключенных к исполнительному механизму системы автоматики. В местах выхода тяг наружу установлены манжетные уплотнения 10. Основная часть воздуха из короба поступает в топку через каналы между лопатками 18, а некоторая часть – через четыре трубы 1 турболизатора, что способствует лучшему смесеобразованию.

Рисунок 9 – Топочное устройство котлов КВВА-2,5–5 и КВС-30

Трубы 1 смонтированы в пазах фурмы 3, выложенной из фигурного кирпича. Пазы и зазоры между фигурными кирпичами заполнены шамотной обмазкой 4. Для установки форсунки строго по оси ВНУ предусмотрена форсуночная труба 8 с диффузором 2. На наружный конец форсуночной трубы навинчен башмак 13 с штуцером для подвода топлива и пара, зафиксированный стопорным винтом. Паромеханическая форсунка 17 вставляется в трубу 8 и прижимается своим корпусом к каналам в башмаке при помощи стопора струбцинного типа, который состоит из откидной скобы 14 и стопорного винта 15 с ручкой 16.

Топочное устройство снабжено смотровыми устройствами, в одном из которых установлен фотоэлемент 11, служащий для контроля за горением форсунки. В случае срыва факела фотоэлемент дает сигнал на срабатывание электромагнитного клапана, установленного на топливной магистрали, перекрывающего подачу топлива к форсунке. В смотровой трубе 9 имеются отверстия для прохода воздуха из короба котла, охлаждающего стекла фотоэлемента.

Часто в форсуночных трубах делают захлопки 2 в соответствии с рисунком 3.10. При выемке форсунки 3 (например, для чистки распыливающей шайбы) торец форсуночной трубы закроется захлопкой, благодаря чему предотвращается выброс горячего воздуха из короба. Следует помнить, что при выемке форсунки, прежде чем отвернуть струбцинный стопор, необходимо перекрыть подвод топлива и пара.

Рисунок 3.10 – Топочное устройство с захлопкой и подвижным диффузором

Диффузор 1, предназначенный для защиты корня факела от задувания и поддержания необходимой температуры при воспламенении топлива, может быть подвижным. Его перемещение осуществляется тягой 5, которая закрепляется стопором 4.

Широкое применение получили автоматизированные топливно-форсуночные агрегаты, объединяющие в своем составе основные элементы топочного устройства, вентилятор, топливный насос и оборудование, обеспечивающее безвахтенное обслуживание котла. Работают они в позиционном режиме «Включено – выключено».

В качестве примера рассмотрим агрегат типа «Монарх», которым часто оборудуются вспомогательные котлы отечественных дизельных судов, построенных за рубежом в соответствии с рисунком 3.11.

Рисунок 3.11 – Устройство автоматизированного топливно-форсуночного агрегата типа «Монарх»

В соответствии с рисунком 3.12 показана схема агрегата «Монарх», предназначенного для работы на высоковязком топливе. Управление агрегатом осуществляется от электросистемы программного механизма, обеспечивающего последовательное выполнение операций в зависимости от сигналов реле давлений, установленных на котле. Например, если давление в котле понизится до заранее установленного значения, включится электродвигатель 3 и вместе ним начнут работать закрепленные на его валу вентилятор 4 и топливный насос 15. Одновременно включится также электрический топливоподогреватель 13. Первые 20–30 с (в зависимости от настройки системы) проводится вентилирование топки, а топливный насос в это время через имеющийся у него золотник будет забирать топливо из расходной цистерны по трубопроводу 18 через фильтр 17 и прокачивать его частично на слив и частично через трубу 7, полость сопла 9, открытый электромагнитный клапан 12 и трубу 16 во всасывающую магистраль.

Рисунок 3.12 – Схема агрегата типа «Монарх»

По достижении температуры топлива около 95 градусов и окончании вентилирования топки включится трансформатор зажигания 6 и закроется клапан 12. Поскольку слив топлива от сопла 9 прекратится, топливо под воздействием своего давления отожмет поршенек запорного клапана сопла 9, направится к распылителю и воспламенится от дуги электродов 8. Фотоэлемент 5, восприняв свет от факела, отключит трансформатор. Если зажигания не произойдет, например из-за попадания воды в топливо или по другим причинам, то по сигналу от фотоэлемента прекратится подача топлива, а программный механизм повторит цикл включения с предварительным вентилированием топки. При повторном срыве зажигания система остановится и включит сигнализацию. Если расход пара из котла большой и давление ниже настроечного значения, заданного программным механизмом, дополнительно включается сопло 10, для чего открывается электромагнитный клапан 11, а исполнительный механизм (ИМ) 1 повернет заслонку 2 для увеличения подачи воздуха. Воспламенение топлива из сопла 10 происходит от факела работающего сопла 9. При давлении в котле на 0,01 МПа ниже рабочего сопло 10 отключается, заслонка возвращается в исходное положение, а при достижении рабочего давления агрегат выключается. Для визуального контроля за пламенем на корпусе имеется смотровой глазок 14.

3.4 Устройство и принцип работы форсуночного агрегата

Форсуночные агрегаты широко применяют за рубежом. 

Современные форсуночные агрегаты, как правило, снабжают электрозапальными устройствами и фотореле для контроля погасания пламени. 

Форсуночные агрегаты других типов также применяют в промышленности. Чаще всего эти агрегаты состоят из встроенных в один корпус механической форсунки, вентилятора, регистра, топливного насоса, устройств для подготовки топлива, электрического запала и автоматического регулирования.

Все форсуночные агрегаты, кроме ротационных форсунок, могут хорошо работать при вязкости топлива, не превышающей 10 ВУ при 50 градусов.

В качестве привода для ротационных форсунок применяют преимущественно электродвигатели, встроенные в корпус форсуночного агрегата или соединенные клиноременной передачей с валом форсунки.

Высокие показатели имеют вращающиеся форсунки. Это такая форсунка, представляющая по существу форсуночный агрегат, состоящий из осевого вентилятора, приводящегося в движение электродвигателем с регулируемым числом оборотов, и собственно воздушной форсунки низкого давления с двойным распиливанием. Форсунка имеет широкие пределы регулирования производительности и снабжается устройством для автоматического регулирования. Такие форсунки хорошо работают на печах (за исключением регенеративных), где не требуется иметь длинного светящегося факела.

Высокие показатели имеют ротационные форсунки. Это такая форсунка, представляющая по существу форсуночный агрегат, состоящий из осевого вентилятора, приводимого в движение электродвигателем с регулируемым числом оборотов, и собственно воздушной форсунки низкого давления с двойным распыливанием. Форсунка имеет широкие пределы регулирования производительности 20–140 % и снабжается устройством для автоматического регулирования.

Система подогрева включает:

- подогреватель;

- трубопроводы.

Подогреватель в соответствии с рисунком 3.13 cлужит для разогрева охлаждающей жидкости и масла перед пуском двигателя.

Подогреватель форсуночный, с жаротрубным котлом – установлен в силовом отделении машины.

Состоит из:

- котла с камерой сгорания;

- форсунки;

- свечи накаливания;

- насосного узла.

Котел подогревателя сварной, цилиндрической формы – вмонтирован в масляный бак и крепится к его фланцу болтами.

Он состоит из корпуса, жаровой трубы, жарового конуса и камеры сгорания.

Жаровая труба концентрически вварена внутри корпуса котла и отделена от него продольными перегородками. Стенки корпуса и жаровой трубы двойные. Полости между стенками заполнены охлаждающей жидкостью.

Полости корпуса и жаровой трубы соединяются между собой трубками. Внутренняя полость жаровой трубы является топочным пространством. Жаровой конус с двойными стенками на наружной поверхности имеет ребра, обеспечивающие интенсивную теплоотдачу в масло.

Снизу к корпусу котла приварен патрубок для соединения с трубопроводом, подводящим охлаждающую жидкость от водяного насоса подогревателя. Отвод охлаждающей жидкости в систему двигателя осуществляется через верхний патрубок.

 

1 – топочное пространство котла; 2 – внутренняя стенка котла; 3 – наружная стенка; 4 – жаровой конус; 5 – кронштейн крепления подогревателя; 6 – опора подогревателя; 7 – ребро жарового конуса; 8 – фланец крепления котла к масляному баку; 9 – болт крепления котла; 10 – патрубок отвода нагретой жидкости из котла в систему охлаждения; 11 – кожух; 12 – горелка; 13 – трубка подогрева топлива; 14 – трубопровод подвода топлива к форсунке; 15 – трос управления воздушной заслонкой подогревателя; 16 – воздушная заслонка; 17 – форсунка; 18 – патрубок выпуска отработавших газов; 19 – рукоятка крышки лючка выпуска отработавших газов; 30 – трубопровод подачи воздуха в горелку; 21 – топливопровод из системы питания к крану подогревателя; 22 – насосный узел подогревателя; 23 – входной патрубок водяного насоса подогревателя; 24 – кронштейн крепления насосного узла; 25 – трубопровод подачи охлаждающей жидкости от насоса подогревателя в котел; 26 – фланец; 27 – уплотнение; 28 – направляющий аппарат; 29 – свеча накаливания; 30 – жаровая труба; 31 – продольная перегородка; 32 – корпус котла; 33 – рукоятка крана привода заслонки; 34 – фиксатор; 35 – ось рукоятки; 36 – перегородка силового отделения; 37 – болт; 38 – рычаг воздушной заслонки; 39 – ось заслонки; 40 – пружина; 41 и 42 – трубки, соединяющие полости корпуса и жаровой трубы.

Рисунок 3.13 – Форсуночный подогреватель

В корпус котла вварен штуцер для установки трубки подогрева топлива. Трубка составлена из двух концентрически расположенных трубок, из которых внутренняя – сквозная. Топливо подводится во внутреннюю трубку, проходит вдоль нее и поступает в полость между трубками. Пройдя между трубками, топливо нагревается за счет тепла в камере сгорания и поступает через боковой штуцер к форсунке.

Отвод газов сгорания из котла осуществляется через патрубок, нижний фланец которого крепится болтами к днищу машины над лючком, закрытым крышкой, рукоятка управления ею размещена в боевом отделении, у правого борта. Лючок открывается поворотом рукоятки на 90 градусов (от борта). Для равномерного рассеивания газов и лучшего их охлаждения в патрубке снизу установлен направляющий аппарат.

Камера сгорания крепится к котлу с помощью болтов. Она представляет собой корпус, в котором смонтированы горелка, форсунка и свеча накаливания.

Внутренняя полость камеры сообщается с топочным пространством. Снаружи камера закрыта кожухом. К камере сгорания крепится на болтах патрубок выпуска отработавших газов и трубопровод подвода свежего воздуха с воздушной заслонкой. Воздушная заслонка управляется с помощью тросового привода рукояткой крана, расположенной справа сзади от сиденья водителя.

Форсунка подогревателя в соответствии с рисунком 3.14 вихревого типа, открытая, распыляет топливо в камере сгорания под давлением 4 кгс/см2.

Она состоит из корпуса, распылителя, пружины, упорного винта и фильтра.

1 – фланец крепления; 2 – болт; 3 – штуцер подвода топлива; 4 – спираль нагрева топлива; 5 – изоляционная трубка; 6 – гайка крепления электропровода; 7 – фильтр; 8 – винт; 9 – прокладка; 10 – корпус форсунки; 11 – корпус распылителя; 12 – распылитель; 13 – пружина; 14 – стержень; 15 – кожух; 16 – штуцер; 17 – электропровод; а канал.

Рисунок 3.14 – Форсунка подогревателя

Топливо к форсунке подводится по трубопроводу от топливного крана подогревателя. Рукоятка крана расположена снизу на перегородке силового отделения.

Корпус форсунки ввернут в штуцер, который своим фланцем крепится болтами к фланцу котла подогревателя. На наружную поверхность штуцера намотана спираль, изолированная асбестовой нитью и специальной трубкой. Один конец спирали соединен с проводом, идущим от бортовой сети, а другой – с корпусом машины. Спираль предназначена для дополнительного подогрева топлива. Снаружи изоляция закрыта кожухом. Внутри штуцера просверлен канал, по которому топливо подводится к фильтру форсунки. Фильтр состоит из набора фигурных пластин, надетых на шестигранный стержень, ввернутый в винт.

Топливо от насоса подогревателя подводится к штуцеру, проходит по каналу и попадает в полость вокруг фильтра. Проходя между фигурными пластинами, топливо очищается и попадает в продольные каналы, образованные отверстиями в пластинах фильтра, и оттуда через отверстие в винте и радиальное отверстие в корпусе распылителя попадает во внутреннюю полость распылителя, откуда под давлением впрыскивается в камеру сгорания через отверстие диаметром 0,5 мм. Проходя через радиальное отверстие, топливо завихряется в полости распылителя, чем улучшается его распыление.

Насосный узел в соответствии с рисунком 3.15 предназначен для обеспечения работы котла подогревателя и циркуляции охлаждающей жидкости по магистралям системы подогрева. Установлен на кронштейне, прикрепленном болтами к днищу машины в силовом отделении.

 

 

1 – ведущая шестерня топливного насоса; 2 – топливный насос; 3 и 14 – уплотнения; 4 – электродвигатель; 5 – корпус вентилятора; 6 – гайка крепления корпуса нагнетателя; 7 – крыльчатка вентилятора; 8 – крышка корпуса вентилятора; 9 – гайка уплотнения; 10 – сетка; 11 – крыльчатка водяного насоса; 12 – крышка корпуса водяного насоса; 13 – выходной патрубок водяного насоса; 15 – хвостовик валика электродвигателя; 16 – вентилятор; 17 – розетка штепсельного разъема электродвигателя; 18 – хвостовик вала с нарезкой; 19 – соединительная муфта; 20 – перепускной клапан; 21 – входной штуцер; 22 – крышка топливного насоса.

Рисунок 3.15 – Насосный узел подогревателя

Насосный узел состоит из электродвигателя, топливного насоса, вентилятора и водяного насоса.

Электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения с отбором мощности с обоих концов вала якоря включается выключателем «ОБОГРЕВ ДВИГАТ.». На валу электродвигателя установлены: с одной стороны топливный насос, с другой – вентилятор и водяной насос.

Топливный насос шестеренчатый предназначен для подачи топлива к форсунке. Он состоит из корпуса, пары шестерен, соединительной муфты и редукционного шарикового клапана. Корпус своей нарезной цилиндрической частью ввинчивается в крышку корпуса электродвигателя. В корпус ввернуты два штуцера для подвода и отвода топлива. В канале, сообщающемся с нагнетательной полостью насоса, установлен редукционный клапан. При повышении давления выше допустимого шарик клапана отжимается и топливо перепускается из нагнетательной полости в полость всасывания.

Ведущая шестерня насоса получает привод от хвостовика валика электродвигателя через соединительную муфту.

Вентилятор центробежного типа предназначен для подачи воздуха в камеру сгорания котла. Крепится к крышке корпуса электродвигателя. Вентилятор состоит из корпуса, выполненного в форме улитки, крыльчатки и защитной сетки. Корпус выполнен заодно с отводным патрубком. Крыльчатка вентилятора закреплена на хвостовике валика электродвигателя. Сзади корпус закрыт крышкой. Воздух в вентилятор поступает через защитную сетку, захватывается лопастями крыльчатки и отбрасывается к периферии «улитки», откуда по трубопроводу поступает в камеру сгорания подогревателя.

Водяной насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя.

Он состоит из корпуса, крышки, крыльчатки и уплотнения.

Корпус насоса отлит заодно с крышкой корпуса вентилятора и с выходным патрубком. Крыльчатка установлена на хвостовике валика электродвигателя на шпонке и закреплена гайкой. Крышка водяного насоса выполнена как одно целое с входным патрубком и крепится к корпусу насоса болтами.

Подогреватель запускается включением выключателей «СВЕЧА» и «ОБОГРЕВ ДВИГАТ.».

При включении «СВЕЧА» происходит разогрев свечи накаливания. При включении «ОБОГРЕВ ДВИГАТ.» включается насосный узел подогревателя. При этом топливным насосом подается в форсунку топливо и впрыскивается ею в камеру сгорания. Одновременно вентилятором подается в камеру сгорания воздух. Топливо смешивается с воздухом и воспламеняется от свечи. В дальнейшем, при выключенной свече, горение поддерживается непрерывной подачей в пламя топлива и воздуха. Горячие газы, проходя по жаровой трубе и газоходу, разогревают жидкость в водяной рубашке подогревателя и через лючок выбрасываются наружу. Водяной насос обеспечивает циркуляцию горячей жидкости по системе и разогрев двигателя.


4 Экономическая часть

В данном дипломном проекте производится экономическое обоснование внедрения нового оборудования на АТП. В первую очередь при изменении планирования экономической деятельности на автомобильном транспорте в экономическом расчете производится расчет затрат на продукцию АТП, ее себестоимости и сроков окупаемости.

Целью экономического расчета является определение:

- расхода электрической энергии, используемой потребителем;

- расходов на использование отработанных ГСМ;

- стоимость оборудования;

- экономического эффекта.

4.1 Расчет расхода электрической энергии

Расчет расхода электрической энергии, используемой потребителем за сезон обслуживания, определяется по формуле

                                     (4.1)

.

где     W       – расход электроэнергии, кВтч;

          Рпотр. – потребляемая мощность, кВт;

                  t         – время работы потребителя в течение одних суток,                   t =20 час;

                  Т        – период работы потребителя,                                                       Т = 182 сутки;

Потребляемую мощность агрегата вычислим из формулы

                                       (4.2)

.

где        Руст. – суммарная (общая) установленная мощность, кВт;

                    Кс     – коэффициент спроса, зависит от количества, загрузки, групп потребителей.

Кс = 1 потребитель;

Руст. = 3 кВт;

Стоимость 1 кВт на 15.03.2015 составляет 13,76 тенге

Стоимость электроэнергии потребленной за сутки пользования составляет 825,6 тенге, из расчета пользования 20 часов в сутки. Отсюда выводим стоимость потребленной электрической энергии за сезон работы потребителя. Стоимость составляет 150259,2 тенге, из расчета пользования 182 сутки.

4.2 Расчет расходов на использование отработанных ГСМ

Для осуществления разжигания пламени, форсуночный агрегат в качестве топлива использует отходы нефтепродуктов (отработавшее масло, взятое из КПП и мостов автомобилей, или мазут М-100).

На основе проведенных опытов было выявлено следующее:

Расход топлива за один час работы форсуночного агрегата составляет 0,675 л. Соответственно расход топлива за одни сутки работы составит 13,5 литров. Это видно из формулы

                                                   (4.3)

где        часовой расход топлива;

= 0,675 литра;

                  время работы потребителя в течении одних суток;

= 20 часов;

Используя эти данные, посчитаем расход топлива за сезон. В сезон входят 182 сутки работы агрегата. Так как суточный расход 13,5 литров, расход за полгода считается по формуле

                                                 (4.4)

где          расход топлива за сезон;

              суточный расход топлива;

= 13,5 литра;

            Т       период работы потребителя.

4.3 Расчет стоимости оборудования

В таблице 1 представлена стоимость оборудований необходимых для сборки форсуночного агрегата.

Таблица 1 – Рыночные цены на оборудование

Наименование

Количество

Стоимость в тенге

Форсунка

1

3500

Насос для перекачки высоковязких жидкостей

1

14985

Корпусные детали

(всего по 1)

12000

Общую закупочную стоимость оборудования определим по формуле

где   стоимость i-ой единицы оборудования.

.

4.4 Расчет экономического эффекта

Для оценки экономического эффекта необходимо посчитать расходы за год выхода на линию автотранспорта до внедрения форсуночного агрегата и после.

Для начала рассчитаем расход до внедрения по формуле

где X – доход от выхода автотранспорта на линию, X = 37000;

 Nкру – производственная программа АТП, ;

 0,05  – 5 процентов поломки автотранспорта.

Для расчета после внедрения, необходимо посчитать сумму затрат на общую закупочную стоимость оборудования Собор и суммарные расходы новой котельной Егод по формуле

где  – общая закупочная стоимость оборудования,

 – суммарные расходы новой котельной,

После этого произведем расчет расхода после модернизации по формуле

где          Y – средняя стоимость детали, Y = 15242,5 тенге;

          Nкру – производственная программа АТП, ;

          0,05 – 5 процентов поломки автотранспорта.

Экономический эффект узнаем из выражения

Из расчетов видно, что проведя модернизацию стоимостью  тенге, мы получим положительный экономический эффект в  тенге.

Окупаемость реконструированного цеха вычисляется по формуле

где              Z – вырученая сумма за год,Z ;

 – общие расходы участка,


5 Охрана труда

5.1 Техника безопасности при эксплуатации форсуночного агрегата

Организацией техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей являются:

- организация работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, согласно их перечню;

- надзор при выполнении работ;

- оформление перерывов в работе, окончание работы.

Ответственными за безопасное проведение работ являются:

- лицо, выдающее наряд, распоряжение, утверждающее перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- ответственный руководитель работ;

- выдающий разрешение на допуск на рабочее место;

- допускающий на рабочее место;

- производитель работ;

- наблюдающий;

Выдающий наряд, распоряжение принимает меры по подготовке рабочих мест и несет ответственность за достаточность, правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников.

Право выдачи наряда, распоряжения в электроустановках напряжением выше 1000 В предоставляется работникам из административно-технического персонала с V группой по электробезопасности, в электроустановках до 1000 В – с IV группой по электробезопасности.

В случае отсутствия работников, имеющих право выдачи нарядов, при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий допускается выдача нарядов и распоряжений работниками с IV группой по электробезопасности из числа оперативного персонала данной электроустановки. Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов оформляется письменным указанием руководителя организации.

Ответственный руководитель назначается при выполнении работ:

- с использованием электроустановок;

- с отключением электрооборудования;

- в электроустановках со сложной схемой электрических соединений;

- на электродвигателях и присоединениях РУ;

- под наведенным напряжением;

- на ВЛ, КЛ, кабельная линия связи (далее – КЛС), в том числе на ВЛ под рабочим напряжением;

- без снятия напряжения на токоведущих частях с изоляцией человека от земли;

- по испытаниям электрооборудования, в том числе и вне электроустановок (в недействующих электроустановках, на складах, на территории предприятия, в поле);

Необходимость назначения ответственного руководителя при других работах определяет выдающий наряд.

Ответственный руководитель работ назначается при работах в электроустановках напряжением выше 1000 В.

Ответственный руководитель работ несет ответственность за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за принимаемые им дополнительные меры безопасности, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого допускающим и производителем работ, за электробезопасность и безопасность работающих от других производственных факторов.

V группу по электробезопасности в электроустановках напряжением выше 1000 В;

IV группу по электробезопасности в электроустановках напряжением до 1000 В.

Выдающий разрешение на допуск на рабочее место отвечает за правильную выдачу задания дежурному и оперативно-ремонтному персоналу по объему отключений и заземлений, за достоверность сообщаемых этому персоналу сведений по объему предварительно выполненных операций по отключению и заземлению, за координацию времени и места работы допускаемых бригад, а также за включение электроустановки после полного окончания работ всеми бригадами, допущенными к работам на данной электроустановке.

Выдачу разрешения на допуск на рабочее место осуществляет дежурный персонал, в оперативном управлении которого находится электроустановка.

Допускающий несет ответственность за:

- правильное и точное выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места, указанного в наряде, распоряжении, соответствие технических мероприятий характеру и месту работы;

- правильный допуск к работе;

- полноту и качество проведенного им инструктажа членов бригады.

Допускающих назначают из числа оперативного персонала. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускающий имеет IV группу по электробезопасности, а в электроустановках до 1000 В – III группу.

Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках напряжением выше 1000 В, имеет IV группу по электробезопасности, а в электроустановках напряжением до 1000 В – III группу.

Для работ в подземных сооружениях, где возможно появление вредных газов, работ под напряжением и по перетяжке, замене проводов на ВЛ напряжением до 1000 В, подвешенных на опорах ВЛ напряжением выше 1000 В, производитель работ имеет IV группу по электробезопасности.

Для выполнения работ по распоряжению в электроустановках напряжением до и выше 1000 В, кроме работ, указанных в пункте 193 настоящих Правил, достаточным является наличие у производителя работ III группы по электробезопасности.

Наблюдающий осуществляет надзора за бригадой работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках.

Наблюдающий несет ответственность за:

- соответствие подготовленного рабочего места указаниям, предусмотренным в наряде;

- наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов;

- безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки и от других производственных факторов.

Ответственным за безопасность, связанную с технологией работы, является работник, возглавляющий бригаду, который входит в ее состав и постоянно находится на рабочем месте. Его фамилия указывается в строке «Отдельные указания» наряда.

При совмещении обязанностей производителя работ и допускающего совмещение ими обязанностей других лиц, ответственных за безопасное производство работ, не допускается.

Запрещаются самовольное проведение работ, а также расширение рабочих мест и объема задания, определенных нарядом или распоряжением.

5.2 Противопожарная безопасность

Производственное помещение оборудовано первичными средствами пожаротушения, принятыми по утвержденным нормам:

- ручные порошковые огнетушители типа ОП-5 в количестве 3шт.;

- пожарный щит, оснащенный лопатой, багром, ломом, ведром и ящиком с песком.

Ответственность за противопожарное состояние в котельной АТП излагается на лиц, назначенных приказом директора АТП.

Таблички с указанием фамилий и должностей, ответственных за пожарную безопасность лиц вывешиваются на видных местах.

АТП оснащается первичными средствами пожаротушения в соответствии с требованиями действующих норм.

Каждый работник АТП, обнаруживший пожар или загорание, обязан немедленно сообщить об этом в пожарную часть  и приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

Все вновь принимаемые работники должны проходить вводный инструктаж о соблюдении мер пожарной безопасности.

Первичный инструктаж проводится на рабочем месте, лицом, ответственным за пожарную безопасность в данном АТП.

Лица, проводящие огневые работы, должны быть обучены – пройти пожарный технический минимум, имеющих квалификационное удостоверение.

Место проведение огневых работ должно быть обеспечено необходимыми средствами пожаротушения.

Проведение огневых работ, без принятия мер, исключающих возможность возникновения пожара, категорически запрещается.

5.3 Мероприятия по защите окружающей среды

Закон о защите окружающей природы  определяет правовые, экономические и социальные основы охраны окружающей среды в интересах настоящего и будущих поколений и направлен на обеспечение экологической безопасности, предотвращение вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности на естественные экологические системы, сохранение биологического разнообразия и организацию рационального природопользования.

Экологическое законодательство Республики Казахстан основывается на Конституции Республики Казахстан и «Экологическом кодексе», принятом 9.01.2007 г., регулирующего общественные отношения в области охраны окружающей среды. Принятие Кодекса стало одной из важнейших задач по вхождению Казахстана в число 50 наиболее конкурентоспособных стран мира.

В соответствии со ст. 6 Экологического кодекса одним из основных положений государственного регулирования в области охраны окружающей среды является экологическое нормирование.

Целью экологического нормирования является регулирование качества окружающей среды и установление допустимого воздействия на нее, обеспечивающих экологическую безопасность, сохранение экологических систем и биологического разнообразия.

В процессе экологического нормирования устанавливаются нормативы качества окружающей среды, нормативы эмиссий и нормативы в области использования и охраны природных ресурсов.

В соответствии с ГОСТ 17.0.0.04 «Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов» на предприятии разработан экологический паспорт, который ежегодно на 01.01. текущего года проходит корректировку.

В соответствии со статьей 71 Экологического Кодекс предприятие относится к III категории природопользователя (4 класс опасности производственного объекта) и имеет разрешение на эмиссии в окружающую среду. Производственный процесс, связанный с ремонтом автомобильного транспорта сопровождается выбросом в атмосферу газа, пара, твердых и жидких частиц различных веществ.

По вопросам охраны и рационального использования природных ресурсов на предприятии разрабатываются природоохранные мероприятия.

Для сбора отходов в ремонтном цехе установлены металлические контейнера.

Этот подход к охране окружающей среды подкреплен системой законодательных актов и нормативно-технических документов в области охраны природы.


Заключение

При выполнении данного дипломного проекта была поставлена основная задача – решить все проблемы, связанные с пуском двигателей автомобилей в холодное время.

Безгаражное хранение автомобилей в зимний период сопряжено с температурными отказами. Поэтому при таком способе предусматриваются специальные меры для предотвращения потери работоспособности автомобилей.

Установка форсуночного агрегата на территории АТП является необходимым условием для продвижения в сфере автомобильного хозяйства, особенно в регионах с суровыми климатическими условиями.

Форсуночный агрегат представляет собой небольшое отопительное устройство, включающее в себя обеспечение подогрева двигателя, а также других агрегатов подвижного состава (например: заднего моста и КПП).

Выше перечисленные мероприятия в проекте проводятся для предприятия в целом, программа совершенствования организации труда коснулась автотранспортных предприятий.

Это необходимо для того, чтобы в рамках дипломного проекта более детально был показан принцип работы форсуночного агрегата, установленного на территории автотранспортного предприятия. В данном дипломном проекте затрагиваются следующие вопросы:

- средства облегчения пуска двигателей при хранении автомобилей в условиях низких температур

- общая характеристика форсуночного агрегата, и его отдельных частей

- принцип работы форсуночного агрегата

- экономическое обоснование внедряемого оборудования

- вопросы охраны труда, техники безопасности  и мероприятий по экологии.

В результате выполненных в дипломном проекте расчетов прослеживается экономичность и рентабельность форсуночного агрегата, используемого на АТП.

Все выше перечисленные мероприятия своевременны и необходимы для совершенствования работы автотранспортного предприятия и его конкурентоспособности в современных рыночных отношениях, в условиях растущего объема транспортных перевозок и развития автомобильного хозяйства.


Список использованных источников

1 Котельные установки и их эксплуатация: учебник для нач. проф. образования Б. А. Соколов. – 2-е изд., испр. – М. : Издательский центр «Академия», 2007. – 432 с.

2 Теплогенерирующие установки: учебник для вузов Г. Н. Делягин, В. И. Лебедев, Б. А. Пермяков. – М.: Стройиздат, 1986. – 559 с.

3 Напольский Г .М. Технологическое проектирование АТП и СТО. М.: Транспорт, 1985.  213 с.

4 Планида В. С., Окинько В. А., Бычков В. П. Технологическое проектирование АТП и СТО. Воронеж: ВГУ, 1989.  216 с.

5 Фастовцев Т. Ф. Организация ТО и ТР легковых автомобилей. М: Транспорт, 1989.  256 с.

6 Фастовцев Т. Ф. Автотехобслуживание. М: Машиностроение, 1985.  256с.

7 Кузнецов Ю. М. Охрана труда на АТП. М: Транспорт, 1990.  288 с.

8 Роговцев В .Л. Устройство и эксплуатация транспортных средств. М.: 1991.  432 с.

9 Фастовцев Г.Ф. Современный автосервис. М.: Знание, 1980.  64 с.

10 Петрыченков С. Н. Организация комплексного автосервиса. М.: Транспорт, 1985.  19 с.

11 Техническая эксплуатация автомобилей. Под ред. Крамаренко Г. В. М.: Транспорт, 1983.  488 с.

12 Богданов С. Н. Автомобильные двигатели: Учебник для автотранспортных техникумов, С. Н. Богданов, М. М. Буренков, И. Е. Иванов – М.: Машиностроение, 2007. – 368с.

13 Болбас М. М. и др. Проектирование предприятий автомобильного транспорта. – М.: Минск, 2004. – 321 с.

14 Вахламов В. К. Автомобили: Основы конструкции: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Академия, 2006. – 245 с.

15 Вахламов В. К. Автомобили: Эксплутационные свойства: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Академия, 2005. – 389 с.

16 Власов В. М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – М.: Академия, 2003. – 187 с.

17 Ключев В. П. Выбор электродвигателей для производственных механизмов. М.: Энергия, 1974. – 432 с.

18 Князевский Б. А. и др., Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок. – М.: Высшая Школа, 1984. –567 с.

19 Туревский И. С. Теория двигателя: Учебное пособие И. С. Туревский. – М.: Высшая школа, 2007. – 238 с.

20 Тур Е. Я. Устройство автомобиля: Учебник для учащихся автотранспортных техникумов Е. Я. Тур, К. Б. Серебряков, Л. А. Жолобов. – М.: Машиностроение, 2007. – 352 с.

21 Фастовцев Г. В. Автотехобслуживание. – М.: Машиностроение, 1985. – 265 с.

22 Автомобиль: Учебник водителя третьего класса. Калисский В. С., Манзон А. И. 1979.  137 с

23 Автомобиль категории С: Учебник водителя. Калисский В. С., Нагула Г. Е. 1987.  189 с

24 Отечественные автомобили. М., «Машиностроение», Анохин В. И. 1977.  114 с

25 Устройство и эксплуатация автомобилей: Учеб. Пособие. Полосков В. П., Лещев П. М. 1987.  179 с


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

646. Вдосконалення системи автоматизації відділення випарної станції 92 KB
  Умови праці. Наявність шкідливих та небезпечних факторів на робочому місці. Санітарно-гігієнічні вимоги до виробничих приміщень та розміщення технологічного обладнання. Розрахунок звукопоглинаючої конструкції операторського пункту.
647. Использование языка AHDL при проектировании цифровых устройств 159.5 KB
  Описание комбинационного устройства на языке AHDL. Реализация комбинационного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ, быстродействия и временных задержек). Функциональная компиляция и моделирование устройств.
648. Разработка и исследование характеристик платформенной инерциальной навигационной системы полуаналитического типа, построенной с использованием лазерных гироскопов 1.25 MB
  Краткое изложение теоретических сведений cистем координат в которой работает представленная ИНС. Пересчет координат из геоцентрической в географическую систему координат. Разработка алгоритма платформенной инерциальной навигационной системы, работающей в геоцентрической системе координат.
649. Створення програмної оболонки інформаційної системи обліку в Microsoft Excel VBA 202 KB
  Розробити книгу у MS Excel 2000 і скласти програму на мові Excel VBA для обліку нарахування заробітної плати. Ввести текстові і числові дані, записати формули, встановити зв'язок між основною таблицею та довідниками та виконати форматування таблиць. Скласти програму на мові Excel VBA.
650. Доказательства, собранные адвокатом и их правовое значение 120.5 KB
  Общие положения о доказательствах в арбитражном процессе. Понятие и предмет судебного доказывания. Относимость и допустимость доказательств. Письменные и вещественные доказательства. Заключение эксперта.
651. Применение аудио и видеотехнологий в правоохранительной деятельности 130 KB
  Обработка аудиоинформации. Аналого-цифровое преобразование. Технологии звукового синтеза. Форматы записи-воспроизведения аудиосигналов. Программные средства записи-воспроизведения звука.
652. Основы телекоммуникационных технологий и локальные сети в профессиональной деятельности 122.5 KB
  Назначение, компоненты и общая структура компьютерной сети. Современные коммуникационные технологии. Сети интегрального обслуживания. Проводные системы связи. Малогабаритные радиочастотные, инфракрасные и микроволновые системы. Национальные в международные компьютерные сети.
653. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности РЭС 334.5 KB
  Принцип работы ЦАП. Импульсный источник питания. Выходной выпрямитель и стабилизатор. Определение основных параметров четырехполюсника. Расчет допусков на входное и выходное сопротивление и коэффициент передачи четырехполюсника.
654. Расчет погонной массы груза, тягового органа и движущих частей конвейера 136 KB
  Нормативные значения расчетных величин. Основные параметры рабочего органа. Расчет погонной массы груза, тягового органа и движущих частей конвейера. Расчет тягового органа на прочность. Основные размеры тягового органа. Кинематический расчет. Выбор элемента передач.