Войти
Проект-Технарь
Дипломные работы
Раздел с образцами готовых дипломных работ по техническим специальностям
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, hello@studiplom.ru
Меню

Перевод двигателя ЗМЗ-406 на работу с газообразным видом топлива

Анализ существующих конструкций газо-балонного оборудования Крепление газовой рампы с форсунками к двигателю ЗМЗ
Сборочный чертеж форсунки Сравнение основных показателей работы двигателя ЗМЗ-406

Содержание работы

Введение
1 Организационно-экономическая характеристика предприятия
1.1 Общие сведения о предприятии
1.2 Размеры производства и результаты финансовой деятельности предприятия
1.3 Размеры и структура автотракторного парка
1.4 Показатели экономической эффективности использования автопарка
2 Технологическая часть
2.1 Анализ существующих конструкций газобаллонного оборудования (ГБО) автомобилей
2.1.1 ГБО с вакуумным (эжекторным) управлением первого поколения
2.1.2 ГБО с электронным управлением второго поколения
2.1.3 ГБО с электронным управлением третьего поколения
2.1.4 ГБО с распределенным впрыском газа четвертого поколения
2.1.5 ГБО с фазированным впрыском газа пятого поколения
2.2 Тепловой расчет двигателя при его работе на бензиновом топливе
2.2.1 Определение основных данных для построения индикаторной диаграммы
2.2.2 Расчет процесса впуска
2.2.3 Расчет процесса сжатия
2.2.4 Расчет процесса сгорания
2.2.5 Расчет процесса расширения
2.2.6 Построение индикаторной диаграммы
2.2.7 Определение индикаторных и эффективных показателей двигателя
2.2.8 Построение внешней скоростной характеристики двигателя
2.3 Тепловой расчет двигателя при его работе на сжиженном нефтяном газе
2.3.1 Расчет процесса впуска
2.3.2 Расчет процесса сжатия
2.3.3 Расчет процесса сгорания
2.3.4 Расчет процесса расширения
2.3.5 Построение индикаторной диаграммы
2.3.6 Определение индикаторных и эффективных показателей двигателя
2.3.7 Построение внешней скоростной характеристики двигателя
2.4 Особенности установки газобаллонного оборудования (ГБО) на автомобиль ГАЗ-2705
3 Конструкторская часть
3.1 Определение основной схемы модернизации, патентный поиск
3.2 Описание конструктивной схемы и принципа работы газобаллонной системы, работающей в составе с двигателем ЗМЗ-406 и оборудованной модернизированной электромагнитной форсункой
3.3 Расчет системы управления процессами открытия и закрытия газового канала форсунки
3.3.1 Расчет параметров магнитопровода
3.3.2 Расчет параметров обмотки электромагнита
3.4 Определение основных параметров форсунки в модернизированном варианте
4 Технико-экономическая эффективность проекта
4.1 Определение размера капитальных вложений
4.2 Определение годовой экономии эксплуатационных затрат
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Организационные мероприятия
5.2 Технические мероприятия
5.3 Производственная санитария
5.4 Противопожарные мероприятия
6 Экологичность проекта
Выводы и предложения
Список использованных источников
Приложения

Описание работы

В предлагаемом вашему вниманию дипломном проекте за основу нами было принято предприятие - завод «Транснефтемаш» г. Великие Луки, занимающийся разработкой, производством и обслуживанием оборудования и спец.продукции для строительства, эксплуатации и ремонта магистральных трубопроводов.
В графической части ВКР показаны основные показатели деятельности предприятия, из которых видно, что за последние 3 года:
1. Производственная площадь предприятия не изменилась
2. Среднегодовая численность работников увеличилась на 4,2%, что связано с улучшением условий труда и материального стимулирования работников (в частности среднемесячная заработная плата увеличилась на 55,2% по сравнению с 2010 годом).
3. За анализируемый период с 2010 по 2012 г. наблюдается увеличение прибыли получаемой предприятием практически в 2,4 раза. Данный факт свидетельствует о грамотном подходе руководства к управлению предприятием, что способствует поступательному развитию завода «Транснефтемаш». В результате, одновременно, и уровень рентабельности предприятия в 2012 г. превысил на 0,1% аналогичный показатель, полученный в 2010 году.
Для транспортировки своей продукции и оказания широкого спектра услуг завод «Транснефтемаш» имеет собственный автопарк эффективность использования которого приведена на чертежах.

Из табличных данных видно что:
1. Общий тоннаж автомобилей за три года увеличился на 15,6%, что связано с расширением автопарка предприятия.
2. Общий пробег автомобилей увеличился незначительно – на 0,3%. Отсюда можно сделать вывод, что руководством предприятия уделяется недостаточное внимание расширению зоны поставки производимой заводом продукции и оказания услуг.
3. Производственные затраты на содержание автопарка увеличились на 36,3% в 2012 году по сравнению с 2010 годом, что связано с увеличением количества автомобилей.
4. Из таблицы видно, что фактическая загруженность среднесписочного автомобиля в 2012 году по сравнению с 2010 годом увеличилась на 12,8 % , чему в значительной степени способствовало повышение общего объема грузоперевозок 13,1%. Отсюда и коэффициент использования грузоподъемности автомобилей на предприятии за анализируемый период увеличился на 20,3%.
5. К сожалению, ежегодно повышается такой важный показатель, как себестоимость одного тонно-километра (на 20,5% по сравнению с 2010 годом).

В дипломном проекте нами предложен один из путей улучшения экологических показателей автомобиля ГАЗ-2705 путем перевода инжекторного двигателя ЗМЗ-406 на работу с газообразным видом топлива. Сжиженный нефтяной газ имеет очевидные преимущества перед жидким (бензиновым топливом), а именно:
- значительно снижается содержание вредных веществ в выхлопных газах двигателя (оксида углерода - в 4-5 раз, оксидов азота - в 1,2 - 2 раза и углеводородов - в 1,1 - 1,4 раза);
- увеличивается ресурс двигателя на 30-40% при работе на газе;
- снижаются затраты на топливо при эксплуатации автомобиля, т.к. газ в 1,7 раза дешевле бензина.

Проведенный нами анализ различных систем газобаллонного оборудования (ГБО), устанавливаемого на автомобили показал, что в нашем случае (на автомобиль ГАЗ-2705 с инжекторным двигателем ЗМЗ-406) наиболее оптимальным решением будет установка ГБО четвертого поколения (т.е. система с распределенным синхронизированным впрыском газа).

Работа ГБО четвертого поколения осуществляется следующим образом: Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) под давлением поступает из баллона 2 в газовую магистраль высокого давления. Регулирование расхода газа из баллона происходит посредством мультиклапанного узла 7. Далее, газ по трубопроводу поступает в газовый редуктор 8, который обеспечивает удержание стабильного давления газа, в зависимости от режимов работы двигателя. С редуктора газ поступает к фильтру тонкой очистки 20, который предотвращает попадание грязи в газовую рампу 9, а далее к форсункам 10. В свою очередь, форсунки дозируют количество подаваемого в двигатель газа через штуцера-распылители, установленные на впускном коллекторе в непосредственной близости от впускных клапанов. Управление форсунками осуществляется блоком электронным блоком управления 19 (ЭБУ), используя для расчета длительности впрыска газа информацию от штатного бензинового контроллера и корректируя ее информацией дополнительных датчиков давления газа и воздуха во впускном коллекторе, чем достигается более высокая точность состава газовоздушной смеси.
На сегодняшний день ГБО четвертого поколения является наиболее проработанным, эффективным и надежным решением, фактически ставшим стандартом для всех газобаллонных систем в целом.

Неоспоримыми преимуществами ГБО четвертого поколения перед газовыми системами предыдущих поколений являются:
- минимальный расход топлива, а следовательно максимальная его экономия (за счет точности механизма газообразования);
- минимальные потери мощности (2-3%) двигателя, при его работе на газовом топливе;
- отсутствие хлопков при работе двигателя, что в конечном итоге приводит к увеличению ресурса двигателя;
- отдельное управление подачей газа (газовыми электромагнитными форсунками) для каждого цилиндра;
- автоматизация перехода с бензина на газ при прогреве двигателя, и с газа на бензин по окончании газа в баллоне;
- максимальная экологичность за счет наиболее качественного сгорания топлива. В результате обеспечивается полное соответствие нормам ЕВРО-2 ЕВРО-3 и ЕВРО-4.
Для выявления особенностей работы двигателя ЗМЗ-406 на бензиновом и газовом топливе, нами построена индикаторная диаграмма двигателя и его внешняя скоростная характеристика (ЛИСТ 4). Из внешней скоростной характеристики видно, что:
- использование сжиженного нефтяного газа приводит к снижению мощности двигателя на 11%, а следовательно и крутящего момента двигателя при номинальном режиме его работы;
- удельный расход топлива при работе на сжиженном нефтяном газе увеличивается на 9%.

Тем не менее, указанные особенности работы двигателя ЗМЗ-406 на газообразном виде топлива покрываются тем, что экологически чистое газовое топливо в 1,7 раза дешевле бензина марки АИ-92.
При изучении вопроса установки ГБО четвертого поколения было установлено, что сдерживающим фактором, препятствующим эффективной эксплуатации двигателя ЗМЗ-406, работающего на газовом топливе, является конструкция существующих электромагнитных форсунок, приспособленных для работы на жидком топливе. Дело в том, что на существующих электромагнитных форсунках весьма сложно обеспечить необходимую точность поцилиндрового дозирования газа. Это связано с тем, что через дозирующее устройство (форсунку) нужно пропустить гораздо больший объем топлива, чем в случае с бензином. Данное обстоятельство, в свою очередь, потребует увеличения проходного сечения клапанной пары и создания большего усилия, развиваемого электромагнитом, чем это было в базовом варианте (при работе на жидком топливе).

С целью повышения эффективности работы форсунки на газообразном топливе нами был проведен патентный поиск, по результатам которого за основу нами была принята конструкция №4, в которой с целью повышения быстродействия и эксплуатационной надежности газовой электромагнитной форсунки предлагается:
- подпружиненную часть клапана (якорь) выполнить в виде плоской шайбы с центральным и периферийными отверстиями;
- выполнить в седле клапана кольцевую щель, площадь сечения которой определяет максимальную производительность форсунки;
- в несколько раз уменьшить ход якоря в клапане, поскольку при открытом клапане газ попадает в кольцевую щель седла, как через периферийные, так и центральное отверстия якоря. Уменьшение магнитного зазора соответственно увеличивает силу притяжения якоря электромагнитом, что особенно важно в начальный момент движения якоря.

Предлагаемая вниманию модернизированная газовая электромагнитная форсунка содержит электромагнитную систему, состоящую из магнитопровода, обмотки и шайбовидного якоря с центральным и периферийными отверстиями.
Якорь пружиной прижат к кольцевому седлу клапана, изготовленному в корпусе из немагнитного износостойкого материала.
По средней линии кольцевого седла располагается много отверстий небольшого диаметра, суммарная площадь сечения которых определяет максимальную производительность газовой электромагнитной форсунки. При существенном увеличении числа указанных отверстий они сливаются, образуя кольцевую щель со средним диаметром d и шириной.
При подаче импульса тока в обмотку газовой электромагнитной форсунки, ее клапан открывается, т.е. якорь клапана притягивается электромагнитом и приподнимается над кольцевым седлом на величину h, которая существенно меньше, чем в известных форсунках. Газ в этом случае может поступать в кольцевую щель, как через центральное отверстие якоря, так и через его периферийные отверстия. При этом для обеспечения равенства площади S дозирующей кольцевой щели и суммарной площади цилиндрических поясов, диаметры которых соответственно равны диаметрам внутренней и внешней кромок кольцевой щели, а высота равна величине полного хода якоря, достаточно, чтобы соблюдалось соотношение h=1/2.
Таким образом, ход якоря клапана, а соответственно и величина магнитного зазора по сравнению с известными форсунками при одинаковой максимальной производительности может быть в нашем примере уменьшена до 5 раз. Это соответственно увеличивает величину силы электромагнита в начальный момент движения якоря и уменьшает время пролета якоря в открытое состояние, тем более, что путь пролета - h уменьшается в несколько раз. При этом уменьшение пути пролета позволяет компромиссно оптимизировать величину силы электромагнита, скорости и ускорения перемещения якоря, времени пролета якоря, ударных нагрузок в клапане, его износа и тем самым повысить эксплуатационную надежность газовой электромагнитной форсунки в целом.
Повышение быстродействия газовой электромагнитной форсунки существенно повышает точность дозирования газа, особенно на оборотах холостого хода двигателя внутреннего сгорания, когда газовая электромагнитная форсунка управляется короткими импульсами тока.

Вариант установки газовой рампы с предлагаемыми газовыми электромагнитными форсунками представлен Вашему вниманию на чертеже общего вида (ЛИСТ 7).
Помимо чертежа общего вида, Вашему вниманию представлен сборочный чертеж и элементы деталировки газовой электромагнитной форсунки в модернизированном варианте ее конструктивного исполнения (ЛИСТ 8, 9).

Выполненный технико – экономический анализ позволяет сделать следующие выводы:
- Установлено, что в результате перевода инжекторного двигателя ЗМЗ-406 автомобиля ГАЗ-2705 с жидкого на газообразный вид топлива происходит:
- повышение годового расхода топлива автомобилем ГАЗ-2705 на 13,9%;
- снижение составляющих прямых эксплуатационных затрат на 2,5%, главным образом за счет снижения затрат на топливо (на 6%), т.к. газовое топливо (сжиженный нефтяной газ) в 1,7 раза дешевле бензина марки АИ-92.
По расчетам, от результатов предлагаемых технических решений, годовая экономия эксплуатационных затрат в расчете на 1 автомобиль составляет 11802,25 руб. Срок окупаемости капиталовложений, направленных на модернизацию автомобиля ГАЗ-2705 путем установки в его конструктивную схему газобаллонного оборудования, составил 1,43 года.

В пояснительной записке также отражены вопросы безопасности жизнедеятельности и экологичности проекта.


Автор работы: Sahter

Содержание архива

1. Записка пояснительная;
2. Приложения и материалы к работе;
3. Комплект чертежей:
- Анализ существующих конструкций газо-балонного оборудования.cdw
- Корпус газовой форсунки.cdw
- Крепление газовой рампы с форсунками к двигателю ЗМЗ.cdw
- Крышка.cdw
- Патентный поиск.cdw
- Показатели производственной деятельности.cdw
- Сборочный чертеж форсунки.cdw
- Сравнение основных показателей работы двигателя ЗМЗ-406.cdw
- Стакан.cdw
- Схема газовой электромагнитной форсунки.cdw
- Щтуцер.cdw
- Экономическая эффективность проекта.cdw
- Эффективность использования автопарка предприятия.cdw
- Якорь форсунки.cdw

Остальные чертежи смотрите в папке "Скрины", архив

Краткая инструкция:

  1. Ищите подходящую работу в строке поиска в центре страницы сверху или по боковой панели навигации слева.
  2. Оцените качество работы с помощью содержания и скриншотов чертежей, которые находятся в архиве. Для просмотра скринов скачайте архив внизу страницы.
  3. Если работа вас устраивает, выберите способ оплаты (Яндекс-деньги, Вебмани или Интеркасса) или воспользуйтесь личным кабинетом и личным счетом.
  4. Ожидайте, на вашу почту придет пароль от архива. Чтобы ускорить получения пароля, необходимо правильно заполнить форму оплаты - указать свой электронный адрес.
  5. По всем вопросам обращайтесь на форум или по телефону, указанному в шапке сайта.

Быстрая навигация по ключевым вопросам:

  • Телефон: +7(903) 982 12 16, +7(965) 988 37 05
  • Почта: hello@studiplom.ru, studiplom2010@yandex.ru
Не нашли то, что искали или остались вопросы? Напишите нам!

Стоимость работы составляет 2780

ID работы: N-DP-1726

КУПИТЬ РАБОТУ СКАЧАТЬ АРХИВ